Áp dụng công cụ mô hình để đánh giá ảnh hưởng và đề xuất các giải pháp quản lý chất lượng không khí cho KCN biên hòa II

Với hiện trạng như vậy, sự lan truyền của các chất ô nhiễm không khí phát sinh từ các hoạt động sản xuất công nghiệp tại KCN Biên Hòa II trong khí quyển có thể gây ra tổn thất ở các mức

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS LÊ HOÀNG NGHIÊM

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS LÊ THANH HẢI

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS PHÙNG CHÍ SỸ

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày

22 tháng 07 năm 2010

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 TS CHÂU NGUYỄN XUÂN QUANG

2 TS LÊ HOÀNG NGHIÊM

Trang 3

HỌ VÀ TÊN: LÊ BẢO VIỆT MSHV: 02608657

KHOA: MÔI TRƯỜNG LỚP : MO2008QLMT

1 Đề tài luận văn:

“Áp dụng công cụ mô hình để đánh giá ảnh hưởng và đề xuất các giải pháp quản

lý chất lượng không khí cho khu công nghiệp Biên Hòa II ”

2 Nhiệm vụ luận văn:

 Xây dựng cơ sở dữ liệu khí tượng: thu thập các số liệu khí tượng và chuẩn bị dữ liệu khí tượng đầu vào cho mô hình ISCST3

 Thu thập và xây dựng cơ sở dữ liệu phát thải chất ô nhiễm không khí của các nhà máy trong khu công nghiệp BH II

 Áp dụng mô hình ISCST3 đánh giá mức độ ô nhiễm bụi, SO2, NOx, CO do khu công nghiệp gây ra;

 Nghiên cứu các kịch bản giảm tải lượng ô nhiễm và đề xuất các giải pháp quản

lý nhằm bảo đảm chất lượng không khí khu công nghiệp và khu vực xung quanh

3 Ngày giao luận văn: 1/2/2010

4 Ngày hoàn thành luận văn: 30/6/2010

5 Giáo viên hướng dẫn: TS.LÊ HOÀNG NGHIÊM

Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua bộ môn

Ngày tháng năm 2010

Phần dành cho khoa và bộ môn:

Người duyệt:

Ngày bảo vệ:

Điểm tổng kết:

Nơi lưu giữ luận văn:

Trang 4

TP.HCM, ngày tháng năm 2010

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

TP.HCM, ngày tháng năm 2010

Trang 6

LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp là cột mốc đánh dấu kết thúc hai năm được thầy cô ngành Quản lý Môi Trường - Trường Đại Học Bách Khoa tận tình dẫn dắt, đào tạo; nhưng với tác giả đây chỉ là bước khởi đầu cho quá trình tự học hỏi, phấn đấu trau dồi kinh nghiệm từ công việc thực tế

Trong năm tháng làm Luận văn Tốt nghiệp tác giả luôn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của gia đình, thầy cô và bạn bè Tác giả xin gửi lời cảm

Thầy cô khoa Môi trường đã dạy dỗ truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian học tập ở trường

Anh Trần Trọng Trung ở Chi Cục Bảo Vệ Môi Trường Tỉnh Đồng Nai, Anh Nguyễn Văn Quang ở Ban Quản Lý KCN Tỉnh Đồng Nai đã tận tình giúp đỡ, cung cấp các tài liệu cần thiết cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng, xin cảm ơn những người bạn đã luôn có mặt kịp thời khi tác giả cần sự giúp đỡ

Với thời gian nghiên cứu, tìm hiểu có hạn và vốn kiến thức nhất định, Luận văn này chắc chắn sẽ có những thiếu sót Tác giả mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn

Trang 7

số của nguồn thải điểm, đặc tính các điểm nhạy cảm Từ đó đi xây dựng bản đồ hiện trạng ô nhiễm bụi, SO2, NO2, CO tại KCN Biên Hòa II Xác định mối quan hệ của các thông số ô nhiễm với nồng độ nền và điều kiện khí tượng của khu vực Ứng dụng mô hình Breeze ICST3 cho nguồn điểm để đánh giá hiện trạng và dự báo chất lượng không khí do hoạt động công nghiệp tại KCN Biên Hòa II Và cuối cùng là xác định hiệu qủa

và độ tin cậy của mô hình bằng cách so sánh với kết quả đo dạc thực tế, tìm ra ưu nhược điểm và bài học kinh nghiệm Thông qua việc nghiên cứu các kịch bản giảm tải phát thải, giải quyết tối ưu bài toán ô nhiễm, đề xuất các giải pháp quản lý dựa trên kết quả dự báo các kịch bản khác nhau nhằm đảm bảo chất lượng không khí trong KCN và khu vực xung quanh đạt tiêu chuẩn

Trang 8

ABSTRACT

In this study use model ISCST generation 3 - Model spread air pollutants from industrial sources system to predict air pollution concentrations by wind in Bien Hoa Industrial Zone II Dissertations going into understanding changes in air quality over recent years, the status of air environment of Bien Hoa Industrial Zone II at the time of study Current status of production and use fuel, method and system of pollution control emissions of enterprises in industrial zones Characteristics and parameters of the point source emissions, the characteristics of sensitive Since then go build status dust, SO2,

NO2, CO maps, in Bien Hoa Industrial Zone II Determining the relationship of the parameters background pollution concentrations and meteorological conditions of the area Applied model for point source Breeze ICST3 to assess the current situation and forecast air quality due to industrial activities in Bien Hoa Industrial Zone II And ultimately determine the effectiveness and reliability of the model by comparing the actual measurement results, find out advantages and disadvantages and lessons learned Through the study of load reduction of emissions scenarios, solving the optimal pollution problems, proposing solutions based on management forecast the results of different scenarios to ensure air quality in the Industrial Park and the surrounding area standards

Trang 9

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG i

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 2

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

1.5 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 5

2.1 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH 5

2.1.1 Tổng quan về mô hình môi trường 6

2.1.2 Mô hình tính toán ô nhiễm không khí 7

2.1.2.1 Những khái niệm cơ bản 7

2.1.2.2 Phân loại 8

2.2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .10

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên Thế giới 10

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 12

2.3 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 13

2.3.1 Giới thiệu về KCN Biên Hòa II 13

2.3.1.1 Vị trí và khả năng phát triển 13

2.3.1.2 Cơ sở hạ tầng 14

2.3.1.3 Các ngành nghề công nghiệp 15

2.3.2 Môi trường không khí tại KCN Biên Hòa II 16

2.3.2.1 Hiện trạng môi trường không khí 16

2.3.2.2 Các tác nhân ảnh hưởng đến chất lượng không khí 22

2.3.3 Các biện pháp quản lý hiện nay của KCN Biên Hòa II 23

2.3.3.1 Tình hình xử lý khí thải tại các nhà máy trong KCN 23

Trang 10

2.3.3.3 Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí tại các nguồn thải tập trung của

