Nghiên cứu ứng dụng tổ hợp phương pháp mô hình hóa và hệ thống thông tin địa lý GIS để đánh giá chất lượng môi trường không khí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- NGUYỄN KHẮC LONG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN KHẮC LONG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KHU CÔNG NGHIỆP VÀ ĐÔ THỊ Ở TỈNH HẢI DƯƠNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN KHẮC LONG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KHU CÔNG NGHIỆP VÀ ĐÔ THỊ Ở TỈNH HẢI DƯƠNG

Chuyên ngành : Môi trường không khí

Hà Nội - 2014

Lêi cam ®oan

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn ¸n lµ trung thùc vµ ch-a tõng ®-îc ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

T¸c gi¶

Nguyễn Khắc Long

ĐHQG Hà Nội trong thời gian tôi học tập và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Chi cục Bảo vệ Môi tr-ờng,

Sở Tài nguyên & Môi tr-ờng tỉnh Hải D-ơng đã tạo điều kiện và cung cấp cho tôi những số liệu của tỉnh Hải Dương phục vụ cho luận án; Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Sở Tài nguyên và Môi tr-ờng, Chi cục Bảo vệ Môi tr-ờng tỉnh Hòa Bình đã tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, các bạn bè, đồng nghiệp đã luôn luôn động viên, giúp đỡ và khích lệ tôi v-ợt qua những khó khăn để hoàn thành bản luận án này./

Tác giả

Nguyễn Khắc Long Nguyễn Khắc Long

Nguyễn Khắc Long

Mục lục

Trang

Mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối t-ợng, phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 3

5 Ph-ơng pháp nghiên cứu 3

6 Luận điểm bảo vệ 4

7 Những điểm mới 4

8 ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5

9 Cấu trúc luận án 5

Ch-ơng 1: Tổng quan VẤN ĐỀ NGHIấN CỨU VÀ HIỆN TRẠNG MễI TRƯỜNG KHễNG KHÍ TỈNH HẢI DƯƠNG 6

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu môi tr-ờng không khí 6

1.1.1 Tình hình nghiên cứu môi tr-ờng không khí trên thế giới 6

1.1.2 Tình hình nghiên cứu môi tr-ờng không khí tại Việt Nam 11

1.2 Khái quát điều kiện tự nhiên & kinh tế xã hội tỉnh Hải D-ơng 16

1.2.1 Điều kiện tự nhiên 16

1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 19

1.3 Khái quát hiện trạng môi tr-ờng không khí tại các khu công nghiệp và đô thị tỉnh Hải D-ơng 25

1.3.1 Các nguồn thải gây ô nhiễm môi tr-ờng không khí 25

1.3.2 Hiện trạng chất l-ợng môi tr-ờng không khí tại các khu công nghiệp và khu đô thị ở Hải D-ơng 29

Ch-ơng 2 Ph-ơng pháp nghiên cứu 41

2.1 Cỏc ph-ơng pháp mô hình hóa môi tr-ờng để tinh toán dự báo lan truyền các chất ô nhiễm 41

2.1.1 Cơ sở lý thuyết về lan truyền chất ụ nhiễm trong khụng khớ 41

2.1.2 Nghiên cứu, ứng dụng mô hình nguồn đ-ờng 44

2.1.3 Thiết lập mụ hỡnh nguồn mặt để tớnh toỏn, dự bỏo tải lượng cỏc chất ụ nhiễm phỏt thải từ nguồn mặt (Nguồn đun nấu trong dõn sinh) 51

2.2 Ph-ơng pháp đánh giá chất l-ợng môi tr-ờng bằng chỉ tiêu tổng hợp 55

2.2.1 Đặt vấn đề 55

2.2.2 Phương phỏp cải tiến chỉ tiờu tổng hợp TEQI 58

2.3 Thiết lập chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) 59

2.3.1 Phương phỏp xõy dựng chỉ số ụ nhiễm khụng khớ tổng cộng (TAPI) 60

2.3.2 Xõy dựng ngưỡng đỏnh giỏ của TAPI 61

2.3.3 Thang phõn cấp đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm của TAPI 62

2.3.4 Đỏnh giỏ mức độ phự hợp thực tế của TAPI và đối sỏnh với AQI (TCMT VN) bằng số liệu giả định 63

2.4 Ph-ơng pháp Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 67

2.4.1 Cấu trúc của GIS 67

2.4.2 Mụ hỡnh cấu trỳc dữ liệu trong GIS 68

2.4.3 Tạo bề mặt thống kê phân tích không gian trong GIS 69

2.4.4 Cỏc phương phỏp và ứng dụng dẫn suất của nội suy 70

Ch-ơng 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 75

3.1 Kết quả nghiên cứu ứng dụng mô hình Caline4 để tính toán, dự báo ô nhiễm bụi TSP và khí CO từ nguồn đ-ờng giao thông 75

3.1.1 Kiểm chứng mụ hỡnh Caline4 76

3.1.2 Số liệu đếm xe tại cỏc tuyến đường chớnh và ước tớnh gia tăng lưu lượng giao thụng đến năm 2015 80

3.1.3 Tải lượng ụ nhiễm trung bỡnh mỗi xe trờn cỏc tuyến đường giao thụng 81

3.1.4 Thụng số khớ tượng đầu vào để tớnh toỏn cho năm 2015 83

3.1.5 Tớnh toỏn cỏc tham số đầu vào cho mụ hỡnh Caline 4 84

3.2 Kết quả tính toán, dự báo tải l-ợng các chất ô nhiễm phát thải từ nguồn đun nấu trong dân sinh đô thị 96

3.2.1 Ước tớnh lượng nhiờn liệu sử dụng từ nguồn đun nấu khu vực thành thị tỉnh Hải Dương năm 2010 96

3.2.2 Kết quả tớnh toỏn lượng phỏt thải cỏc chất ụ nhiễm từ nguồn đun nấu khu vực thành thị tỉnh Hải Dương năm 2010 99

3.2.3 Ước tớnh tải lượng ụ nhiễm phỏt thải từ nguồn đun nấu khu vực thành thị tỉnh Hải Dương vào năm 2015 và 2020 103

3.3 Kết quả nghiên cứu đánh giá diễn biến và phân vùng ô nhiễm môi tr-ờng

không khí cỏc khu vực nghiờn cứu theo chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng 109

3.3.1 Đỏnh giỏ hiện trạng, diễn biến chất lượng mụi trường khụng khớ tại tỉnh Hải Dương bằng chỉ số TAPI 109

3.3.2 Kết quả phõn vựng ụ nhiễm mụi trường khụng khớ năm 2011 theo chỉ tiờu tổng hợp (TAPI) và phương phỏp nội suy IDWI 125

3.4 Đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng không khí phục vụ chiến l-ợc BVMT và phát triển bền vững tỉnh Hải D-ơng đến năm 2020 131

3.4.1 Các giải pháp luận 131

3.4.2 Các giải pháp công nghệ đối với khí thải 132

3.4.3 Những tồn tại trong cụng tỏc quản lý, bảo vệ môi tr-ờng 135

3.4.4 Tăng c-ờng năng lực của cơ quan quản lý môi tr-ờng tỉnh Hải D-ơng 136

3.4.5 Một số giải pháp góp phần tăng c-ờng khả năng và hiệu lực của cơ quan quản lý môi tr-ờng tỉnh Hải D-ơng 137

Kết luận và khuyến nghị 140

danh mục Các công trình khoa học của tác giả liên quan đến luận án 143

tài liệu tham khảo 144

phụ lục luận án

DANH MỤC CÁC HèNH VẼ

Hỡnh 1.1 Bản đồ hành chớnh tỉnh Hải Dương 18

Hỡnh 1.2 Sơ đồ vị trớ lấy mẫu mụi trường khụng khớ xung quanh khu dõn cư trong mạng lưới quan trắc mụi trường tỉnh Hải Dương 30

Hỡnh 1.3 Diễn biến nồng độ bụi TSP trung bỡnh từ năm 2008 đến năm 2011 31

Hỡnh 1.4 Sơ đồ vị trớ lấy mẫu khụng khớ trờn cỏc tuyến đường giao thụng chớnh trong mạng lưới quan trắc mụi trường tỉnh Hải Dương 34

Hỡnh 1.5 Diễn biến nồng độ bụi PM10 TB tại khu vực giao thụng năm 2011 35

Hỡnh 1.6 Sơ đồ vị trớ lấy mẫu mụi trường khụng khớ tại cỏc khu/cụm cụng nghiệp tập trung trong mạng lưới quan trắc mụi trường tỉnh Hải Dương 37

Hỡnh 2.1 Mụ tả cỏch thức mụ phỏng đối tượng của CALINE4 46

Hỡnh 2.2 Cỏch thức xỏc định cỏc đoạn thẳng mụ phỏng 47

Hình 2.3 Mô hình tổ chức của GIS 67

Hình 2.4 Mô tả một số khái niệm vector về nguồn: điểm, đ-ờng và vùng 68

Hình 2.5 Ma trận không gian của file GIS Raster và bảng thuộc tính của raster 69

Hình 2.6 Thí dụ bề mặt thống kê: các đ-ờng đồng mức độ cao trên hình nổi 3D 69

Hỡnh 2.7 Thống kờ và hướng chủ yếu của cỏc điểm dữ liệu 72

Hỡnh 2.8 Mối quan hệ giữa sự ảnh hưởng và khoảng cỏch 73

Hỡnh 2.9 Mạng phõn bố khụng gian variogram grid của cỏc điểm mẫu đo 73

Hỡnh 3.1 Vị trớ cỏc điểm tiếp nhận, điểm quan trắc và đường TL194 78

Hỡnh 3.2 So sỏnh nồng độ CO quan trắc và nồng độ CO mụ hỡnh Caline 4 79

Hỡnh 3.3 Bản đồ ụ nhiễm CO trờn cỏc tuyến đường giao thụng chớnh tỉnh Hải Dương, mựa Đụng – 2011 86

Hỡnh 3.4 Bản đồ ụ nhiễm CO trờn cỏc tuyến đường giao thụng chớnh tỉnh Hải Dương, mựa Hố – 2011 87

Hỡnh 3.5 Bản đồ ụ nhiễm CO trờn cỏc tuyến đường giao thụng chớnh tỉnh Hải Dương, mựa Đụng – 2015 88

Hình 3.6 Bản đồ ô nhiễm CO trên các tuyến đường giao thông chính tỉnh Hải

Dương, mùa Hè – 2015 89

Hình 3.7 Bản đồ ô nhiễm TSP trên các tuyến đường giao thông chính tỉnh

Hải Dương, mùa Đông – 2011 90

Hình 3.8 Bản đồ ô nhiễm TSP trên các tuyến đường giao thông chính tỉnh

Hải Dương, mùa Hè – 2011 91

Hình 3.9 Bản đồ ô nhiễm TSP trên các tuyến đường giao thông chính tỉnh

Hải Dương, mùa Đông – 2015 92

Hình 3.10 Bản đồ ô nhiễm TSP trên các tuyến đường giao thông chính tỉnh

Hải Dương, mùa Hè – 2015 93

Hình 3.11 Phân bố tổng lượng nhiên liệu gas và than tổ ong được sử dụng trong một ngày ở khu vực thành thị của mỗi huyện trên địa bàn tỉnh Hải Dương, năm 2010 99