Công ty hạ tầng 25

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .26

3.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

3.1.1 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 26

3.1.2 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 27

3.1.3 Phương pháp mô hình hóa 28

3.1.4 Phương pháp ứng dụng kỹ thuật tin học 31

3.2 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 31

3.2.1 Phương trình cơ bản để tính nồng độ chất ô nhiễm trong khí quyển 31

3.2.2 Công thức xác định sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo luật phân phối chuẩn Gaus .35

3.2.2.1 Công thức cơ sở .35

3.2.2.2 Diễn giải công thức mô hình Gauss cơ sở bằng phương pháp phân tích thứ nguyên 37

3.2.2.3 Sự biến dạng của mô hình Gauss cơ sở 38

3.2.2.4 Hệ số khuếch tán và vận tốc gió 40

3.2.2.5 Chiều cao hiệu quả của ống khói 43

3.2.2.6 Sự lắng đọng bụi trong quá trình khuếch tán khí thải từ các nguồn điểm cao 44

3.3 MÔ HÌNH BREEZE ISCST3 47

3.3.1 Tổng quan về mô hình ISCST3 48

3.3.2 Công thức mô hình 49

3.3.3.1 Tính toán thông lượng lắng đọng khô 50

3.3.3.2 Cách tính toán thông lượng ướt 52

3.3.3 Thông số mô hình 52

3.3.3.1 Dữ liệu nguồn thải 52

3.3.3.2 Dữ liệu khí tượng (số liệu 1 giờ) 52

3.3.3.3 Dữ liệu vị trí tiếp nhận 53

3.3.4 Hệ tọa độ 53

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54

4.1 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA MÔ HÌNH (INPUT DATA) 54

4.1.1 Dữ liệu nguồn thải (Industrial Data) 54

Trang 11

4.3.1.1.Mô tả kịch bản 94

4.3.1.2 Kết quả tính toán mô hình và đánh giá 95

4.3.1.3.Đánh giá kết quả tính toán của mô hình 103

4.3.1.4.Đánh giá bản đồ phân bố ô nhiễm 107

4.3.1.5.Kết quả mô hình cho chế độ sa lắng khô (dry deposition) 119

a Kết quả tính toán mô hình 119

b Đánh giá kết quả tính toán 120

c Đánh giá bản đồ phân bố sa lắng khô 121

4.3.2 Các kịch bản giảm thiểu 124

4.3.2.1 Mô tả kịch bản 124

a Kịch bản 2 124

b Kịch bản 3 124

4.3.2.2 Kết quả tính toán của mô hình (kịch bản giảm thiểu) 124

4.4 ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH 128

CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM CHO KCN BIÊN HÒA II 132

5.1 XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TẠI KCN 132

5.2 CẢI THIỆN CÔNG TÁC QUẢN LÝ BVMT TẠI KCN BIÊN HÒA II 133

5.3 CẮT GIẢM TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM 134

5.2 CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ CHUNG 134

5.3 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KHÔNG CHẾ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 135

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 138

6.1 KẾT LUẬN 138

6.2 KIẾN NGHỊ 140

TÀI LIỆU THAM KHẢO 141

Trang 12

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thống kê tuyến cống thu gom nước thải tại KCN Biên Hòa II 15

Bảng 2.2 Thống kê tuyến cống thu gom nước mưa tại KCN Biên Hòa II 15

Bảng 2.3 : Vị trí các điểm quan trắc chất lượng không khí 17

Bảng 2.4 : Kết quả phân tích chất lượng không khí năm 2008 18

Bảng 2.5 Kết quả phân tích chất lượng không khí năm 2009 .18

Bảng 2.6 Các loại khí thải của các ngành công nghiệp 22

Bảng 2.7 Danh sách các Công ty có hệ thống xử lý khí thải 24

Bảng 3.1 Phân loại độ bền vững khí quyển 41

Bảng 3.2 Công thức y và z cho vùng nông thôn 42

Bảng 3.3 Công thức tính y và z cho vùng thành thị 42

Bảng 3.4 Hệ số a, b, c, d 42

Bảng 3.5 Hệ số p 43

Bảng 4.1: Các nguồn phát sinh khí thải 54

Bảng 4.2: Tải lượng phát thải các chất ô nhiễm đo được tại nguồn thải 58

Bảng 4.3: Hệ số phát thải đối với các loại nhiên liệu 61

Bảng 4.4: Tải lượng phát thải các chất ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu 62

Bảng 4.5: Kích thước ống khói, vận tốc và nhiệt độ khí thải 65

Bảng 4.6: Thống kê chế độ gió các tháng qua các năm 2007, 2008, 2009 83

Bảng 4.7: Thuộc tính các điểm nhạy cảm 87

Bảng 4.8: Nồng độ TSP cực đại các tháng năm 2007 (kịch bản 1) 94

Bảng 4.11: Nồng độ SO2 cực đại các tháng năm 2007 (kịch bản 1) 95

Trang 13

Bảng 4.19: Nồng độ CO cực đại các tháng năm 2009 (kịch bản 1) 98

Bảng 4.20: Nồng độ cực đại các chất ô nhiễm tại các điểm nhạy cảm (kịch bản 1) 99

Bảng 4.21: Kết quả đánh giá bản đồ vùng ô nhiễm TSP (kịch bản 1) 114

Bảng 4.22: Kết quả đánh giá bản đồ vùng ô nhiễm SO2 (kịch bản 1) 115

Bảng 4.23: Kết quả đánh giá bản đồ vùng ô nhiễm NO2 (kịch bản 1) 116

Bảng 4.24: Thông lượng sa lắng khô cực đại của SO2 trong năm 2008, 2009 118

Bảng 4.25: Thông lượng sa lắng khô cực đại của NO2 trong năm 2008, 2009 119

Bảng 4.24: Nồng độ TSP cực đại các tháng (kịch bản giảm thiểu) 124

Bảng 4.25: Nồng độ SO2 cực đại các tháng (kịch bản giảm thiểu) 124

Bảng 4.26: Nồng độ NO2 cực đại các tháng (kịch bản giảm thiểu) 125

Bảng 4.27 : Thông số thống kê UPA năm 2008 129

Trang 14

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Các bước của quá trình mô hình hóa 5

Hình 2.2 Tổng quan các loại mô hình khuếch tán ô nhiễm không khí 9

Hình 2.3: Hệ quy chiếu của mô hình Euler và mô hình Largrang 10

Hình 2.4: Bản đồ khu công nghiệp Biên Hòa II 14

Hình 2.5 Diễn biến nồng độ bụi tại các vị trí quan trắc năm 2008, 2009 19

Hình 2.6 Diễn biến nồng độ SO2 tại các vị trí quan trắc năm 2008, 2009 20

Hình 2.7 Diễn biến nồng độ NO2 tại các vị trí quan trắc năm 2008, 2009 20

Hình 2.8 Diễn biến nồng độ CO tại các vị trí quan trắc năm 2008, 2009 21

Hình 3.1 Quy trình thu thập số liệu 27

Hình 3.2 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu mô hình Breeze ISCST3 29

Hình 3.3 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu mô hình Breeze ISCST3 30

Hình 3.4 Biểu đồ luồng khói bằng các khối phụt tức thời và liên tục 36

Hình 3.5 Sơ đồ minh hoạ ảnh hưởng của vận tốc gió đến nồng độ chất ô nhiễm do nguồn phát thải liên tục và hằng số gây ra .37

Hình 3.6 Sơ đồ mô hình vệt khói Gauss 38

Hình 3.7 Các trường hợp biến thiên nhiệt độ không khí theo chiều cao trên mặt đất 41

Hình 3.9: Phân bố nồng độ bụi và khí trên mặt đất do ống khói gây ra ứng với vận tốc gió nhất định 45

Hình 3.10: Quá trình chuyển hóa các chất trong lắng đọng khô và ướt 46

Hình 3.11: Quá trình lắng đọng axit .47

Hình 4.1 - Website của trung tâm dữ liệu khí tượng Hoa Kỳ (NCDC – National Climatic Data Center) 70

Hình 4.2: Quy trình xử lý dữ liệu khí tượng 72

Hình 4.3: File số liệu khí tượng mặt đất 1/2h 73

Hình 4.4: File số liệu khí tượng mặt đất 1h 74

Hình 4.5: File số liệu khí tượng trên cao 75

Hình 4.6: File số liệu chiều cao xáo trộn 75

Hình 4.7: File số liệu khí tượng chạy mô hình Breeze ISCST3 76

Trang 15

Hình 4.13 : Cửa sổ Map View 87

Hình 4.14: Bản đồ KCN Biên Hòa II trong giao diện mô hình Breeze ISCST3 88

Hình 4.15: Cửa sổ nhập dữ liệu nguồn thải 88

Hình 4.16: Dữ liệu phân tử của nhà máy sử dụng dầu không có hệ thống xử lý khí 89

Hình 4.17: Dữ liệu phân tử của nhà máy sử dụng dầu có hệ thống xử lý khí 90

Hình 4.18 : Cửa sổ quản lý tất cả các nguồn thải 90

Hình 4 19: Cửa sổ mở file thực thi 91

Hình 4.20 : Bản đồ KCN BH II thể hiện vị trí nguồn thải và các điểm nhạy cảm 91

Hình 4.21: Cửa sổ kiểm soát chế độ làm việc của mô hình Breeze ICST3 92

Hình 4.22 : Cửa sổ tùy chọn chế độ khí tượng 92

Hình 4.23 : Cửa sổ tùy chọn kết quả mô hình 93

Hình 4.24 : Minh họa kết quả bản đồ phân bố ô nhiễm của mô hình Breeze ISCST3 93

Hình 4.25: Đồ thị biểu diễn nồng độ TSP cực đại các tháng (kịch bản 1) 102

Hình 4.26: Đồ thị biểu diễn nồng độ SO2 cực đại các tháng (kịch bản 1) 103

Hình 4.27: Đồ thị biểu diễn nồng độ NO2 cực đại các tháng (kịch bản 1) 103

Hình 4.28: Đồ thị biểu diễn nồng độ TSP cực đại tại các điểm nhạy cảm (kịch bản 1) .105

Hình 4.29: Đồ thị biểu diễn nồng độ SO2 cực đại tại các điểm nhạy cảm (kịch bản 1)105 Hình 4.30: Đồ thị biểu diễn nồng độ NO2 cực đại tại các điểm nhạy cảm (kịch bản 1) .105

Hình 4.31: Bản đồ vùng ô nhiễm TSP, NO2, SO2 tháng 01/2009 (kịch bản 1) 108

Hình 4.43: Thông lượng sa lắng khô cực đại của SO2 trong năm 2008, 2009 119

Hình 4.44: Thông lượng sa lắng khô cực đại của NO2 trong năm 2008, 2009 120

Trang 16

Hình 4.46: Thông lượng cực đại NO2 của năm 2009 121

Hình 4.47: Thông lượng cực đại SO2 của năm 2008 122

Hình 4.48: Thông lượng cực đại SO2 của năm 2009 122

Hình 4.49: Đồ thị biểu diễn nồng độ TSP cực đại (kịch bản giảm thiểu) 126

Hình 4.50: Đồ thị biểu diễn nồng độ SO2 cực đại (kịch bản giảm thiểu) 126

Hình 4.51: Đồ thị biểu diễn nồng độ NO2 cực đại (kịch bản giảm thiểu) 127

Trang 17

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ASEAN (Association of South East

Asia Nation) : Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á

GIS (Geographic Information

GPS (Global Positioning System) : Hệ thống định vị toàn cầu

ISCLT (Industrial Source Complex

NCDC : Trung tâm dữ liệu khí tượng quốc gia

PM10 (Particulate matter less than

10 µm in diameter) : Bụi có kích thước < 10 µm

SX – TM – DV : Sản Xuất – Thương Mại – Dịch Vụ

Trang 18

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

TSP (Total Suspended Particles) : Bụi lơ lửng

USEPA (United States

Environmental Protection Agency) : Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ UTM (Universal Transverse

WHO (World Health Organization) : Tổ chức Y tế Thế giới

Trang 19

Với hiện trạng như vậy, sự lan truyền của các chất ô nhiễm không khí phát sinh từ các hoạt động sản xuất công nghiệp tại KCN Biên Hòa II trong khí quyển có thể gây ra tổn thất ở các mức độ khác nhau cho chính môi trường tại KCN và các vùng lân cận Vậy các vấn đề cần quan tâm là:

1 Trong điều kiện địa hình, khí tượng phức tạp và có nhiều nguồn thải tập trung thì việc phát tán khí thải xảy ra như thế nào? Việc phân bố nồng độ ở từng vị trí trong KCN như thế nào?

2 Nếu có sự cố xảy ra (một lượng khí thải lớn phát tán) thì có thể dự báo phạm vi ảnh hưởng không? Tại ví trí nào có thể bị tác động mạnh nhất?

3 Mức độ đóng góp ô nhiễm không khí của KCN Biên Hòa II đến chất lượng không khí xung quanh như thế nào?

4 Xác định loại chất ô nhiễm không khí nào cần được giảm phát thải và mức độ giảm phát thải cần thiết là bao nhiêu?

5 Những yếu tố nào có thể làm giảm đi mức ô nhiễm không khí tại KCN và vùng phụ cận?

Việc giải đáp các câu hỏi trên sẽ giúp đáng kể cho nỗ lực giảm mức độ ô nhiễm tại KCN đến mức quy định một cách tối ưu Giảm ô nhiễm đến mức chấp nhận được là một bài toán mang ý nghĩa quan trọng Các mô hình toán biểu diễn hiện tượng ô nhiễm không khí là là những công cụ quan trọng không thể thiếu để giải quyết bài toán trên

Trang 20

Do vậy, các thông tin về hiện trạng hoạt động sản xuất và mức tiêu thụ các loại nhiên liệu có khả năng gây ô nhiễm không khí của các Nhà máy trong KCN cần phải được thu thập để làm cơ sở tính toán lượng phát thải Việc lựa chọn một mô hình phát tán ô nhiễm không khí phù hợp, có độ tin cậy cao để dự báo và đánh giá chất lượng không khí tại KCN Biên Hoà II vào thời điểm này là rất cần thiết Và đây cũng chính là

lí do đề tài: “Áp dụng công cụ mô hình để đánh giá ảnh hưởng và đề xuất các giải

pháp quản lý chất lượng không khí cho khu công nghiệp Biên Hòa II ” được thực

hiện

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Áp dụng công cụ mô hình để đánh giá ảnh hưởng và đề xuất các giải pháp quản lý chất lượng không khí cho khu công nghiệp Biên Hòa II

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài sẽ tập trung giải quyết các công việc sau:

Khảo sát thu thập các thông tin: tổng quan tình hình quan trắc, giám sát chất lượng không khí tại KCN Biên Hòa II Diễn biến chất lượng không khí qua các năm gần đây, hiện trạng môi trường không khí tại thời điểm thực hiện đề tài và tình hình quản lý ô nhiễm không khí của KCN Hiện trạng sản xuất và sử dụng nhiên liệu, phương pháp và

hệ thống xử lý ô nhiễm khí thải của các doanh nghiệp trong KCN

Xây dựng cơ sở dữ liệu: Bản đồ KCN, đặc tính và các thông số của nguồn thải điểm, đặc tính các điểm nhạy cảm, tệp dữ liệu khí tượng phục vụ cho việc tính toán bằng phần mềm