Hình 3.12 Phân bố tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm từ nhiên liệu gas và than tổ ong ở khu vực thành thị tại mỗi huyện trên địa bàn tỉnh Hải Dương năm 2010 103 Hình 3.13 Biểu đồ so sánh tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu gas và than tổ ong đun nấu của các kịch bản năm 2015 106

Hình 3.14 Biểu đồ so sánh tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu gas và than tổ ong đun nấu qua 3 kịch bản năm 2020 109

Hình 3.15 Biểu đồ TAPI (I và I*) không khí xung quanh (trung bình 1 giờ) Khu công nghiệp TB năm tỉnh Hải Dương giai đoạn 2007-2011 113

Hình 3.16 Biểu đồ TAPI (I và I*) không khí xung quanh (trung bình giờ) Cụm công nghiệp tỉnh Hải Dương giai đoạn 2007-2011 116

Hình 3.17 Biểu đồ TAPI (I và I*) không khí xung quanh (trung bình 1 giờ) Giao thông TB năm tỉnh Hải Dương giai đoạn 2007-2011 120

Hình 3.18 Biểu đồ TAPI (I và I*) không khí xung quanh (trung bình 1 giờ) tại Khu dân cư TB năm tỉnh Hải Dương giai đoạn 2007-2011 123

Hình 3.19 Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ phân vùng chất lượng MTKK 125

Hình 3.20 Bảng Exel dữ liệu về chất lượng môi trường 126

Hình 3.21 Bảng dữ liệu điểm với đầy đủ thuộc tính 126

Hình 3.22 Công cụ nội suy IDWI trong Arcgis 127

Hình 3.23 Minh họa kết quả nội suy theo ranh giới khu vực nghiên cứu 128

Hình 3.24 Bản đồ phân vùng chất lượng không khí theo chỉ tiêu TAPI-2011 129

Hình 3.25 Sơ đồ tổ chức các cơ quan quản lý môi trường tỉnh Hải Dương 138

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Tổng sản phẩm trên địa bàn tỉnh Hải Dương năm 2011 19

Bảng 1.2 Các khu công nghiệp được quy hoạch tại tỉnh Hải Dương 21

Bảng 1.3 Các cụm công nghiệp được quy hoạch tại tỉnh Hải Dương 22

Bảng 1.4 Hệ thống các tuyến đường tỉnh lộ tỉnh Hải Dương 24

Bảng 2.1 Bảng hệ số phát thải các chất ô nhiễm từ nguồn đun nấu trong dân sinh của Việt Nam 54

Bảng 2.2 Thang phân cấp đánh giá chất lượng môi trường của TEQI=I 59

Bảng 2.3: Thang phân cấp đánh giá mức độ ô nhiễm của TAPI = I và I* 63

Bảng 2.4: Thang phân cấp đánh giá của TAPI và AQI khi n=5 64

Bảng 2.5: Bảng kết quả tính toán TAPI và AQI (Tổng cục Môi trường Việt Nam) theo số liệu giả định 65

Bảng 3.1: Các thông số khí tượng và giao thông ngày 02/10/2013 76

Bảng 3.2: Nồng độ CO đo được và kết quả tính từ mô hình Caline 4 77

Bảng 3.3: Lượng xe lưu thông trên các tuyến đường chính tỉnh Hải Dương năm 2011 và 2015 80

Bảng 3.4: Lưu lượng trung bình các loại xe lưu thông trên các tuyến đường chính tỉnh Hải Dương năm 2008 81

Bảng 3.5: Hệ số phát thải bụi TSP và khí CO đối với các loại xe 82

Bảng 3.6: Nồng độ chất ô nhiễm của 1 xe trên các tuyến đường giao thông 82

Bảng 3.7: Giá trị nhiệt độ trung bình các tháng tỉnh Hải Dương 83

Bảng 3.8: Thông số đầu vào của mô hình Caline 4 tính toán cho đường giao thông năm 2011 và 2015 85

Bảng 3.9: Nồng độ CO và TSP ở đường quốc lộ 5A năm 2011 và 2015 95

Bảng 3.10 Tỉ lệ số hộ đô thị sử dụng các loại nhiên liệu năm 2010 - tỉnh Hải Dương 96

Bảng 3.11 Ước tính lượng nhiên liệu gas tiêu thụ ở các hộ dân sinh khu vực thành

thị tỉnh Hải Dương năm 2010 97

Bảng 3.12 Ước tính lượng nhiên liệu than tổ ong tiêu thụ ở các hộ dân sinh khu vực

thành thị tỉnh Hải Dương năm 2010 98

Bảng 3.13 Lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng gas làm nhiên liệu đun nấu

năm 2010 100

Bảng 3.14 Lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng than tổ ong làm nhiên liệu

đun nấu năm 2010 101

Bảng 3.15 Tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm từ sử dụng các nhiên liệu gas và

than tổ ong năm 2010 102

Bảng 3.16 Dự báo tổng lượng nhiên liệu sử dụng năm 2015 104 Bảng 3.17 Tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệuđun nấu

trong khu vực thành thị tỉnh Hải Dương năm 2015 theo kịch bản 1 104

Bảng 3.18 Tỷ lệ tăng giảm nhiên liệu theo kịch bản 2 105 Bảng 3.19 Tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu đun nấu

trong khu vực thành thị tỉnh Hải Dương năm 2015 theo kịch bản 2 105

Bảng 3.20 Ước tính tổng lượng nhiên liệu sử dụng năm 2020 106 Bảng 3.21 Tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu đun nấu

trong khu vực thành thị tỉnh Hải Dương năm 2020 theo kịch bản 1 107

Bảng 3.22 Tỷ lệ tăng giảm nhiên liệu theo kịch bản 2 107 Bảng 3.23 Tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu đun nấu

trong khu vực thành thị tỉnh Hải Dương năm 2020 theo kịch bản 2 108

Bảng 3.24 Tỷ lệ tăng giảm nhiên liệu theo kịch bản 3 108 Bảng 3.25 Tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu đun nấu

trong khu vực thành thị tỉnh Hải Dương năm 2020 theo kịch bản 3 108

Bảng 3.26 Trọng số của các thông số i khảo sát 110 Bảng 3.27 Bảng phân cấp đánh giá mức độ ô nhiễm không khí ứng với n=4

và n=5 111

Bảng 3.28 Kết quả tính toán TAPI TB năm đối với Khu công nghiệp 112 Bảng 3.29 Kết quả tính toán TAPI TB năm đối với Cụm công nghiệp năm 2011 114 Bảng 3.30 Trọng số của các thông số i khảo sát 117 Bảng 3.31 Bảng phân cấp đánh giá mức độ ô nhiễm không khí ứng với n=5 và

n=6 118

Bảng 3.32 Kết quả tính toán TAPI trung bình giờ qua các năm 2007-2011– Không

khí khu vực giao thông 119

Bảng 3.33: Kết quả tính toán TAPI qua các năm 2007-2011 về môi trường không

khí xung quanh khu dân cư 122

Danh môc c¸c ký hiÖu vµ ch÷ viÕt t¾t

ĐHKHTN : Đại học Khoa học Tự nhiên

ĐTM : Đánh giá tác động môi trường

GIS : Geographical Informartion System (Hệ thống thông tin địa lý) GTVT : Giao thông vận tải

KCN : Khu công nghiệp

KT-XH : Kinh tế xã hội

NCS : Nghiên cứu sinh

NCKH : Nghiªn cøu khoa häc

QCCP : Quy chuẩn cho phép

QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam

TAPI : ChØ sè ô nhiễm kh«ng khÝ tổng cộng

TAQI : ChØ sè chÊt l-îng kh«ng khÝ tổng cộng

TEQI : ChØ sè chất lượng môi trường tổng cộng

TCCP/GHCP : Tiêu chuẩn cho phép/Nồng độ giới hạn cho phép

TN&MT : Tài nguyên và môi trường

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ô nhiễm không khí không phải là vấn đề mới phát hiện ra, nó đã được nói đến cách đây hàng thế kỷ Hơn 300 trăm năm trước đây nhà khoa học John Evalyn đã ghi chép lại những tác động của ô nhiễm môi trường không khí do việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch gây ra như làm vẩn đục bầu trời, giảm bức xạ mặt trời chiếu xuống Trái Đất ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người và các hệ sinh thái Nhưng chỉ đến thế kỷ 20, đặc biệt là vài thập niên trở lại đây khi môi trường không khí nhanh chóng bị biến đổi theo chiều hướng xấu, nhất là khi người ta phát hiện ra các trận mưa axít, hiện tượng suy giảm tầng ozôn, hiện tượng Trái đất nóng lên gây ra những thảm họa nghiêm trọng tới cuộc sống loài người thì vấn đề bảo vệ môi trường không khí nói riêng cũng như phát triển bền vững nói chung mới trở thành mối quan tâm của toàn nhân loại

Cho đến ngày nay, vấn đề ô nhiễm không khí, biến đổi khí hậu đã và đang là một vấn đề toàn cầu được quan tâm trên thế giới Ô nhiễm không khí không có biên giới, quy mô tác động của chúng đã vượt ra khỏi phạm vi kiểm soát của mỗi quốc gia Nhiều quốc gia kém hoặc đang phát triển đang phải gánh chịu những hậu quả của các nước phát triển đem lại Hiện tượng mưa axit, hiệu ứng nhà kính, sự suy thoái tầng ô zôn đang là vấn đề cấp bách, được đặt lên hàng đầu mà ô nhiễm không khí gây ra Chính phủ và nhiều tổ chức của các quốc gia đã và đang bàn bạc

để đưa ra những giải pháp nhằm giảm thiểu và kiểm soát chất lượng không khí thải vào khí quyển

Theo Liên Hợp Quốc, một nửa dân số thế giới hiện nay sống ở các thành phố,

và dự kiến sẽ tăng lên thành hai phần ba đến năm 2030 Trong khi đó tại hầu hết các

đô thị và các thành phố lớn thì vấn đề ô nhiễm không khí đã ở mức báo động Các chất ô nhiễm không khí rất đa dạng bao gồm các chất khí độc hại SO2, NO2, CO và bụi TSP, PM10, chúng đến từ nhiều nguồn khác nhau và gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người và là các nhân tố làm giảm chất lượng cuộc sống cộng đồng Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ước tính mỗi năm có khoảng hai triệu người chết do ô nhiễm không khí gây ra, trong khi rất nhiều người bị các bệnh về hô hấp, bệnh tim, nhiễm trùng phổi, và thậm chí là ung thư Cũng theo WHO thì ước

tính tỷ lệ tử vong ở các thành phố bị ô nhiễm bởi các khí độc và bụi mịn (có đường kính ≤ 10µm) cao hơn 15% đến 20% ở các thành phố sạch hơn (năm 2005)