Xây dựng bản đồ hiện trạng ô nhiễm bụi, SO2, NO2, CO tại KCN Biên Hòa II Xác định được mối quan hệ của các thông số ô nhiễm với nồng độ nền và điều kiện khí tượng của khu vực Ứng dụng mô hình Breeze ICST3 cho nguồn điểm để đánh giá hiện trạng và dự báo chất lượng không khí do hoạt động công nghiệp tại KCN Biên Hòa II Xác định hiệu qủa và độ tin cậy của mô hình bằng cách so sánh với kết quả đo dạc thực

tế, tìm ra ưu nhược điểm và bài học kinh nghiệm

Nghiên cứu các kịch bản giảm tải phát thải, giải quyết tối ưu bài toán ô nhiễm, đề xuất các giải pháp quản lý dựa trên kết quả dự báo các kịch bản khác nhau nhằm đảm bảo chất lượng không khí trong KCN và khu vực xung quanh đạt tiêu chuẩn

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng:

– Các nhà máy có phát sinh khí thải trong khu công nghiệp Biên Hòa II

Trang 21

Phạm vi nghiên cứu

– Không gian: Đề tài giới hạn trong phạm vi KCN Biên Hòa II và khu vực lân

cận Xây dựng vùng tính toán 10km x 10km từ kết quả của quá trình thử nghiệm

mô hình để tìm ra phạm vi ảnh hưởng

– Thời gian: Chạy mô hình hóa chất lượng không khí cho khu công nghiệp Biên

Hòa II với số liệu của năm 2008, 2009

– Nội dung: Công cụ mô hình Breeze ISCST3 (Industrial source complex

short-term Version 3)

1.5 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Mô hình CALPUFF và mô hình ISCST đều dựa trên cơ sở là mô hình phát tán Gauss, đều là mô hình phát tán có thể mô phỏng những ảnh hưởng của thời gian, không gian khác nhau về điều kiện khí tượng Cả hai mô hình đều có chứa thuật toán tính toán thành phần lắng đọng khô và lắng đọng ướt dựa trên phương pháp ADOM (Acid Deposition and Oxidant Model) Kết quả đầu ra là nồng độ chất ô nhiễm ở vị trí bất kì hoặc thông lượng lắng đọng khô (g/m2/s) hay thông lượng lắng đọng ướt (g/m2/s)

Tuy nhiên trong mô hình CALPUFF phải cung cấp file dữ liệu ozone theo giờ cho

1 trạm hoặc nhiều trạm quan trắc Quan sát dữ liệu ozone theo giờ được sử dụng để tính toán tỷ lệ chuyển đổi SO2 và NOx

Hiện nay tại khu vực nghiên cứu chưa có trạm quan trắc ozone nào nên việc sử dụng mô hình CALPUFF cho đề tài là không khả thi

Cũng có những tính năng giống như CALPUFF nhưng ISCST3 đơn giản hơn Trên thế giới mô hình ISCST3 thường được sử dụng để:

– Làm mẫu để chứng minh khi Nhà nước đề nghị thực hiện các tiêu chí bắt buộc đối với chất ô nhiễm không khí

– Lập mô hình để dự đoán tác động của các nguồn mới đến chất lượng không khí – Làm mẫu để hỗ trợ đánh giá tác động sức khỏe của những chất độc có trong không khí

Mô hình ISCST, thế hệ 3 là mô hình USEPA cải tiến và là mô hình khuếch tán đề nghị đã và đang sử dụng tại hầu hết các Tổ chức kiểm soát ô nhiễm không khí của từng bang của Hoa Kỳ (gọi tắt là SAPRAs) để dự đoán nồng độ ô nhiễm không khí do gió

Mô hình có thể tính toán nồng độ trung bình 1h, 2h, 4h, 6h, 8h, 12h, 24h, tháng, năm cho bất cứ phân đoạn thời gian nào của các chất ô nhiễm không khí như bụi lơ lửng,

SO2, NO2, CO,…

Tính mới về số liệu khí tượng: mô hình ISCST3 là phiên bản mới với yêu cầu dữ liệu khí tượng format 1h trong khi các mô hình khác áp dụng hiện nay ở Việt Nam sử

Trang 22

dụng chuỗi số liệu đầu vào là các giá trị quan trắc của các Đài Khí tượng Thủy Văn là 4obs (ghi nhận vào lúc 1h, 7h, 13h, 19h) Ngoài ra mô hình ISCST3 có thuật toán mới cho hiện tượng sa lắng khô và sa lắng ướt, kết quả mô hình số phản ánh đúng cho quá trình diễn ra trạng thái tốt hơn Một phương pháp mới để mô phỏng nguồn khu vực và phương thức mới để mô phỏng địa hình phức tạp

Tính mới về áp dụng các kỹ thuật tin học: để áp dụng được mô hình, cần sự hỗ trợ của một loạt các kỹ thuật tin học như lập trình bằng ngôn ngữ fortran xử lý và chuẩn bị tập số liệu khí tượng trung bình 1h, phần mềm Wrplot View thống kê và đánh giá chế

độ gió nhằm kết hợp đánh giá kết quả mô hình là một nét mới

Tính mới về đối tượng nghiên cứu: Ở Việt Nam, mô hình ISCST đã được sử dụng nhưng chỉ thường áp dụng để đánh giá tác động môi trường cho các dự án là các nguồn đơn lẻ Việc lựa chọn là khu công nghiệp Biên Hòa II làm đối tượng nghiên cứu thì cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào sử dụng mô hình ISCST3 để dự báo và đánh giá ô nhiễm không khí cho KCN này

Trang 23

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 2 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2 1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2 1.5 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 3

Trang 24

Mô hình là một khái niệm cơ bản của khoa học và đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong khoa học môi trường nơi mà các phép thí nghiệm rất khó tiến hành Thuật ngữ mô hình cũng được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau

- Theo “ The Ameracan Heritage Dictionary of the English Language, NewYork:

Houghton Mifin 1969”: “ Mô hình là một đối tượng nhỏ, thường được xây dựng

theo tỉ lệ, nó mô tả một vài đối tượng thực tế trong tự nhiên”

- Theo Stehr: “Mô hình là công cụ giúp dự báo cũng như tính toán trước hậu quả có

thể thực thi trong các dự án kinh tế phát triển xã hội Dự báo này được xây dựng trên những tri thức về đặc trưng của các quá trình xảy ra trong thiên nhiên, quy luật phát triển xã hội và sự ảnh hưởng lẫn nhau trong mối quan hệ tương hỗ này”

Các bước của quá trình mô hình hóa được trình bày trong hình 2.1

Hình 2.1 Các bước của quá trình mô hình hóa

Mô hình đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề hóa học, sinh học, năng lượng và môi trường Tuy nhiên, việc mô phỏng quá trình vẫn còn gặp một số hạn chế như:

– Việc thu thập đầy đủ các dữ kiện, kiến thức về cơ chế của quá trình là rất khó đạt được nên tính chính xác của mô hình phụ thuộc nhiều vào kiến thức cơ sở của người

mô phỏng

– Đặc tính của công cụ tính toán: có nhiều loại phương trình khác nhau dẫn đến các phương pháp giải quyết vấn đề khác nhau Những phương trình này bao gồm một vài phương trình phi tuyến và tập hợp các phương trình vi phân riêng phần

– Mô hình không khi nào chứa tất cả các đặc điểm của hệ thực Nếu các giả thiết đặt

Xác định

vấn đề

Mô hình toán học của quá trình

Xây dựng phương trình

Tính toán

Phân tích kết quả thu được

Trang 25

2.1.1 Tổng quan về mô hình môi trường

Mô hình hóa môi trường là một phần của mô hình hóa tự nhiên – xã hội Vấn đề ô nhiễm môi trường đặt ra đòi hỏi các quốc gia phải giải quyết các nhiệm vụ sau:

- Xây dựng các phương pháp đánh giá sự bền vững của các hệ sinh thái

- Nghiên cứu các quy luật biến đổi theo thời gian của chúng

- Hoàn thành các phương pháp đánh giá định lượng tác động lên môi trường do các hoạt động kinh tế - xã hội

Để giải quyết các nhiệm vụ trên, cần thiết phải phát triển lý thuyết hệ thống và mô hình hóa, coi đây là công cụ chính để nghiên cứu môi trường vì những ưu điểm:

- Các thông tin ghi có thể được phân tích

- Việc phân tích thông tin có thể khám phá các tính chất không thể phát hiện khi khảo sát

- Phát hiện những thiếu sót trong tri thức và đưa ra các ưu tiên trong nghiên cứu

- Mô hình có thể tối ưu các phép đo ngoài hiện trường

- Quá trình lặp, mô hình và phép đo bổ sung cho nhau

- Kiểm tra các giả thiết khoa học

Theo cục bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPE): “Các mô hình môi trường

(Environmental Models) được sử dụng để tái tạo lại các quá trình môi trường xảy ra trong một khoảng thời gian nào đó Ngày nay loài người đã hiểu rõ việc tiến hành những thí nghiệm trực tiếp với sinh quyển của trái đất là không thể Do vậy xây dựng

mô hình là phương tiện quan trọng để nhận thông tin về tình trạng của sinh quyển khi chịu những tác động của con người:

Mô hình hóa môi trường là xây dựng các mô hình toán học nhằm đánh giá sự xuất

hiện, tồn tại và chuyển động của các chất ô nhiễm trong nguồn nước, khí quyển, đất

Mô hình toán học là một mô hình biểu diễn toán học của những mặt chủ yếu của

một nguyên bản theo một nhiệm vụ nào đó, trong một phạm vi giới hạn, với một độ chính xác vừa đủ và trong dạng thích hợp cho sử dụng Cụ thể hơn mô hình toán là các công thức để tính toán các quá trình hóa học, vật lý và sinh học được mô phỏng từ hệ thống thực

Hiện nay, có nhiều loại mô hình toán học được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu lĩnh vực môi trường từ các hệ sinh thái nước, không khí và đất Bao gồm:

– Mô hình toán sinh thái: mô hình nghiên cứu sự biến đổi trạng thái của hệ và dẫn tới các trạng thái bền vững

– Mô hình chất lượng nước mặt: Mô hình hóa sự thay đổi của BOD và oxy hòa tan trong dòng sông và hồ chứa; sự phú dưỡng hóa; sự phân bố các chất độc hại và kim loại nặng trong nguồn nước mặt

– Mô hình khuếch tán các chất ô nhiễm trong nước ngầm

– Mô hình khuếch tán ô nhiễm không khí theo phân bố chuẩn Gaussian

– Mô hình khuếch tán ô nhiễm không khí theo phương pháp Beriland

Trang 26

2.1.2 Mô hình tính toán ô nhiễm không khí

Hiện nay, có nhiều mô hình toán học đã được phát triển để phục vụ cho nhu cầu

tính toán khuyếch tán ô nhiễm không khí Các mô hình này đã được sử dụng rộng rãi

trong việc thiết kế ống khói thải, lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy và đánh giá tác động môi trường nhằm mục đích làm giảm thiểu các ảnh hưởng có hại của các dự án mới, quản lý chất lượng không khí ngắn hạn và kiểm soát sự cố môi trường Các yếu tố được

mô hình hóa là vận chuyển chất ô nhiễm của gió, khuếch tán do xáo trộn rối, độ nâng cao vệt khói (plume rise), sự biến đổi hóa học các chất ô nhiễm, sự lắng đọng cũng như ảnh hưởng khí động của địa hình Các dữ liệu nhập vào mô hình bao gồm các số liệu về nguồn thải thay đổi theo không gian và thời gian, các dữ liệu về khí tượng như tốc độ gió, chiều cao xáo trộn, hệ số khuếch tán,… đặc điểm địa hình của khu vực

2.1.2.1 Những khái niệm cơ bản

Các khái niệm cơ bản liên quan đến mô hình ô nhiễm không khí bao gồm:

Phát thải (Emission): Trong giai đoạn đầu tiên, các chất ô nhiễm tỏa vào khí quyển từ

các nguồn thải khác nhau Có thể là nguồn mặt (area source): nguồn thải thấp, đám cháy; nguồn thải đường (line source): đường giao thông; nguồn điểm (point source): ống khói

Quá trình tải (Advection): là sự di chuyển của khói khí quyển theo 1 dòng và đi từ

điểm này đến điểm khác Đối với một tạp chất di chuyển trong khí quyển thì sự tải là sản phẩm của vận tốc khối thể tích khí Tác nhân gây ra hiện tượng tải là gió

Khuếch tán (Diffusion): là sự di chuyển của các chất ô nhiễm không khí trong khí

quyển theo cả chiều ngang và chiều đứng

Sự phân tán (Dispersion): Sự tương tác giữa khuếch tán rối với gradient vận tốc do lực

dịch chuyển trong khối khí tạo ra sự phân tán Sự di chuyển các tạp chất trong khí quyển trong trường hợp có gió (>1m/s) chủ yếu bởi quá trình tải, nhưng sự di chuyển của tạp chất trong trường hợp lặng gió thường là do sự phân tán

Biến đổi hóa học (Chemical transformation): Có nhiều phản ứng hóa học xảy ra trong

suốt quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong không khí Kết quả của các phản ứng hóa học này là nhiều chất ô nhiễm thứ cấp (secondary pollutant) được tạo ra Các chất ô nhiễm thải trực tiếp từ các nguồn thải trong không khí được gọi là các chất ô nhiễm cơ bản (primary pollutant)

Lắng đọng ướt (Wet deposition): là một trong những cơ chế tự làm sạch khí quyển

hiệu quả nhất Tuy nhiên, trong khi khí quyển được làm sạch thì đất có thể bị axit hóa và điều này có thể gây hại đối với một số khu vực nhạy cảm

Trang 27

2.1.2.2 Phân loại

Tất cả các mô hình khuyếch tán ô nhiễm không khí có thể chia thành 4 loại dựa trên cấu trúc và cơ sở tiếp cận để giải quyết bài toán phát tán ô nhiễm Chúng bao gồm: Mô hình giải tích (mô hình Gauss), mô hình số, mô hình thống kê và mô hình vật lý

- Mô hình giải tích và mô hình số là mô hình tất định (Deterministic model) được

thiết lập trên cơ sở các biểu diễn toán học của các dữ liệu đầu vào đã biết trước (nguồn thải, tốc độ phát thải)

- Mô hình giải tích được thiết lập trên cơ sở cách giải phương trình phát tán và đòi

hỏi một lượng lớn cơ sở dữ liệu

- Mô hình số được thiết lập trên cơ sở các quá trình trong khí quyển, trong đó kết quả

có được từ các nguyên nhân tác động ban đầu, kết quả chạy mô hình sẽ cho ra một tập các giá trị nồng độ chất ô nhiễm

- Ngược lại với mô hình tiền định, mô hình thống kê được xây dựng căn cứ trên mối

quan hệ thống kê và bán thực nghiệm giữa các dữ liệu và số liệu thực nghiệm có sẵn