Hải Dương là một tỉnh nằm ở đồng bằng sông Hồng, thuộc vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, nằm cách thủ đô Hà Nội 57 km về phía đông, cách thành phố Hải Phòng 45 km về phía Tây Bên cạnh đó theo quy hoạch năm 2007, Hải Dương nằm trong vùng trọng điểm phía Bắc với vai trò trung tâm công nghiệp Do vậy, việc phát triển kinh tế – xă hội ở Hải Dương có ý nghĩa chiến lược trong việc phát triển vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ Cùng với sự phát triển kinh tế và đô thị hóa gia tăng thì Hải Dương cũng đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm không khí

Để góp phần làm sáng tỏ thực trạng, diễn biến chất lượng môi trường (CLMT) không khí của các khu công nghiệp (KCN) và đô thị tại tỉnh Hải Dương, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nhằm mục tiêu bảo vệ môi trường và phát triển bền vững tỉnh Hải Dương, NCS đã lựa chọn đề tài Luận án:

“Nghiên cứu ứng dụng tổ hợp phương pháp mô hình hóa và hệ thống thông tin địa

lý (GIS) để đánh giá chất lượng môi trường không khí của các khu công nghiệp và

đô thị ở tỉnh Hải Dương”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Lựa chọn các mô hình toán học thích hợp để tính toán tải lượng ô nhiễm nguồn mặt (nguồn đun nấu trong dân sinh) và dự báo quá trình lan truyền chất ô nhiễm phát thải từ nguồn đường giao thông đến môi trường không khí xung quanh

- Thiết lập chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) để đánh giá hiện trạng, diễn biến mức độ ô nhiễm không khí xung quanh các khu CN/cụm CN, giao thông và dân sinh khu đô thị;

- Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây dựng các biểu đồ, bản đồ ô nhiễm không khí cho khu vực nghiên cứu;

- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường không khí tại các khu CN/cụm CN và khu đô thị tỉnh Hải Dương

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Ô nhiễm không khí

- Phạm vi nghiên cứu: Các Khu công nghiệp/Cụm công nghiệp, giao thông và dân cư đô thị tỉnh Hải Dương Giới hạn phạm vi nghiên cứu gồm:

+ Một số thông số cơ bản: khí SO2, NOx, CO, bụi (TSP và PM10);

+ Nguồn giao thông đường bộ: Tập trung nghiên cứu phát thải ô nhiễm từ các phương tiện giao thông trên một số tuyến đường chính ở các đô thị;

+ Nguồn mặt: Tập trung nghiên cứu phát thải ô nhiễm từ các hoạt động đun nấu trong dân sinh tại các đô thị

4 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan các hướng nghiên cứu lý thuyết ở trong, ngoài nước về đánh giá chất lượng môi trường không khí và ứng dụng GIS trong đánh giá chất lượng MTKK

- Đánh giá quá trình lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn đường và dự báo tải lượng ô nhiễm của nguồn mặt (nguồn đun nấu trong dân sinh)

- Đánh giá hiện trạng, diễn biễn theo phân loại mức độ ô nhiễm không khí bằng chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) và lập bản đồ phân vùng ô nhiễm không khí tỉnh Hải Dương

- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm, giám sát và quản lý bảo vệ môi trường không khí tỉnh Hải Dương

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp hồi cứu: Thu thập các tài liệu, số liệu từ các đề tài/dự án đã tiến hành ở tỉnh Hải Dương từ 2007-2011 và các tài liệu, số liệu đang lưu hành có liên quan để có đủ dữ liệu cho việc đánh giá hiện trạng, diễn biễn CLKK

- Điều tra, khảo sát thực địa, đo đạc chất lượng môi trường giúp bổ sung nguồn

số liệu còn thiếu hoặc chưa có nhằm cung cấp một bức tranh hoàn chỉnh về hiện trạng chất lượng môi trường; Khảo sát nhiên liệu sử dụng trong đun nấu tại các đô thị trên cơ sở đó tiến hành tính toán và dự báo tải lượng ô nhiễm phát thải từ nguồn dân sinh đến năm 2015 và 2020 bằng lý thuyết xác suất và hàm ngẫu nhiên

- Ứng dụng mô hình Caline 4 (do Cục Giao thông bang California - Hoa Kỳ xây dựng) để đánh giá và dự báo quá trình lan truyền chất ô nhiễm phát thải từ nguồn giao thông đến không khí xung quanh các đô thị

- Ứng dụng chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) do NCS đã thiết lập để đánh giá hiện trạng, diễn biến mức độ ô nhiễm không khí khu vực nghiên cứu

- Ứng dụng GIS và tin học trong việc xây dựng các bản đồ, biểu đồ mô phỏng mức độ ô nhiễm không khí của khu vực nghiên cứu

- Phương pháp chuyên gia: Tổ chức các buổi Seminar khoa học để lấy ý kiến của các chuyên gia về dự thảo luận án làm cơ sở cho việc chỉnh sửa, hoàn thiện luận án

6 Luận điểm bảo vệ

- Ứng dụng các phương pháp mô hình khuyếch tán rối và lan truyền chất ô nhiễm để tính toán, dự báo nồng độ và khả năng lan truyền của các chất gây ô nhiễm làm cơ sở cho việc đánh giá quy mô và mức độ gây ô nhiễm môi trường không khí xung quanh từ các nguồn đường và nguồn mặt ở tỉnh Hải Dương

- Chất lượng môi trường không khí tỉnh Hải Dương được đánh giá trên cơ sở thiết lập chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) và các ngưỡng đánh giá Từ kết quả đánh giá, sử dụng công cụ GIS để phân vùng ô nhiễm không khí xung quanh các KCN/ CCN, giao thông và các khu dân cư đô thị tỉnh Hải Dương

7 Những điểm mới của luận án

- Luận án đã lựa chọn mô hình toán học thích hợp Caline 4 có xét đến vật cản

để ứng dụng tính toán thải lượng và dự báo quá trình lan truyền chất ô nhiễm được phát thải từ nguồn đường Trên cơ sở kiểm chứng mô hình đạt độ chính xác cao phù hợp với số liệu đo đạc thực tế đã tiến hành dự báo nồng độ ô nhiễm bụi TSP và CO phát thải từ các phương tiện giao thông trên một số tuyến đường có dãy nhà 2 bên cao trên 10 m ở các đô thị chính tỉnh Hải Dương;

- Luận án đã thiết lập mô hình nội, ngoại suy nhiên liệu sử dụng đun nấu trong dân sinh ở tỉnh Hải Dương bằng lý thuyết xác suất thống kê và hàm ngẫu nhiên ứng dụng trong môi trường khác với phương pháp này trước đây mới chỉ ứng dụng trong bài toán dự báo dân số và một số yếu tố trong sinh học Trên cơ sở đó đã tiến hành

dự báo tải lượng ô nhiễm của SO2, NOx, CO, bụi TSP và PM10 đến năm 2020 theo các kịch bản (Tăng dân số thuần túy và tăng dân số có kết hợp cắt giảm nhiên liệu phù hợp cho từng giai đoạn)

- Lần đầu tiên, NCS đã ứng dụng chỉ số chất lượng môi trường tổng cộng (TEQI)

để thiết lập chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) cho việc đánh giá hiện trạng,

diễn biến và phân vùng ô nhiễm không khí khu vực nghiên cứu theo 6 cấp (Không ô nhiễm, biên giới ô nhiễm, ô nhiễm nhẹ, ô nhiễm nặng, ô nhiễm rất nặng, ô nhiễm nghiêm trọng) và ứng dụng kỹ thuật GIS để phân vùng chất lượng không khí xung quanh KCN/CCN, giao thông và đô thị tại tỉnh Hải Dương Chỉ số TAPI này đã được kiểm chứng và đối sánh với chỉ số AQI (TCMT VN) bằng số liệu giả định Kết quả cho thấy TAPI có ưu điểm tính đến trọng số của từng chất, ngưỡng đánh giá phụ thuộc số chất khảo sát, không tự quy định như các chỉ số API/AQI của Mỹ và một số nước khác trong đó có Việt Nam Ngoài ra TAPI không mắc phải hiệu ứng “ảo” như AQI (TCMT), đồng thời tính toán TAPI theo số liệu quan trắc ở tỉnh Hải Dương cho kết quả phù hợp với thực tế

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

a) Ý nghĩa khoa học

- Việc lựa chọn tổ hợp phương pháp mô hình khuếch tán rối và lan truyền chất

ô nhiễm để tính toán, dự báo ô nhiễm phát thải từ nguồn đường và dự báo tải lượng

ô nhiễm nguồn mặt, đã mô phỏng được tác động gây ô nhiễm của các nguồn này đến khu vực dân cư xung quanh không chỉ tối ưu về phương pháp luận mà còn tối ưu về mặt kinh tế;

- Sử dụng chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) kết hợp với GIS và tin học để đánh giá hiện trạng, diễn biễn và phân vùng mức độ ô nhiễm có ý nghĩa khoa học cao trong việc mô phỏng được bức tranh tổng quát về mức độ ô nhiễm không khí xung quanh tại các khu vực nghiên cứu

b) Ý nghĩa thực tiễn

- Những kết quả thu được từ việc đánh giá định lượng bằng các mô hình đã chỉ

rõ mức độ ô nhiễm khi lưu lượng của các phương tiện tham gia giao thông lớn sẽ gây tác động xấu đến dân cư đô thị sống hai bên tuyến đường Điều này cảnh báo cho các cơ quan chức năng cần phải tiến hành giám sát nghiêm ngặt và có chế tài xử

lý nghiêm khắc đối với các cơ sở hoạt động không tuân thủ luật BVMT hiện hành

- Việc đánh giá CLKK theo chỉ tiêu riêng lẻ, kết hợp với chỉ tiêu tổng hợp sử dụng chỉ số TAPI đã mô phỏng được bức tranh tổng thể ô nhiễm không khí tại các khu vực nghiên cứu, giúp cho các nhà quản lý dễ xem xét, đánh giá để có quyết sách phù hợp đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời về giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

- Cơ sở khoa học và ý nghĩa thực tiễn thu được trong luận án đã khẳng định tính tối ưu về phương pháp luận, có thể ứng dụng triển khai cho các khu công nghiệp và đô thị trên phạm vi cả nước

9 Cấu trúc luận án: Bố cục luận án bao gồm:

- Mở đầu;

- Chương I Tổng quan vấn đề nghiên cứu và hiện trạng MTKK tỉnh Hải Dương;

- Chương II Phương pháp nghiên cứu;

- Chương III Kết quả nghiên cứu và thảo luận;

- Kết luận và Khuyến nghị;

- Tài liệu tham khảo và Phụ lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ HIỆN TRẠNG

MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ TỈNH HẢI DƯƠNG

1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ 1.1.1 Tình hình nghiên cứu môi trường không khí trên thế giới

Ngày nay, vấn đề ô nhiễm không khí, biến đổi khí hậu đã và đang là một vấn

đề nóng bỏng được quan tâm hàng đầu trên thế giới

Trong thời gian qua, việc nghiên cứu diễn biến chất lượng không khí, nguồn phát thải các chất ô nhiễm cũng như tác hại của chúng đối với sức khỏe con người được hầu hết các nước trên thế giới quan tâm Các hướng nghiên cứu môi trường không khí tập trung vào một số vấn đề sau:

+ Nghiên cứu tác hại của các chất ô nhiễm SO2, NO2, CO, TSP, PM10 đến sức khỏe con người

+ Điều tra công suất phát thải của các chất ô nhiễm từ các nguồn công nghiệp, giao thông và dân sinh, v.v

+ Mô hình hoá quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí thuộc tầng biên khí quyển

+ Nghiên cứu sự thay đổi phân bố của các thành phần gây ô nhiễm, v.v

+ Nghiên cứu các chỉ tiêu tổng hợp để đánh giá hiện trạng, diễn biến và phân vùng chất lượng không khí

Bên cạnh các chất khí nhà kính như CH4; CFCs, CO2 thì các chất ô nhiễm độc hại như SO2, NO2, Pb, TSP cũng là thành phần gây ô nhiễm khí quyển chính, đặc biệt là ô nhiễm không khí tại các khu đô thị lớn Do vậy, việc nghiên cứu về hiện trạng, diễn biến và nguồn phát thải các chất ô nhiễm trên tại các đô thị, thành phố lớn rất được quan tâm

Vấn đề ô nhiễm không khí đã được nhiều quốc gia, tổ chức quốc tế thực hiện trên nhiều lĩnh vực như trong dự báo chất lượng không khí hay những nghiên cứu đánh giá về môi trường không khí, có thể đưa ra một số nghiên cứu như:

*Dự báo chất lượng không khí tại các nước:

- Dự báo CLKK tại Mỹ: Cục Bảo vệ Môi trường, Cục Khí tượng và Đại dương

Quốc gia (NOAA), các bang và các cơ quan liên quan của Mỹ đã xây dựng trang web để cộng đồng dễ dàng truy cập được các thông tin CLKK của quốc gia

Trang web này cung cấp hiện trạng chất lượng môi trường không khí vào các thời điểm cụ thể theo thời gian thực cũng như dự báo chỉ số CLKK (Air Quality Index – AQI) cho hơn 300 thành phố trên lãnh thổ nước Mỹ AQI là chỉ số cho CLKK hàng ngày thể hiện mức độ trong lành của không khí và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe khi con người hít thở trong vòng một vài giờ hay một vài ngày AQI dựa trên 5 chất quy định bởi Luật Khí sạch: Ozon mặt đất, bụi, CO, SO2, NO2

- Dự báo CLKK tại Anh: Dự báo ô nhiễm hàng ngày cho Ozon, NOx, SO2 đã được bắt đầu từ 1990 Từ tháng 11/1997, CO2 và bụi PM10 được thêm vào thông tin

dự báo, thông tin dự báo được đưa trên truyền hình, đài, báo và Internet

- Dự báo CLKK tại Úc: Hệ thống dự báo CLKK (AAQFS) đưa ra vào tháng

5/1988 nhằm mục đích trước mắt là phát triển, hiệu chỉnh và đánh giá độ chính xác của dự báo số trị (24- 36 giờ) CLKK; Về lâu dài, hệ thống sẽ có khả năng dự báo các tham số ô nhiễm hoặc các chỉ số liên quan tới sức khỏe của người dân cho các thành phố chính với mục tiêu cụ thể là đưa ra bản tin dự báo CLKK (24-36 giờ) hai lần trong ngày; Dự báo các chất gồm: NOx, Ozon, SO2, benzen, formaldehyde, và bụi PM10, PM2,5

- Dự báo CLKK tại Trung Quốc: Trung Quốc đã đưa ra thông báo CLKK hàng

tuần từ năm 2000 và dự báo chất lượng môi trường không khí hàng ngày từ 5/6/2001 cho 47 thành phố lớn Thông tin dự báo được đưa trên chương trình truyền hình vào các buổi tối bao gồm chỉ số ô nhiễm, các chất ô nhiễm và mức độ ô nhiễm

*Những nghiên cứu ở khu vực Bắc Mỹ

Để giải quyết các vấn đề về ô nhiễm không khí cũng như chia sẻ và trao đổi thông tin, Mỹ và Canada đã cùng nhau ký kết Thỏa thuận quản lý chất lượng không khí (Air Quality Agreement) vào năm 1991 Mỹ và Canada cùng kiểm soát các nguồn mới hay sự thay đổi của các nguồn đang tồn tại mà có khả năng gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường Ngoài ra, họ cũng quan tâm đến các nguồn có khả năng gây ra ô nhiễm xuyên biên giới Một loạt các trạm giám sát sự thay đổi chất lượng không khí cũng đã được lắp đặt dọc đường biên giới để đánh giá, nhận định về chất lượng không khí trong khu vực hai nước

* Những nghiên cứu ở Châu Âu

- Các nước trong liên minh Châu Âu là những quốc gia đầu tiên trên thế giới

ký kết các công ước, các nghị định thư về ô nhiễm không khí và một chương trình

giám sát và đánh giá các chất ô nhiễm không khí có cự ly dài (EMEP) đã được thành lập Mục tiêu của chương trình này là: Cung cấp cho các Chính phủ Châu Âu thông tin về lắng đọng, nồng độ các chất ô nhiễm Bằng cả phương pháp đo đạc và tính toán qua mô hình, trong các nghiên cứu năm 2003, các nhà khoa học của EMEP đã chỉ ra rằng sự thay đổi của các yếu tố khí hậu có liên quan chặt chẽ đến sự biến đổi

về nồng độ của các chất trong khí quyển

- Trong nghiên cứu của Hilde Fagerli (2003), tác giả đã sử dụng phương pháp

mô hình, cụ thể là mô hình EMEP Unified Model 2.0, để xác định xu hướng biến đổi của SO2 và NOx tại các quốc gia Châu Âu Giá trị nồng độ của SO2 và NOx tăng lên trong những tháng mùa đông và giảm đi trong các tháng mùa hè, các giá trị này ở các nước Đông Âu lớn hơn so với các nước Bắc Âu [78] Theo Svetlana Tsyro (2003), các điều kiện địa hình ảnh hưởng đến nồng độ bụi dựa vào các phân tích hiện trạng ô nhiễm không khí, đặc biệt tại Tây, Trung và Nam Âu [79] Dựa vào kết quả tính toán của mô hình EMEP photo-oxidant model phiên bản 2.3, David Simpson, Jan Eiof Jonson và Hilde Fagerli (2003) đã xác định có một xu hướng biến đổi rõ ràng liên quan đến các nguồn đô thị và giao thông phát thải nhiều chất NOx [80]

* Những nghiên cứu ở Châu Á

- Tại một số nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Bangladesh, Iran, v.v, trong mấy năm trở lại đây triển khai mạnh mẽ hướng nghiên cứu đánh giá chất lượng môi trường không khí tại các khu công nghiệp và đô thị [85] Có thể kể ra một số công trình tiêu biểu như: Nghiên cứu chất lượng không khí xung quanh ở Beijing phục vụ cho Olympic mùa Hè 2008 (Trung Quốc) [115]; Mô hình hóa và đo lường ô nhiễm

PM10 và Pb ở Madurai (Ấn Độ) [100]; Đặc trưng ô nhiễm khí vết (SO2, NO2), bụi và kim loại nặng ở Dhaka (Bangladesh) [111]; Nghiên cứu nồng độ và thành phần của TSP, PM10 ở khu vực Tehran (Iran) [101]

- Theo thống kê, Trung Quốc là quốc gia khai thác và sử dụng nhiều than nhất trên thế giới Hậu quả là, vấn đề ô nhiễm không khí ngày càng gia tăng về quy

mô và mức độ Không chỉ Trung Quốc phải hứng chịu bầu không khí ô nhiễm do các quá trình đốt loại nhiên liệu hóa thạch này mà cả các nước lân cận cũng bị ảnh hưởng Trong một nghiên cứu của L.Y.Chan và C.Y.Chan (2005) về các chất ô nhiễm không khí ở Trung Quốc [117], các tác giả đã xác định sự phân bố theo chiều

thẳng đứng trong khí quyển để hiểu được bản chất của quá trình, từ đó đưa ra biện pháp kiểm soát hiệu quả Bên cạnh đó, quá trình lan truyền các chất ô nhiễm, sự phát thải vào tầng đối lưu, các quá trình hóa học cũng được nghiên cứu

- Nhật Bản là quốc gia có rất nhiều những nghiên cứu, đánh giá về vấn đề ô nhiễm và lan truyền không khí Trong nghiên cứu của Atsushi Ishii (2002) về cơ sở khoa học và chính sách về ô nhiễm không khí khu vực Đông Á, tác giả đã sử dụng phương pháp mô hình (RAMS) để đánh giá và chỉ ra cơ chế vận chuyển, lan truyền của SO2

- Trong một nghiên cứu khác của nhóm tác giả David D Cohen, David Garton, Tao Wang, Jiyoung Kim và nnk (2002) về các đặc trưng của ô nhiễm bụi PM2,5 và PM10 tại một số nước Châu Á, trong đó có Việt Nam, các khu vực lân cận Tây Bắc Trung Quốc và sa mạc Gobi bị ảnh hưởng rất nhiều [75]

* Tại một số nước phát triển như: Thụy Điển, Nhật Bản, Italy, Thuỵ Sỹ, Mỹ, v.v, chính phủ các nước này hàng năm đã đầu tư nguồn kinh phí thích đáng cho việc nghiên cứu chuyên sâu về các chất ô nhiễm không khí Việc nghiên cứu này được tập trung vào các vấn đề sau:

- Hướng nghiên cứu kiểm soát ô nhiễm và tác động của ô nhiễm đến sức khỏe cộng đồng:

+ Thiết lập mạng lưới quan trắc môi trường không khí phù hợp;

+ Xác định thời gian phơi nhiễm tiếp xúc cho phép với các chất ô nhiễm độc hại, đưa ra, điều chỉnh giới hạn tiêu chuẩn phù hợp;

+ Nghiên cứu các ảnh hưởng của các chất ô nhiễm đến sức khỏe con người; + Kiểm kê nguồn phát thải khí để có CSDL phục vụ cho các bài toán dự báo ô nhiễm môi trường

Có thể kể ra một số công trình nghiên cứu tiêu biểu như: Xác định nguồn phát sinh PM10 tại đảo Địa Trung Hải (Cyprus); Xác định phân loại cỡ hạt và nồng độ bụi phát sinh từ hoạt động xây dựng và nhà máy xử lí chất thải (Mỹ); Kiểm kê phát thải

PM10 và PM2.5 ở Lombardy (Italy); Đánh giá sự phá hủy ADN ở tế bào mô phổi do ô nhiễm bụi đô thị (Italy, 2008); Đóng góp nguồn gây bụi PM10 và đề xuất giảm thiểu (Mỹ); Xác định tốc độ phát thải PM10 từ hoạt động của máy quét đường (Mỹ); Hệ số phát thải PM10 từ hoạt động thu hoạch ở vùng Almond (Mỹ); Đo đạc hệ số phát thải

PM10 từ đường trải nhựa (Mỹ); v.v

- Hướng nghiên cứu chỉ tiêu đơn lẻ và tổng hợp để đánh giá hiện trạng, diễn biến và phân vùng chất lượng môi trường không khí:

Hầu hết các nước trên thế giới như Mỹ, Anh, Canada, Hồng Kông, Trung Quốc, Nhật Bản, [90], [101], [104], [107], [108], [110], [113] đã và đang nghiên cứu ứng dụng các chỉ số chất lượng không khí (AQI) hoặc chỉ số ô nhiễm không khí (API) để đánh giá riêng lẻ (đơn lẻ) của từng thông số ô nhiễm dựa trên số liệu quan trắc liên tục (Trạm quan trắc chất lượng không khí tự động, cố định) hoặc quan trắc định kỳ bằng thiết bị thông dụng (Đo nhanh hoặc lấy mẫu tại hiện trường để phân tích trong phòng thí nghiệm) Ưu điểm của các phương pháp đánh giá theo chỉ tiêu riêng lẻ là lập được bảng ma trận chi tiết về giá trị (nồng độ) của các thông số khảo sát Trên cơ sở đó có thể đánh giá được thông số nào vượt TCCP theo quy chuẩn riêng của mỗi nước để có biện pháp xử lý kịp thời những thông số vượt quá nhiều lần TCCP gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cư Tuy nhiên các phương pháp này không thuận lợi trong việc mô

tả bức tranh ô nhiễm tổng thể khu vực nghiên cứu và không so sánh được chất lượng môi trường không khí giữa điểm này với điểm khác, cũng như không thuận lợi cho việc phân vùng (khoanh vùng) ô nhiễm của cả khu vực nghiên cứu Vì vậy, song song với việc đánh giá chất lượng không khí theo chỉ tiêu riêng lẻ, người ta tiến hành nghiên cứu phương pháp đánh giá CLMT không khí bằng chỉ tiêu tổng hợp Nghĩa là xem xét tại một điểm cho trước ứng với một thời điểm t nào đó thì CLKK chịu tác động của n thông số, khi đó người ta sử dụng giá trị max của AQI hoặc các chỉ số tổng hợp

*Tóm lại: Trong quá trình tìm hiểu các nghiên cứu đánh giá ô nhiễm không khí

của các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là cách tiếp cận và phương pháp luận xây dựng các mô hình kiểm kê phát thải, mô hình lan truyền chất ô nhiễm, xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí, xây dựng chỉ số đánh giá chất lượng không khí, có thể thấy rằng đây là các nghiên cứu không còn mới mẻ với các quốc gia phát triển tiên tiến trên thế giới Tuy nhiên ở Việt Nam, các nghiên cứu này chưa nhiều

và để xây dựng được toàn bộ mô hình thì việc xây dựng cơ sở dữ liệu phát thải đầu vào từ giao thông, từ các khu công nghiệp/cụm công nghiệp, cơ sở sản xuất công nghiệp, khu dân cư là rất khó khăn

Việc kiểm kê phát thải, đánh giá, tính toán và dự báo lan truyền nồng độ chất ô nhiễm có ý nghĩa rất lớn về khoa học trong nghiên cứu ô nhiễm môi trường không khí Ngoài ra việc nghiên cứu, áp dụng các chỉ số tổng hợp để đánh giá chất lượng môi trường trong đó có môi trường không khí cũng đang được quan tâm tại nhiều nước trên thế giới nhất là những nước phát triển và đang phát triển trong đó có Việt Nam

1.1.2 Tình hình nghiên cứu môi trường không khí tại Việt Nam

Cũng như nhiều nước trên thế giới, Chính phủ Việt Nam đã và đang đẩy mạnh công tác bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm và suy thoái môi trường nói chung

và môi trường không khí nói riêng Mặc dù vậy, môi trường không khí, đặc biệt là ở các khu công nghiệp và đô thị lớn ở nước ta những dấu hiệu ô nhiễm đáng lo ngại vẫn ngày một gia tăng Phần lớn các nhà máy, cơ sở chưa được trang bị hệ thống xử

lý bụi và khí độc hại, hàng ngày hàng giờ thải vào bầu khí quyển một lượng lớn các chất độc hại gây suy thoái môi trường không khí và ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người

Thực tế cho thấy rằng để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường không khí phải thực hiện đầy đủ các biện pháp tổng hợp, một trong những nhiệm vụ quan trọng đó

là đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học và công nghệ, góp phần làm sáng tỏ diễn biến, qui luật biến đổi của các chất ô nhiễm phục vụ đắc lực cho công tác quản lý và

bảo vệ môi trường

Vấn đề ô nhiễm không khí đô thị là vấn đề bức xúc nhất hiện nay Các khu vực

đô thị là nơi tập trung nhiều nhất các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội, đông dân

cư, là khu vực có môi trường chịu tác động nhiều nhất từ các hoạt động phát triển Nghiên cứu môi trường không khí do đó tập trung chủ yếu vào vấn đề ô nhiễm, xây dựng các chỉ tiêu đánh giá hiện trạng, phân vùng ô nhiễm làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp quản lý giảm thiểu ô nhiễm tại các khu đô thị và công nghiệp

Các nghiên cứu cũng đi sâu vào sự phát thải các chất ô nhiễm, tính toán nồng

độ, sự lan truyền các chất ô nhiễm và ảnh hưởng của chúng Các công cụ phục vụ nghiên cứu cũng phát triển đáp ứng cho những nhà nghiên cứu như: các thiết bị quan trắc, đo đạc phân tích; các mô hình toán học, công cụ GIS, viễn thám,v.v

Để nghiên cứu các chất ô nhiễm như khí độc và bụi, phải kiểm kê được nguồn phát thải, đo đạc được nồng độ các chất ô nhiễm: SO2, NO2, CO, bụi, các chất có trong bụi, phân bố nồng độ chất ô nhiễm và khả năng ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và hệ sinh thái Những năm vừa qua đã có nhiều đề tài nghiên cứu những vấn

đề này, có thể kể ra một số nhóm dự án, đề tài chính sau:

- Các dự án hợp tác quốc tế:

+ Dự án “Nâng cao chất lượng không khí tại Việt Nam” [13] do trường Đại học

Khoa học Tự nhiên hợp tác với Viện công nghệ châu Á (AIT -Thái Lan), cơ quan hợp tác quốc tế Thụy Điển (SIDA) tài trợ từ 2001 đến 2008 Dự án này đã nghiên

cứu đến việc xác định mức độ đóng góp ô nhiễm của các nguồn thải công nghiệp và

giao thông

+ Dự án “Kiểm kê nguồn phát thải khí”, là một mảng thuộc chương trình không khí sạch Việt Nam - Thụy Sỹ “Swiss –Viet Nam Clean Air Programme, SVCAP, Pha 1” Trong đó có sự tham gia của Trung tâm Nghiên cứu quan trắc và

mô hình hóa môi trường (CEMM) thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [30] Trong dự án này, trung tâm CEMM đã tư vấn cho Trung tâm Quan trắc và phân tích Tài nguyên môi trường Hà Nội tiến hành kiểm kê phát thải và xây dựng quy trình quản lý dữ liệu (HEIDARS) một cách chi tiết cho các nguồn phát thải chính ở quận Thanh Xuân: Nguồn diện (đun nấu của các hộ dân cư, hoạt động xây dựng); nguồn điểm (các nhà máy, xí nghiệp) và nguồn giao thông + Dự án “Hỗ trợ thu thập thông tin và dữ liệu phục vụ cho việc thiết lập kế hoạch quốc gia về kiểm soát ô nhiễm không khí tại Việt Nam” do Cục Kiểm soát Ô nhiễm và Trung tâm CEMM chủ trì kết hợp với tổ chức hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) Dự án đă điều tra các nguồn khí thải do công nghiệp, giao thông và dân sinh tại Việt Nam [28]

- Một số nhiệm vụ Nhà nước về bảo vệ môi trường:

+ Đề tài KHCN cấp nhà nước: "Đánh giá diễn biến và dự báo môi trường hai vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc và phía Nam, đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường" [14]

+ Đề tài KT 02-03 thuộc Chương trình NCKH Nhà nước: "Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường và đề xuất các giải pháp chống ô nhiễm môi trường cho TP Hà Nội, Hải Phòng, Việt Trì" [15]

+ Đề tài KHCN 07-11 thuộc Chương trình NCKH Nhà nước: "Nghiên cứu, dự báo diễn biến môi trường và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đối với TP Hà Nội" [16]

Trong các đề tài [14], [15], [16] đã đánh giá hiện trạng, dự báo diễn biến môi trương cho một số tỉnh thành thuộc hai vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc và phía Nam Trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm phục vụ chiến lược bảo vệ môi trường và phát triển bền vững các vùng kinh tế trọng điểm

+ Đề tài của Bộ TN&MT: “Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam” [52] Đề tài đă xây dựng được bản tin dự báo nồng độ các chất ô nhiễm chính như SO2, NOx, O3, CO, TSP cho 3 vùng kinh tế

trọng điểm Việt Nam (miền Bắc, Trung, Nam) Hệ thống dự báo gồm các mô hình kiểm kê phát thải MOBILE, SMOKE, mô hình khí tượng WRF và mô hình lan truyền chất ô nhiễm CMAQ Nghiên cứu này tập trung nghiên cứu xây dựng, phát triển kiểm kê phát thải, cải thiện chất lượng số liệu phát thải đầu vào và nghiên cứu đánh giá chất lượng dự báo ô nhiễm không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm của Việt Nam

+ Đề tài: “Nghiên cứu đánh giá môi trường và đề xuất các biện pháp kiểm

soát ô nhiễm môi trường các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Phú Thọ" [18], đã đánh giá thực trạng môi trường ô nhiễm không khí tại các khu vực sản xuất công nghiệp lớn trong đó có các nhà máy sản xuất hóa chất, thuốc trừ sâu, dệt nhộm, từ

đó đưa ra các giải pháp xử lý và giảm thiểu ô nhiễm phù hợp

+ Đề tài: “Nghiên cứu thực trạng và các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho các cơ sở công nghiệp vừa và nhỏ ở thành phố Hà Nội" [51], đã đưa ra thực trạng sản xuất và chỉ rõ ô nhiễm không khí từ các cơ sở vừa và nhỏ ở thành phố

Hà Nội để có những đề xuất giảm thiểu ô nhiễm tương ứng

Tuy nước ta mới ban hành Luật Bảo vệ Môi trường năm 1993 và sửa đổi năm 2005, nhưng vấn đề nghiên cứu ô nhiễm môi trường đã được các nhà khoa học trong nước quan tâm đến từ nhiều năm trước Các nghiên cứu này từ đề tài/ dự án tập trung chủ yếu vào những vấn đề như tính toán lan truyền các chất ô nhiễm trong khí quyển; Thiết lập mạng lưới điểm quan trắc chất lượng môi trường không khí; Xác định nguồn gây ô nhiễm và đánh giá sự biến đổi nồng độ các chất ô nhiễm tại một số vị trí quan trắc; Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí tại các khu công nghiệp và đô thị, v.v

Một số công trình nghiên cứu như:

Ứng dụng mô hình khuyếch tán rối trong việc đánh giá tác động môi trường không khí của thành phố và các khu công nghiệp ở Việt Nam [11]; Dự báo mức độ

ô nhiễm tiếng ồn giao thông & nghiên cứu tác dụng giảm tiếng ồn của cây xanh phục vụ dự án nâng cấp Quốc lộ 10 [26]; Kiểm kê phát thải không khí từ nguồn giao thông và dân sinh ở Hà Nội [28]; Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng bản đồ hiện trạng môi trường- Ứng dụng thành lập bản đồ hiện trạng không khí thành phố

Hà Nội [31]; Nghiên cứu hiệu chỉnh và tham số hoá mô hình dự báo sự lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí trên cơ sở số liệu của các trạm quan trắc

và phân tích chất lượng không khí cố định tự động tại Hà Nội [32]; “Nghiên cứu phương pháp xác định các tham số khuếch tán rối trong các mô hình tính toán sự phát tán và dự báo lan truyền chất ô nhiễm không khí từ các nguồn thải công nghiệp trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa ở Việt Nam” [33] Đề tài đã nghiên cứu xác định được các hệ số khuếch tán rối ứng với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa ở Việt Nam;

Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mạng lưới điểm quan trắc chất lượng môi trường tỉnh Hòa Bình [37]; Xác định quy luật biến đổi của các tham số khuếch tán rối theo khoảng thời gian trong môi trường không khí [45];

Báo cáo môi trường Quốc gia năm 2007 – Môi trường không khí đô thị Việt nam [1] đã chỉ rõ ô nhiễm môi trường không khí là một trong những vấn đề nổi cộm về môi trường tại các đô thị Việt Nam trong thời gian gần đây, đặc biệt là vấn

đề ô nhiễm bụi tại các thành phố lớn Các khu vực đô thị là nơi tập trung các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, đông dân cư, là khu vực có môi trường chịu tác động nhiều nhất từ các hoạt động phát triển

Báo cáo môi trường quốc gia năm 2009 - Môi trường khu công nghiệp Việt Nam [2] đã phân tích hiện trạng môi trường và những nguyên nhân, tác động tiêu cực của ô nhiễm môi trường, dự báo xu hướng diễn biến môi trường trong những năm tiếp theo, đồng thời làm rõ thực trạng và những tồn tại trong công tác quản lý,

từ đó đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường khu công nghiệp (KCN) trên cả nước

- Đối với tỉnh Hải Dương:

Tỉnh Hải Dương đang trong quá trình phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa Cùng với sự phát triển kinh tế và đô thị hóa thì Hải Dương cũng đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm không khí Trong những năm qua, tỉnh Hải Dương đă tập trung đầu tư nghiên cứu thông qua các đề tài/ dự

án và đề ra các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bảo vệ môi trường, bước đầu đă đạt được một số thành công nhất định Các đề tài/dự án tập trung nghiên cứu vào một

số lĩnh vực như đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường; Quy hoạch môi trường, tính toán lan truyền chất ô nhiễm không khí Có thể kể đến một số công trình nghiên cứu như:

- Đánh giá tổng hợp ô nhiễm môi trường tỉnh Hải Dương, đề xuất giải pháp bảo

vệ môi trường đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020 [20]

- Quy hoạch môi trường tỉnh Hải Dương [38]; Quy hoạch môi trường huyện Kinh Môn, huyện Chí Linh tỉnh Hải Dương [39], đă đưa ra quy hoạch về môi trường

ở các lĩnh vực chất thải rắn, nước, đất và không khí, đánh giá tình trạng ô nhiễm chung và đề ra một số hướng giải quyết

- Báo cáo "Tình hình phát triển KT-XH và diễn biến môi trường ở tỉnh Hải Dương" [53] đã đánh giá về hiện trạng và diễn biến môi trường trên cơ sở thực trạng phát triển các ngành kinh tế xã hội của tỉnh

- Tính toán lan truyền chất ô nhiễm không khí từ một số tuyến giao thông chính tại thành phố Hải Dương [59] đă tính toán lan truyền ô nhiễm không khí nhưng chỉ ở phạm vi đường giao thông, chưa có đánh giá về tình trạng ô nhiễm không khí ở khu dân cư và các khu công nghiệp

Đánh giá chất lượng môi trường không khí nói riêng và đánh giá chất lượng môi trường nói chung là vấn đề cần thiết làm cơ sở đề ra biện pháp quản lý môi trường cho sự phát triển bền vững Tuy nhiên, hiện nay tại hầu hết các địa phương ở nước ta việc đánh giá chất lượng môi trường không khí vẫn còn tồn tại những vấn đề cần giải quyết, đó là:

- Cần phải có mạng lưới quan trắc hợp lý để thu được số liệu đồng bộ, đại diện cho toàn khu vực nghiên cứu

- Việc khảo sát quan trắc chất lượng môi trường nền cần thực hiện đầy đủ định

kỳ và khách quan

Một điều đáng lưu tâm trong công tác quản lí giám sát chất lượng không khí là mạng lưới quan trắc và cơ sở dữ liệu chất lượng không khí tại nhiều địa phương còn rất hạn chế, trong đó có tỉnh Hải Dương Hiện nay, do chưa xây dựng được qui hoạch mạng lưới điểm quan trắc chất lượng không khí có tần suất quan trắc tuân thủ theo quy định của Bộ TN&MT, vì vậy số liệu quan trắc về môi trường không khí thu được chưa đồng bộ, ít được chia sẻ khó khăn trong việc khai thác sử dụng, chưa đủ

độ tin cậy để đánh giá và dự báo diễn biến môi trường phục vụ cho công tác quy hoạch BVMT, phát triển bền vững kinh tế - xã hội

Cũng như hầu hết các địa phương khác trên cả nước, Hải Dương cũng chưa tiến hành kiểm kê các nguồn phát thải khí Song song với hoạt động quan trắc môi trường không khí thì kiểm kê phát thải khí sẽ cung cấp các thông tin số liệu quan trọng về hiện trạng, diễn biến và xu thế của các nguồn gây ô nhiễm không khí, phục

vụ cho việc đề xuất các chính sách, biện pháp nhằm bảo vệ môi trường Đây cũng là một trong những nội dung được đề cập trong nghiên cứu của luận án

1.2 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH HẢI DƯƠNG

1.2.1 Điều kiện tự nhiên [5], [54], [55], [64]

1.2.1.1 Vị trí địa lý (Bản đồ hành chính tỉnh Hải Dương trình bày tại hình 1.1)

Tỉnh Hải Dương có toạ độ địa lý từ 20o36’ đến 21o15’ vĩ độ Bắc và từ 106o06’ đến 106o36’ kinh độ Đông, tiếp giáp với 6 tỉnh thành:

- Phía Đông giáp thành phố Hải Phòng;

- Phía Đông Bắc giáp tỉnh Quảng Ninh;

- Phía Tây giáp tỉnh Hưng Yên;

- Phía Nam giáp tỉnh Thái Bình;

- Phía Bắc giáp tỉnh Bắc Ninh và Bắc Giang;

Tỉnh Hải Dương có 12 đơn vị hành chính cấp huyện (gồm TP Hải Dương và 11 huyện), tổng diện tích tự nhiên là 165.485ha Hải Dương cách Thủ đô Hà Nội 57km

về phía Đông, cách Thành phố Hải Phòng 45 km về phía Tây Trong địa bàn tỉnh có một số tuyến giao thông huyết mạch chạy qua như Quốc lộ 5 (nối Hà Nội - Hải Phòng), Quốc lộ 18 (nối Hà Nội -Bắc Ninh - Quảng Ninh và Vịnh Hạ Long)

1.2.1.2 Địa hình, địa mạo

Địa hình của tỉnh Hải Dương nhìn chung khá bằng phẳng, nghiêng và thấp dần

từ Tây Bắc xuống Đông Nam, theo hướng nghiêng của Đồng bằng Bắc Bộ Địa hình được chia thành 2 vùng chủ yếu:

- Vùng đồi núi: Nằm ở phía Bắc tỉnh, chiếm khoảng 10% diện tích tự nhiên nằm ở huyện Chí Linh và huyện Kinh Môn, độ cao địa hình dưới 1000m So với toàn tỉnh thì vùng Chí Linh có địa hình cao nhất, tiêu biểu là đỉnh Dây Diều với độ cao 618m Huyện Kinh Môn có dãy Yên Phụ chạy dài 14km, gần như song song với Quốc lộ 5

- Vùng đồng bằng: Chiếm khoảng 90% diện tích tự nhiên, gồm 9 huyện và TP

Hải Dương, nằm ở hạ lưu sông Thái Bình, với độ cao trung bình từ 3 đến 4m

1.2.1.3 Đặc điểm khí hậu, thuỷ văn:

- Khí hậu: Khí hậu của tỉnh Hải Dương mang đầy đủ tính chất của khí hậu

nhiệt đới gió mùa, có 4 mùa rõ rệt, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều, mùa đông lạnh

và khô

Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.300 đến 1.600mm, tập trung nhiều vào tháng 6, 7, 8 Lượng mưa mùa hè chiếm 75-80% lượng mưa năm, mưa nhiều nhất vào tháng 8 Độ ẩm tương đối trung bình cao, dao động từ 85% đến 90%

Nhiệt độ trung bình năm 23,4oC, dao động trong khoảng 21o

C-26,6oC Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1, tháng 2 (13o

1.2.1.4 Tài nguyên khoáng sản và tiềm năng khai thác

Tài nguyên khoáng sản của tỉnh Hải Dương tuy không đa dạng về chủng loại nhưng có trữ lượng khá lớn, chất lượng tốt, đáp ứng được nhu cầu phát triển công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng Khoáng sản phi kim nằm tập trung ở hai huyện Chí Linh và Kinh Môn, gồm các loại đá vôi, than đá, than bùn, đất sét, cao lanh, bôxít, thuỷ ngân

- Đá vôi (tập trung ở huyện Kinh Môn): trữ lượng 200 triệu tấn, chất lượng tốt,

hàm lượng CaCo3 đạt 90-97%, đủ để sản xuất 5 đến 6 triệu tấn xi măng/năm

- Cao lanh (huyện Kinh Môn, Chí Linh): trữ lượng 8 triệu tấn, tỷ lệ Fe2O3: 1,9%; Al2O3: 23,5-28% cung cấp đủ nguyên liệu sản xuất gạch chịu lửa

1,2 Bôxít: mỏ Lỗ Sơn có trữ lượng khoảng 151 ngàn tấn, cung cấp nguyên liệu

chủ yếu cho công ty đá mài Hải Dương

- Quặng thuỷ ngân tại mỏ Trại Gạo, hàm lượng 10-30g/tấn, trữ lượng 110 tấn

Với sự phát triển của các dự án khai thác, chế biến, sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt tập trung tại khu vực huyện Kinh Môn và huyện Kim Thành, Hải Dương đã trở thành trung tâm sản xuất xi măng của khu vực, tốc độ tăng sản phẩm bình quân khoảng 16,5%/năm, chiếm 25% tổng giá trị sản xuất công nghiệp của tỉnh