Ví dụ, mô hình thống kê được sử dụng để dự đoán nồng độ chất ô nhiễm trong một vài giờ tới ở một vùng nào đó được căn cứ vào các hàm thống kê của các số liệu có sẵn và quan hệ giữa các số liệu này và xu hướng diễn biến nồng độ trong thời gian trước đây

Mô hình Euler (Eulerian model) và mô hình Largrang (Largrangian model) là

hai loại thông dụng của mô hình số Tuy nhiên, trong trường hợp trạng thái ổn định, thì

sử dụng phương pháp giải tích giải quyết bài toán phát tán được chấp nhận Phương pháp này được biết đến như là mô hình khuếch tán Gauss Phương trình khuếch tán Gauss có thể nhận được từ cả hai mô hình Euler và Largrang và là lời giải đặc biệt của

mô hình Euler và Largrang

Hình 2.2 Tóm tắt các loại mô hình khuếch tán ô nhiễm không khí

Trang 28

Hình 2.2 Tổng quan các loại mơ hình khuếch tán ơ nhiễm khơng khí

Sự khác nhau cơ bản của hai loại mơ hình Euler và Largrang này được minh họa trong hình 2.3 Trong đĩ hệ quy chiếu của mơ hình Euler được gắn cố định với trái đất, trong khi đĩ hệ quy chiếu của mơ hình Largrang cùng di chuyển theo sự chuyển động của khí quyển

(Largrangian Model)

MÔ HÌNH EULER

(Eulerian Model)

MÔ HÌNH TẤT ĐỊNH

(Deterministic Model)

MÔ HÌNH KHUẾCH TÁN

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

MÔ HÌNH TOÁN HỌC

(Analytical Model )

MÔ HÌNH LƯỚI

(Grid Model)

MÔ HÌNH QUỸ ĐẠO

(Trajectory Model)

MÔ HÌNH GAUSS

(Gauss Model)

Trang 29

Hình 2.3: Hệ quy chiếu của mô hình Euler và mô hình Largrang

2.2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Nhiều mô hình toán học đã được phát triển để phục mô phỏng sự khuếch tán của chất ô nhiễm từ một nguồn hay nhiều nguồn phát thải đã biết để ước lượng nồng độ chất ô nhiễm tại vị trí tiếp nhận Các mô hình này đã được sử dụng rộng rãi trong việc thiết kế ống khói thải, lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy và đánh giá tác động môi trường nhằm mục đích làm giảm thiểu các ảnh hưởng có hại của các dự án mới, quản lý chất lượng không khí ngắn hạn và kiểm soát sự cố môi trường

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên Thế giới

Vào năm 1997, Viện quốc tế về phân tích hệ thống ứng dụng (IIASA, Laxenbourg, Áo) đã công bố danh sách danh mục các công trình nghiên cứu trong 25 năm (1955-1997) gồm 50.000 công trình liên quan tới lý thuyết hệ thống và mô hình hóa môi trường

Theo tài liệu của WMO, UNEP hiện nay trên thế giới có khoảng 20 mô hình chia thành 3 hướng chính sau đây:

- Hướng 1: Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết Gaus Các nhà

khoa học có công phát triển hướng mô hình này là Taylor, Sutton, Tunner….và hiện nay đang được các nhà khoa học trên thế giới hoàn thiện thêm

- Hướng 2: Mô hình thống kê thủy động lực học sử dụng lý thuyết khuếch tán rối

trong điều kiện khí quyển có phân tầng nhiệt, mô hình này được Berliand hoàn thiện và

áp dụng thành công ở Nga (nên còn được gọi là mô hình Berliand)

- Hướng 3: Mô hình số trị phải giải một hệ từ 7-9 phương trình nhiệt động lực học,

cân bằng ẩm và cân bằng tạp chất Hướng nghiên cứu này đã và đang được nghiên cứu

và áp dụng thử nghiệm Hiện nay các mô hình này đã thu được nhiều kết quả khả quan

Trang 30

Mô hình lan truyền chất ô nhiễm không khí từ hệ thống các nguồn công nghiệp (Industrial Source Complex - ISC) được phát triển đầu tiên bởi Cục Bảo vệ Môi trường

từ những năm 1970 để đáp ứng nhu cầu sử dụng trên toàn thế giới Nó dùng để dự báo nồng độ ô nhiễm không khí từ nhiều loại nguồn công nghiệp khác nhau Mô hình này đơn giản và thường được sử dụng để đánh giá mức độ ảnh hưởng của chất ô nhiễm lên chất lượng không khí trong khu vực đang xét đến Nó được thiết kế để nghiên cứu và ứng dụng cho nhiều dạng nguồn như nguồn điểm (ống khói), nguồn vùng và nguồn thể tích với sự biến thiên về lưu lượng trong điều kiện địa hình bằng phẳng hoặc phức tạp Sau đây là một số nghiên cứu để đánh giá khả năng ứng dụng cũng như sự chính xác của mô hình ISC đã được các nhà khoa học trên Thế giới tiến hành:

(1) Browers đã đánh giá sự chính xác của mô hình ISC trong trường hợp xảy ra quá trình lắng đọng do trọng lực của chất ô nhiễm Các phép thử nghiệm được thực hiện tại nhà máy thép ARMCO ở Middletown, OH Kết luận cho thấy những dự báo của mô hình ISC có tính đến sự lắng đọng là rất phù hợp với các dữ liệu đo đạc thực tế

(2) Ramesh và Naperkoski đã đánh giá mô hình ISCST thông qua sự thử nghiệm gần 1 trạm phát điện Họ nhận thấy những dự báo của mô hình ISCST có ý nghĩa tích cực hơn việc giám sát chất lượng không khí thực tế khi đã theo dõi tại cùng một vị trí

và thời gian đo

(3) Zannetti tiến hành mô phỏng sự phát tán khí SO2 từ khu công nghiệp Shuaiba (SIA) ở Kuwait Mô hình ISC và một mô hình phát tán Gauss khác được lựa chọn để

mô phỏng, dự báo nồng độ khí SO2 tại mặt đất từ tất cả các ống khói phát thải trong khu công nghiệp Các mô hình được đánh giá thông qua sự so sánh giữa kết quả mô hình với nồng độ quan sát trong thực tế Động tác trên nhằm đánh giá các kết quả dự báo

SO2 với kết quả đo đạc tại các vị trí giám sát trong vùng lân cận khu công nghiệp

(4) Al-Sudaiwari cũng đánh giá độ tin cậy của mô hình ISCST qua việc thực hiện

mô hình trên tại chính khu công nghiệp Shuaiba thông qua sự so sánh kết quả dự báo với kết quả đo đạc thực tế Thử nghiệm này dựa trên 50 giá trị SO2 cao nhất đo được trong mỗi giờ Kết quả cho thấy giá trị của phép tính trên mô hình nhỏ hơn giá trị thực

tế Sự không đồng nhất này được khẳng định là do ảnh hưởng bởi các yếu tố khí tượng khi mà sân bay quốc tế Kuwait chỉ nằm cách khu công nghiệp trên 30 km theo hướng Tây - Bắc

(5) Abdul-Wahab đánh giá khả năng của mô hình ISCST qua việc so sánh kết quả

dự báo nồng độ SO2 tại mặt đất với các giá trị đo đạc tại trạm quan trắc chất lượng không khí trong KCN Cuộc nghiên cứu này được tiến hành trong vòng 1 năm Việc đánh giá tiến hành hàng bằng cách so sánh nồng độ dự báo và nồng độ đo đạc thực tế

Mô hình tính toán rất chính xác trong 7 tháng (1, 6, 8, 9, 10, 11, 12) và ngược lại trong