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Hải Dương

1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội [5], [54], [55],[64]

là huyện Chí Linh (546 người/km2) Số người trong độ tuổi lao động, chiếm 32,25%

dân số Cơ cấu lao động tiếp tục chuyển dịch theo xu hướng đô thị hoá, lao động khu

vực công nghiệp - xây dựng và dịch vụ tăng (năm 2010 là 25,3% lên 27,7% năm 2011; khu vực dịch vụ là 17,9% năm 2010 lên 18,5% năm 2011)

1.2.2.2 Tình hình phát triển kinh tế - xã hội

1) Tăng trưởng kinh tế: Tổng sản phẩm trên địa bàn tỉnh (GDP) năm 2011, ước đạt 39.028 tỷ đồng (theo giá thực tế) và 14.689 tỷ đồng (theo giá so sánh 1994), tăng 9,3% so với năm trước (năm 2010 tăng so với 2009 là 10,1%) Giá trị tăng thêm của khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản tăng 4,2%; khu vực công nghiệp và xây dựng tăng 10,2%; khu vực dịch vụ tăng 10,5% Trong 9,3% tăng trưởng GDP chung, khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản đóng góp 0,7 điểm phần trăm; Khu vực công nghiệp và xây dựng đóng góp 5,4 điểm phần trăm; khu vực dịch vụ đóng góp 3,2 điểm phần trăm

Chỉ số phát triển công nghiệp năm 2011 so với cùng kỳ năm trước tăng 7,5%, trong đó, ngành công nghiệp khai thác mỏ giảm 11,6%; ngành công nghiệp chế biến tăng 22,3%; ngành công nghiệp sản xuất, tập trung và phân phối điện giảm 15,8%

Bảng 1.1: Tổng sản phẩm của tỉnh Hải Dương năm 2011 (Theo giá so sánh 1994)

tăng so với năm 2009 (%)

Tổng sản phẩm 2011 (tỷ đồng)

Tốc độ 2011 tăng so với năm 2010 (%)

Đóng góp vào tốc độ tăng chung (%)

Tổng vốn đầu tư trên địa bàn tỉnh Hải Dương ước năm 2011 đạt 20.148 tỷ đồng, tăng 8,4% so với cùng kỳ năm trước; Thu hút đầu tư trực tiếp nước ngoài đạt kết quả cao so với cùng kỳ năm trước, do tiếp nhận được một số dự án quy mô đầu

tư lớn như: Dự án nhà máy Nhiệt điện Hải Dương (trên 2,25 tỷ USD), dự án dệt Pacific (trên 300 triệu USD), dự án may Tinh Lợi (120 triệu USD) Đến nay trên địa bàn tỉnh có 225 dự án đầu tư nước ngoài với tổng vốn đăng ký 5 tỷ 465,9 triệu USD, vốn thực hiện đạt 1 tỷ 961,8 triệu USD, bằng 35,9% tổng vốn đăng ký Tổng thu ngân sách nhà nước trên địa bàn năm 2011, đạt 5.720 tỷ đồng, tăng 16,2% so với năm trước

2) Phát triển kinh tế của các ngành chính

- Phát triển kinh tế công nghiệp:

Giá trị sản xuất ngành công nghiệp - xây dựng duy trì được tốc độ tăng trưởng cao trong một thời gian tương đối dài, trong đó tăng trưởng mạnh nhất là ngành công nghiệp chế biến (20,7%) công nghiệp sản xuất điện nước (27,9%) và công nghiệp khai khoáng (19,1%) Hầu hết các sản phẩm công nghiệp có thế mạnh của tỉnh như: điện, xi măng, quần áo, giầy dép các loại, v.v, đều tăng so với các năm trước Các ngành công nghiệp khai thác và công nghiệp chế biến phát triển mạnh Giá trị sản xuất ngành công nghiệp khai thác tăng 29%, chế biến tăng 23%

- Phát triển cơ sở hạ tầng: Trong những năm qua, hệ thống cơ sở hạ tầng về

giao thông, đường xá, điện nước được hoàn thiện và nâng cấp Cơ sở hạ tầng được đặc biệt chú trọng đầu tư hoàn thiện tại các khu công nghiệp, đô thị trung tâm trong tỉnh như các khu công nghiệp, cụm công nghiệp, khu đô thị Đông - Tây thành phố Hải Dương Tỉnh định hướng phát triển chú trọng đầu tư vào các ngành thế mạnh như các ngành công nghiệp chế biến, công nghiệp xây dựng, khai khoáng

- Đầu tư xây dựng và phát triển các khu, cụm công nghiệp tập trung:

Đến nay, tỉnh Hải Dương được Chính phủ cho phép quy hoạch 18 KCN tập trung với diện tích gần 4.000 ha Trong đó có 10 KCN được duyệt quy hoạch, đã và đang đầu tư xây dựng, với diện tích khoảng 2000 ha và 27 cụm công nghiệp

Các khu công nghiệp bao gồm: KCN Nam Sách, diện tích 64 ha, đã có 14 dự

án đầu tư, số vốn đăng ký là 48 triệu USD, tỉ lệ lấp đầy khu công nghiệp 80%; KCN Phúc Điền tổng diện tích 86 ha, đã có 15 dự án đầu tư với số vốn đăng ký là 113 triệu USD, tỷ lệ lấp đầy là 78%; KCN Đại An có tiến độ lấp đầy đạt gần 100% diện

tích đất của giai đoạn 1 (170,8ha), khu công nghiệp này hiện có 13 dự án đầu tư, số vốn đăng ký là 156 triệu USD, giai đoạn 2 mở rộng cú diện tích 433ha; KCN Phú Thái có diện tích 58,8 ha, đã cho các nhà đầu tư thuê hết diện tích đất; KCN Việt Hòa - KenMark có tổng diện tích 46,3 ha, tổng số vốn hơn 40 triệu USD; KCN Tân Trường có diện tích gần 200 ha Hiện nay, chủ đầu tư đang thực hiện công tác giải phóng mặt bằng để triển khai dự án; KCN tàu thuỷ Lai Vu có diện tích 212,9 ha phục vụ ngành công nghiệp đóng tàu, và KCN Cộng Hòa 357 ha Như vậy cho đến nay, các khu công nghiệp đã có 46 dự án đầu tư được cấp phép với số vốn đầu tư

437 triệu USD Đã có 14 doanh nghiệp đi vào sản xuất, tổng vốn đầu tư hơn 13 triệu USD, thu hút 6700 lao động Hiện nay, các cụm công nghiệp cũng đã tiếp nhận 102

dự án với số vốn đầu tư 1797 tỉ đồng, tỷ lệ lấp đầy bình quân các KCN là 60%

Bảng 1.2: Các khu công nghiệp được quy hoạch tại tỉnh Hải Dương

TT Tên Khu công nghiệp Huyện, TP Diện tích

(ha) Ghi chú

5 Việt Hoà – Kenmark TP Hải Dương 46,3

Nguồn: Báo cáo tổng hợp Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh

Hải Dương giai đoạn 2006 – 2020 [64]

Bảng 1.3: Các CCN được quy hoạch tại tỉnh Hải Dương

1 CCN Văn An 1 (Huyện Chí Linh)

2 CCN Văn An 2 (Huyện Chí Linh)

3 CCN Cộng Hòa (Huyện Chí Linh)

4 CCN Tân Dân (Huyện Chí Linh)

5 CCN Hiệp Sơn (Huyện Kinh Môn)

6 CCN Phú Thứ (Huyện Kinh Môn)

7 CCN Duy Tân (Huyện Kinh Môn)

8 CCN Long Xuyên (Huyện Kinh Môn)

9 CCN Kim Lương (Huyện Kim Thành)

16 CCN Phía Tây Ngô Quyền (TP Hải Dương)

17 CCN Cao An (Huyện Cẩm Giàng)

18 CCN Lương Điền (Huyện Cẩm Giàng)

19 CCN Tân Hồng (Huyện Bình Giang)

20 CCN Hưng Thịnh (Huyện Bình Giang)

21 CCN Tráng Liệt (Huyện Bình Giang)

22 CCN Thạch Khôi – Gia Xuyên (H Gia Lộc)

23 CCN Hoàng Diệu (Huyện Gia Lộc)

24 CCN Kỳ Sơn (Huyện Tứ Kỳ)

25 CCN Ngọc Sơn (Huyện Tứ Kỳ)

26 CCN Nguyên Giáp (Huyện Tứ Kỳ)

27 CCN Nghĩa An (Huyện Ninh Giang)

Nguồn: Báo cáo tổng hợp Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh

Hải Dương giai đoạn 2006 – 2020) [64]

- Các ngành nghề tiểu thủ công nghiệp: Hải Dương là tỉnh phát triển đa dạng

về các làng nghề thủ công truyền thống, tiểu thủ công nghiệp Trên địa bàn tỉnh có khoảng 54 làng nghề truyền thống, trong đó 22 làng nghề được cấp giấy chứng nhận

và hàng ngàn cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp khác đang hoạt động như nghề sản xuất gốm sứ và vật liệu xây dựng, làng nghề kim hoàn, cơ khí,

1.2.2.3 Phát triển đô thị và cơ sở hạ tầng giao thông

1) Phát triển đô thị

Hiện nay tỉnh Hải Dương đã hình thành 1 Thành phố, 16 thị trấn, 50 thị tứ, trong đó nhiều thị trấn, thị tứ đã lập dự án quy hoạch bổ sung trình UBND tỉnh phê duyệt để phát triển về mặt không gian và cơ sở hạ tầng Những năm gần đây, tốc độ

đô thị hoá ở tỉnh Hải Dương phát triển tương đối nhanh ở cả 12 huyện, thành phố; Khu vực có tốc độ phát triển nhanh là Phả Lại, Sao Đỏ (Chí Linh), Nhị Chiểu (Kinh Môn) và Thành phố Hải Dương

Hệ thống đô thị trên địa bàn tỉnh từng bước được đầu tư xây dựng, hình thành một cách thống nhất và cân đối Theo quy hoạch, tỉnh Hải Dương sẽ xây dựng 11 khu đô thị mới Trong đó, thành phố Hải Dương có hai dự án lớn là xây dựng khu đô thị phía Tây và phía Đông làm đòn bẩy kích thích sự phát triển của thành phố trong tương lai Bên cạnh các trung tâm đô thị trọng điểm, hạt nhân (thành phố, thị xã), sẽ phát triển đồng bộ hệ thống các đô thị nhỏ, đô thị vệ tinh làm điểm tựa, giữ vai trò thúc đẩy quá trình đô thị hóa nông thôn hoặc điều hòa quá trình tăng trưởng tại các

đô thị lớn

2) Hệ thống cơ sở hạ tầng giao thông

- Đường bộ: Mạng lưới giao thông đường bộ của tỉnh Hải Dương gồm

9.205,96km, trong đó có 2.200km đường ôtô cấp tỉnh, mật độ là 0,47 km/km2, cao nhất so với cả nước (mật độ đường ôtô TB cả nước là 0,21km/km2) Chất lượng đường nhìn chung khá nhưng so với yêu cầu phát triển của tỉnh cần được cải tạo, nâng cấp, nhất là hệ thống giao thông nông thôn