5 tháng kia (2, 3, 4, 5, (7) Giá trị dự báo thấp hơn trong các tháng 2, 3, 4, 5 và cao hơn

Trang 31

(6) Donna B Schwede - James O Paumier đánh giá ảnh hưởng của thông số sa lắng đầu vào đối với mô hình ISCST Kết quả chỉ ra rằng sự thay đổi của thông số nào

đó có ảnh hưởng của giá trị sa lắng cực đại theo giờ lớn hơn nồng độ cực đại theo giờ

Độ lớn vệt khói là yếu tố đầu vào quan trọng của mô hình ISCST Vệt khói loang rộng thì giá trị cực đại của sa lắng khô lên đến 25% trong khi sa lắng ướt ít hơn 10% Giá trị

sa lắng ướt phụ thuộc vào hệ số thanh lọc

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Mặc dù đi sau và còn nhiều khó khăn do điều kiện kinh tế và chiến tranh, các nhà khoa học Việt Nam đã sớm tiếp cận với phương pháp mô hình hóa ô nhiễm không khí phục vụ cho công tác quản lý và nghiên cứu Các kết quả tính toán theo mô hình được

so sánh với số liệu đo đạc và cho kết quả tương đối tốt, chấp nhận được Sau đây là một

số nghiên cứu và các ứng dụng cũng đã được các nhà khoa học tại Việt Nam tiến hành: (1) Hoàng Xuân Cơ, Nghiêm Trung Dũng, 2006 Báo cáo phần 2 của chương trình cải tiến chất lượng không khí Việt Nam – Áp dụng mô hình Breeze ISCST3 đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm không khí từ làng gốm sứ Bát Tràng

(2) Nguyễn Đình Tuấn, 2001 Đề tài khoa học – Xây dựng hệ số ổn định khí quyển

sử dụng trong mô hình tính toán phát tán ô nhiễm không khí từ nguồn cố định, Viện Môi Trường và Tài Nguyên – Đại học Quốc Gia

(3) Bùi Tá Long, 2000 Tự động hóa thiết lập bản đồ ô nhiễm môi trường không khí cho TPHCM, Đề tài khoa học, TT KHTN & CNQG – Viện Cơ học ứng dụng

(4) Phạm Ngọc Đăng, 2000 Đề tài khoa học – Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí do công nghiệp gây ra và kiến nghị một số biện pháp cải thiện môi trường

(5) Phạm Ngọc Hồ, 2000 Sử dụng phương pháp mô hình hóa định lượng vào việc tính toán và dự báo chất lượng không khí cho nguồn đường giao thông (phục vụ dự án nâng cấp Quốc lộ 10), Kỷ yếu Hội Nghị Khoa Học, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG Hà Nội, NXB ĐHQG HN

(6) Phạm Ngọc Hồ, 1998 Phương pháp cải tiến các mô hình tính toán và dự báo sự lan truyền chất ô nhiễm môi trường không khí trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa ở Việt Nam, Kỷ yếu Hội Nghị về mô hình hóa môi trường, trường ĐHKHTN, ĐHQG HN

(7) Lê Văn Nãi, 1993 Luận án PTS khoa học kỹ thuật – Nghiên cứu ứng dụng mô hình khuếch tán ô nhiễm để đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí do các ống khói công nghiệp gây ra

Ở Việt Nam mô hình ISCST hầu như chỉ được sử dụng trong các báo cáo đánh giá tác động môi trường để dự báo khả năng phát tán ô nhiễm không khí, ví dụ trong một

Trang 32

(3) Dự án Đầu tư Nhà máy sản xuất sơn, sơn phủ, dung môi và chất màu công suất

500 tấn/năm tại KCN VSIP II – Công ty TNHH Alkana Việt Nam, tỉnh Bình Dương (4) Dự án Nhà máy sản xuất phôi thép 600.000 tấn/năm tại KCN Phú Mỹ I, Tỉnh

2.3 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2.3.1 Giới thiệu về KCN Biên Hòa II

Khu công nghiệp Biên Hòa II bắt đầu xây dựng từ năm 1995 theo quyết định số 347/TTg ngày 08/6/1995 của thủ tướng chính phủ, sau khi xây dựng và đi vào hoạt động cho đến nay khu công nghiệp Biên Hòa II được xem là một trong những khu công nghiệp được xây dựng thành công nhất trên địa bàn tỉnh Đồng Nai

 Nằm tại vị trí thuận lợi như:

– Phía Tây Bắc giáp Quốc lộ 1

– Phía Đông Bắc giáp Quốc lộ 15A

– Phía Tây Nam giáp Quốc lô 51 (điểm giao lộ giữa Đồng Nai – Tp.Hồ Chí Minh – Vũng Tàu)

 Khoảng cách đến các vị trí quan trọng:

– Cách Thành phố Biên Hòa 5 km

– Cách TP Hồ Chí Minh khoảng 25 km về hướng Đông Bắc

– Cách Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất 30km

– Cách TP Vũng Tàu khoảng 90 km

– Cách Cảng Sài Gòn 30km

– Cách Cảng Ðồng Nai 2 km

Trang 33

Hình 2.4: Bản đồ khu công nghiệp Biên Hòa II 2.3.1.2 Cơ sở hạ tầng

– Tên tiếng Việt: Khu công nghiệp Biên Hoà II

– Tên tiếng Anh: Bien Hoa Industrial Zone II

– Địa chỉ: Phường Long Bình, thành phố Biên Hoà, tỉnh Đồng Nai

– Diện tích sử dụng của khu công nghiệp: 326,80 ha

Trong đó:

+ Diện tích đất có thể cho thuê là: 246,80 ha

+ Diện tích đất đã cho thuê là: 246,80 ha chiếm 100% đất có thể cho thuê

+Diện tích đất trồng cây xanh thảm cỏ chiếm 16,11 %, bao gồm:

 24,20 ha đất KCN

 Ngoài ra công ty còn tổ chức trồng cây xanh trong khu vực hành lang đường điện, hành lang dải phân cách dọc theo xa lộ Hà Nội với diện tích 28,45 ha

 Các hạng mục công trình đã đầu tư xây dựng hạ tầng tại KCN:

Hệ thống xử lý nước thải tập trung: NMXLNT Biên Hoà 2 đã được xây dựng và đưa vào vận hành từ năm 1999, công suất 4.000 m3/ngày đêm (giai đoạn 1), hiện đang hoạt động ổn định

 Mạng lưới thoát nước mưa và thu gom nước thải

Mạng lưới thu gom nước thải KCN: Hệ thống thu gom nước thải chung của KCN được xây dựng tách riêng với hệ thống thu gom nước mưa Tuyến cống thu gom nước thải trong phạm vi KCN Biên Hoà II có tổng chiều dài là 16.470 m, đường kính cống từ 200 – 600 mm

Trang 34

Bảng 2.1 Thống kê tuyến cống thu gom nước thải tại KCN Biên Hòa II

Nguồn: Sơ đồ hiện trạng tuyến thoát nước thải KCN Biên Hòa II – Công ty Phát

triển KCN Biên Hòa

Mạng lưới thu gom nước mưa KCN: có chức năng thu gom nước mưa của các

nhà máy và nước mưa chảy tràn trên các trục đường giao thông nội bộ KCN ra nguồn tiếp nhận Hệ thống thu gom nước mưa chung của KCN bao gồm các tuyến ống bêtông cốt thép với chiều dài 29.200 m