- Đường quốc lộ: Trên địa bàn tỉnh có 6 tuyến đường Quốc lộ (Quốc lộ 37,5, 183,

18, 38, 10), tổng chiều dài 115,6km, chiếm tỷ lệ 5,34% chiều dài đường ôtô toàn tỉnh + Quốc lộ 5 từ Hà Nội đi thành phố Hải Phòng, chạy ngang qua tỉnh 44 km, đây là đường giao thông chiến lược, vận chuyển toàn bộ hàng hoá xuất nhập khẩu qua cảng Hải Phòng và nội địa

+ Quốc lộ 18 từ Nội Bài qua Bắc Ninh đến tỉnh Quảng Ninh Đoạn chạy qua huyện Chí Linh tỉnh Hải Dương dài 20km

+ Quốc lộ 183, nối quốc lộ 5 với quốc lộ 18, quy mô cấp I đồng bằng

+ Quốc lộ 37 dài 12,4km, đây là đường vành đai quốc gia, phục vụ trực tiếp cho khu du lịch Côn Sơn - Kiếp Bạc, được Trung ương uỷ thác cho tỉnh quản lý + Quốc lộ 38 dài 14km là đường cấp III đồng bằng

Chất lượng các tuyến đường quốc lộ đều thuộc loại tốt, với tiêu chuẩn kỹ thuật cao, mặt đường được thảm bê tông Atphal;

- Đường tỉnh lộ: Có 13 tuyến chính với tổng chiều dài 257,2 km, với 90 cầu,

471 cống Hệ thống đường tỉnh lộ chất lượng đường còn hạn chế, phần lớn các tuyến đường chưa đạt cấp IV; Mặt đường chất lượng cao chiếm 7,7%, chất lượng tốt chiếm 26,41%, số còn lại trung bình và xấu

Bảng 1.4: Hệ thống các tuyến đường tỉnh lộ tỉnh Hải Dương

TT Tên

Chiều dài (Km)

1 186 Cộng Hoà - Kinh Môn Thất Hùng - Kinh Môn 14,2

2 189 Thất Hùng- Kinh Môn Hiệp Sơn - Kinh Môn 6,5

3 188 Minh Tân - Kinh Môn Tam Kỳ - Kim Thành 32,5

4 20A Kẻ Sặt - Bình Giang Tân Hương - Ninh Giang 30,5

5 20B Lam Sơn - Thanh Miện Tiền Phong - Thanh Miện 12

6 183B Nam Đồng - Nam Sách Thanh Lâm - Nam Sách 8,4

7 191 Hải Tân - Hải Dương Nguyên Giáp - Tứ Kỳ 26,5

8 17A TT Gia Lộc - Gia Lộc Ninh Giang - Ninh Giang 22

9 17D Ninh Giang - Ninh Giang Nguyên Giáp - Tứ Kỳ 10,9

10 39B Bình Hàn - Hải Dương Cao Thắng Thanh Miện 30

11 194A Cẩm Vũ - Cẩm Giàng Thái Dương - Bình Giang 19,5

12 190A Nam Đồng - Thanh Hà Thanh Cường - Thanh Hà 23,2

13 39D TT Gia Lộc - Gia Lộc Tân Trào - Thanh Miện 21

Nguồn: Báo cáo quy hoạch giao thông tỉnh Hải Dương giai đoạn 2006-2020 [63]

- Hệ thống đường huyện: Đường huyện lộ có 27 tuyến với tổng chiều dài

353,7km, chủ yếu là đường bê tông xi măng và bê tông nhựa

- Hiện tại tỉnh quản lý 4 bến xe: Bến xe Hải Dương, Hải Tân thuộc địa phận thành phố Hải Dương, bến xe Ninh Giang thuộc huyện Ninh Giang và bến Sao Đỏ huyện Chí Linh Trong số đó, chỉ có bến xe thành phố Hải Dương được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh, có lưu lượng thông quan 100 xe/ngày đêm Các bến còn lại đều chưa hoàn chỉnh, quy mô nhỏ, lưu lượng thông xe ít

- Đường sắt: Tỉnh có 71,17km đường sắt đi qua do Trung ương quản lý, gồm

tuyến đường sắt Hà Nội - Hải Phòng, Kép - Bãi Cháy và tuyến Bến Tắm - Cổ Thành (Chí Linh) dài 16km chuyên dùng cho nhà máy nhiệt điện Phả Lại

- Đường sông: Tỉnh có mạng lưới sông ngòi khá dày đặc, có nhiều sông lớn, tạo nên một hệ thống liên hoàn thuận lợi giữa các địa phương với các tỉnh phía Bắc Hiện trong tỉnh có 8 tuyến sông Trung ương quản lý dài 200,5km, sông địa phương quản lý 6 tuyến dài 110km

1.3 KHÁI QUÁT HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP VÀ ĐÔ THỊ TỈNH HẢI DƯƠNG

1.3.1 Các nguồn thải gây ô nhiễm môi trường không khí

Tỉnh Hải Dương được quy hoạch xây dựng 18 KCN tập trung với diện tích gần 4.000 ha Trong đó có 10 KCN đã được duyệt quy hoạch, đã và đang tiến hành đầu

tư xây dựng, với diện tích khoảng 2000 ha Ô nhiễm không khí từ các KCN, CCN cũng tương đối lớn do các dự án sản xuất công nghiệp tại các KCN và CCN đã, đang xây dựng và đang hoạt động Nguồn gây ô nhiễm không khí do hoạt động sản xuất công nghiệp được phân thành hai loại:

+ Loại thứ nhất là các cơ sở công nghiệp cũ được xây dựng trước năm 1985 đều là công nghiệp vừa và nhỏ với công nghệ, thiết bị lạc hậu; Thường các cơ sở này không có hệ thống xử lý khí thải hoặc một số cơ sở có hệ thống xử lý bụi nhưng hiệu quả không cao;

+ Loại thứ hai là các cơ sở công nghiệp mới xây dựng có quy mô lớn hơn, đầu

tư công nghệ và thiết bị tiên tiến và có lắp đặt hệ thống xử lý bụi và xử lý khí thải nên mức độ gây ô nhiễm có giảm hơn Đánh giá mức độ gây ô nhiễm do các ngành sản xuất công nghiệp trong tỉnh Hải Dương theo thứ tự từ lớn đến nhỏ là: Ngành sản xuất vật liệu xây dựng (Sản xuất xi măng, khai thác đất đá, nung vôi, sản xuất gạch thủ công), tiếp theo là các ngành: Nhiệt điện, chế biến nông sản thực phẩm, và các ngành công nghiệp khác

1) Các cơ sở công nghiệp gây ô nhiễm không khí chủ yếu:

* Ngành sản xuất vật liệu xây dựng: Sản xuất xi măng, vôi, gạch ngói tập trung

nhiều ở 2 khu vực Nhị Chiểu - Kinh Môn và Sao Đỏ - Chí Linh

- Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Hải Dương có 9 nhà máy xi măng sản xuất theo công nghệ lò đứng đã và đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Các nhà máy

xi măng công nghệ lò quay lớn đang hoạt động như Nhà máy xi măng Phúc Sơn, Nhà máy xi măng Hoàng Thạch, v.v

+ Ngoài 4 nhà máy xi măng là Trung Hải, Vạn Chánh, Thành Công I, Kỳ Sơn

từ khi xây dựng và đi vào hoạt động đến nay vẫn đảm bảo công suất thiết kế, không xây thêm lò mới; còn lại 5 nhà máy xi măng: Duyên Linh, Thành Công II, Phú Tân, Cường Thịnh, Hải Âu đều cải tạo mở rộng lò hiện có và xây thêm lò mới vượt công suất thiết kế do UBND tỉnh phê duyệt từ 2 đến 4 lần

+ Trừ 2 nhà máy xi măng Trung Hải và Vạn Chánh được đầu tư xây dựng đồng

bộ ngay từ đầu khi hoàn thành mới đưa vào hoạt động sản xuất; còn lại các nhà máy khác vừa sản xuất vừa đầu tư hoàn thiện, các thiết bị lắp đặt không đồng bộ, vừa do Việt Nam thiết kế chế tạo hoặc bản thân nhà máy tự thiết kế chế tạo lại vừa nhập nhỏ lẻ của Trung Quốc thuộc thế hệ cũ, dẫn đến không đánh giá được chất lượng công trình xây dựng và thiết bị máy móc trong dây chuyền

- Về đầu tư để thực hiện các giải pháp xử lý ô nhiễm:

+ Đầu tư các thiết bị xử lý môi trường không đồng bộ, nhiều khâu trong sản xuất không lắp đặt hệ thống xử lý như lò nung, băng tải nguyên liệu và clinke, khâu nghiền nguyên liệu và xi măng, v.v, thiết bị cũng như các hệ thống xử lý bụi, khí thải không được cơ quan chuyên môn đánh giá về hiệu quả xử lý, phần lớn đều do nhà máy tự nghiên cứu thiết kế, chế tạo và lắp đặt các hệ thống này

+ Hiệu quả xử lý của các thiết bị xử lý về bụi rất thấp, chỉ đạt 70- 80%, khí thải hoàn toàn không được xử lý Đầu tư kinh phí cho công tác khắc phục ô nhiễm môi trường thấp, không đủ để trang bị các thiết bị tốt có hiệu quả xử lý cao ở các khâu có phát sinh bụi và khí thải

- Mức độ ô nhiễm hiện nay: Nồng độ bụi đối với môi trường xung quanh thường xuyên vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,5 đến 3 lần Trong khu vực sản xuất vượt từ 10 đến 20 lần tiêu chuẩn cho phép Tiếng ồn cũng vượt tiêu chuẩn quy định + Khu vực có ô nhiễm bụi cao là thôn Trại Xanh, xã Duy Tân, huyện Kinh Môn, nơi có 4 nhà máy xi măng cùng sản xuất

+ Thống kê từ các cơ quan chức năng ở Hải Dương cho thấy, từ 10 năm trở lại đây, trên địa bàn tỉnh thường xuyên có khoảng 1.000 lò nung gạch thủ công hoạt động Tập trung nhiều nhất là thành phố Hải Dương đến các huyện Cẩm Giàng, Nam Sách, Kim Thành, Tứ Kỳ, Chí Linh mỗi nơi có từ 100 - 200 lò hoạt động suốt năm, thi nhau nhả khói gây nên biết bao điều bất ổn về xã hội, môi trường

* Sản xuất điện năng:

Tập trung ở hai Nhà máy nhiệt điện Phả Lại I và Phả Lại II, Nhà máy nhiệt điện Phả Lại I hoạt động từ năm 1983 gồm 4 tổ máy với công suất 440MW và Nhà máy Phả Lại II hoạt động từ năm 2003 gồm 2 tổ máy với công suất 600MW Hiện nay công suất tổng cộng của nhà máy là 1040 MW, là nhà máy nhiệt điện chạy than lớn thứ nhất Việt Nam và Đông Nam Á Sản lượng điện trung bình của nhà máy xấp

xỉ 6 tỷ kwh/năm, chiếm khoảng 10% tổng sản lượng điện của cả nước và 40% tổng