Bảng 2.2 Thống kê tuyến cống thu gom nước mưa tại KCN Biên Hòa II

Nguồn: Sơ đồ hiện trạng tuyến thoát nước mưa KCN Biên Hòa II – Công ty Phát

triển KCN Biên Hòa

2.3.1.3 Các ngành nghề công nghiệp

 Các loại hình sản xuất công nghiệp đang hoạt động

Hiện nay, tại KCN Biên Hoà II đã có 131 doanh nghiệp đầu tư xây dựng trong đó: – Số doanh nghiệp đang hoạt động: 121 doanh nghiệp (trong đó Công ty Daisin ngừng sản xuất và chuyển sang kinh doanh thương mại)

– Số doanh nghiệp đang triển khai: 01 doanh nghiệp (Công ty Duy Hiếu)

Trang 35

Các doanh nghiệp hoạt động với nhiều hình thức khác nhau như công ty trách nhiệm hữu hạn, công ty cổ phần, doanh nghiệp nhà nước, doanh nghiệp liên doanh với

nước ngoài, trường học…với các ngành nghề sản xuất như sau:

– Cơ khí luyện kim, gia công kim loại, cơ khí chế tạo

– Sản xuất các sản phẩm từ giấy và gỗ

– Sản xuất thực phẩm, đồ uống và thức ăn gia súc

– Sản xuất đồ trang sức, gốm sứ và vậy liệu xây dựng

– Hóa chất và các ngành sản phẩm liên quan đến hóa chất

– Thiết bị điện, điện tử và viễn thông

– Dệt, may mặc

– Cao su, nhựa

– Các loại hình khác

 Sản phẩm: Trong khu công nghiệp với hơn 100 công ty hoạt động tạo ra các sản

phẩm rất phong phú về chủng loại và đa dạng về mẫu mã, bao gồm các sản phẩm như: Quần áo may mặc sẵn, dây và cáp điện, thức ăn chăn nuôi, gốm sứ điện tử, tấm lợp, kim cương nhân tạo, vải dệt, keo dán giày, giày, sơn, cao dán Salonpas, hạt nhựa PVC, đồ trang sức các loại, nhang trừ muỗi, sữa bột, cà phê, nhôm xây dựng, văn phòng phẩm, bảng mạch điện tử, thép mạ công nghiệp, ống thép, bình xăng con, mica tấm, camera kỹ thuật số, bo mạch in, khung container, remooc, sản phẩm trang trí nội thất, bao bì, phụ tùng xe gắn máy, rượu, thuộc da….Các sản phẩm này được

tiêu thụ trong nước và xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới

 Nhiên liệu: Ngoài nguồn năng lượng chính là điện, trong các công ty còn sử dụng

thêm các loại nhiên liệu như dầu FO, dầu DO để dùng cho chạy nồi hơi, máy phát điện dự phòng, lò nung sản phẩm…gas sử dụng để nấu ăn trong nhà bếp nhằm phục

vụ cho các bữa ăn của công nhân viên trong công ty, ngoài ra một số công ty sử

dụng than đá, than củi để đốt lò hơi, nhớt để chạy máy

 Tổng số lao động tại Khu công nghiệp Biên Hoà II

Hiện nay, tổng số lao động làm việc tại KCN Biên Hòa II khoảng: 74.707 người (số

liệu tính đến cuối tháng 2/2009) (Nguồn: Phòng quản lý lao động - Ban Quản lý các

KCN tỉnh Đồng Nai)

2.3.2 Môi trường không khí tại KCN Biên Hòa II

2.3.2.1 Hiện trạng môi trường không khí

Hiện trạng môi trường không khí qua các năm 2008, 2009 của KCN Biên Hòa II được đánh giá thông qua kết quả giám sát môi trường tại một số điểm trong KCN và khu vực lân cận

 Vị trí quan trắc được trình bày trong bảng 3.3

Trang 36

Bảng 2.3 : Vị trí các điểm quan trắc chất lượng không khí

12 Đường 3 (giữa OPV & OEIC) K12 704623 1208176

13 Đường 9A (gần Dong Sung, Jin

Hung, Việt Tường) K13 704408 1207606

Nguồn: Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Đồng Nai

 Thời gian lấy mẫu: 02 lần/năm

– Đợt 1: tháng 5 năm 2008 – Đợt 2: tháng 21, 22/11 năm 2008 – Đợt 1: tháng 5 năm 2009

 Tần suất đo: 02 lần/ngày (lần 1: từ 9 giờ đến 16 giờ; lần 2: sau 18 giờ đến 2 giờ sáng hôm sau)

Kết quả đo đạc và phân tích các chỉ tiêu môi trường không khí qua các đợt quan

Trang 37

Bảng 2.4 : Kết quả phân tích chất lượng không khí năm 2008

Các chỉ tiêu đo đạc

TT Vị trí đo Bụi

(mg/m 3 )

SO 2 (mg/m 3 )

NO 2 (mg/m 3 )

CO (mg/m 3 )

O 3 (mg/m 3 )

Bảng 2.5 Kết quả phân tích chất lượng không khí năm 2009

Các chỉ tiêu đo đạc

TT Vị trí đo Bụi

(mg/m 3 )

SO 2 (mg/m 3 )

NO 2 (mg/m 3 )

CO (mg/m 3 )

O 3 (mg/m 3 )

Trang 38

Để đánh giá diễn biến chất lượng không khí các đợt quan trắc trong năm 2008 và

2009, vẽ biểu đồ biểu diễn nồng độ các chất ô nhiễm tại các vị trí giám sát như trong hình 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9

DIỄN BIẾN NỒNG ĐỘ BỤI

Hình 2.5 Diễn biến nồng độ bụi tại các vị trí quan trắc năm 2008, 2009

Từ kết quả quan trắc năm 2008 ta thấy, nồng độ bụi tại các vị trí năm 2008 dao động từ 0.230.39 mg/m3, trong 13 điểm đo đạc thì có 7/13 điểm vượt giá trị cho phép của tiêu chuẩn không khí xung quanh QCVN 05: 2009/BTNMT, 1/13 điểm xấp xỉ mức cho phép Kết quả quan trắc năm 2009 cho thấy nồng độ bụi tại các vị trí hầu như đều đạt tiêu chuẩn cho phép, 1/13 điểm vượt tiêu chuẩn, 2/13 điểm có giá trị xấp xỉ mức cho phép

Trang 39

DIỄN BIẾN NỒNG ĐỘ SO2

Hình 2.6 Diễn biến nồng độ SO 2 tại các vị trí quan trắc năm 2008, 2009

Nồng độ SO2 trong không khí theo kết quả quan trắc năm 2008 dao động từ 0.0650.322 mg/m3 và thấp hơn giá trị cho phép của QCVN 05: 2009/BTNMT nhiều lần So với năm 2008, nồng độ SO2 năm 2009 có giá trị biến thiên từ 0.08  0.545 mg/m3, trong đó có điểm K1 vượt tiêu chuẩn cho phép 1.56 lần, điểm K4 xấp xỉ giá trị tiêu chuẩn

DIỄN BIẾN NỒNG ĐỘ NO2

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350

Hình 2.7 Diễn biến nồng độ NO 2 tại các vị trí quan trắc năm 2008, 2009

Nồng độ NO2 trong không khí theo kết quả quan trắc năm 2008 dao động từ 0.0470.154 mg/m3 và thấp hơn giá trị cho phép của QCVN 05: 2009/BTNMT nhiều lần So với năm 2008, nồng độ SO2 năm 2009 có sự biến động, có 2/13 điểm vượt tiêu chuẩn cho phép (điểm K1, K4)

Định dạng
Số trang	187
Dung lượng	5,09 MB