I HC QUC GIA HÀ NI
TRNG I HC KHOA HC T NHIểN
_______________________ PHM TH VIT ANH

NGHIểN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG
MỌI TRNG KHỌNG KHệ KHU VC HÀ NI

LUN ỄN TIN S KHOA HC MỌI TRNG HƠ Ni ậ 2014
kt qu nghiên cu trong lun án là trung thc vƠ cha tng đc ai công b trong
bt c công trình nào khác.

Tác gi Phm Th Vit Anh

LI CM N

Tôi xin bày t lòng bit n sơu sc đi vi PGS.TS.NGT. HoƠng Xuơn
C, Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni - ngi đư tn
tình hng dn, to mi điu kin thun li giúp tôi hoàn thành lun án.
Tôi xin chân thành cm n Trung tâm Quan trc và Mô hình hóa môi
trng; Khoa Môi trng - Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia
Hà Ni đư to mi điu kin thun li vƠ giúp đ tôi trong quá trình hc tp và t
chc các ni dung nghiên cu khoa hc ca Lun án.
Tôi xin chân thành cm n các thy, cô giáo  Trung tâm Quan trc và Mô
hình hóa môi trng, Khoa Môi trng, Khoa Khí Tng - Thy vn - Hi dng,
Khoa a lỦ, Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni đư
đóng góp nhng ý kin quí báu giúp tôi hoàn thin lun án.
Tôi xin gi li cm n đn bn bè, đng nghip, ngi thơn vƠ gia đình đư
quan tơm, đng viên, giúp đ tôi trong sut quá trình làm lun án.

Tác gi
1.4.3. Hin trng cht lng không khí thành ph Hà Ni 54
Tiu kt lun chng 1 57
2

CHNG 2. PHNG PHỄP NGHIểN CU ỄNH GIỄ TNG HP
CHT LNG KHÔNG KHÍ KHU VC HÀ NI 59
2.1. ẫhng ịháị mô hình hóa tọong đánh giá Ếht lng không khí 59
2.1.1. C s lý thuyt v lan truyn cht ô nhim trong môi trng
không khí 59
2.1.2. Mô hình lan truyn cht ô nhim ISC3 60
2.1.3. Mô hình phát tán cht ô nhim t ngun đim liên tc ca
Sutton 63
2.2. ẫhng ịháị tính tn sut vt chun 64
2.2.1. Ni dung phng pháp 64
2.2.2. Phng pháp tính TSVC đ tính toán mc đ ô nhim TSP
do nhiu ngun thi đim công nghip vƠ c s s liu 66
2.3. ẫhng pháp tính toán và xây dng bn đ Ếhuyên đ bng công c
H thng thông tin đa lý (GIS) 72
2.3.1. S dng công c GIS trong xây dng c s d liu đu vào cho
mô hình lan truyn ô nhim TSP t các ngun thi đim công nghip 73
2.3.2. S dng công c GIS trong xây dng bn đ phân b mc đ ô
nhim TSP t các ngun thi đim công nghip 74
2.3.3. S dng GIS trong xây dng các bn đ chuyên đ vƠ đánh giá
tng hp cht lng không khí 74
2.4. ẫhng ịháị Ếhp bn đ môi tọng 75
2.5. ẫhng ịháị ịhợn hng CLKK theo tiêu Ếhí và lng hóa các
tiêu chí 76
2.6. ẫhng ịháị điu tra kho sát, thu thp s liu và phân tích tng
hp tài liu th cp 76
Tiu kt lun chng 2 77

TÀI LIU THAM KảO 139
Pả LC LUN ÁN i
4

DANH MC KÝ HIU VÀ CÁC CH VIT TT

AIRPET D án nâng cao cht lng không khí  các nc đang phát trin
châu Á
API Ch s ô nhim không khí
AQI Ch s cht lng không khi
BNZ Benzene
BVOCs Các cht hu c sinh hc d bay hi
CMAQ Mô hình cht lng không khí đa qui mô
CLMT Cht lng môi trng
CLKK CLKK
CSDL C s d liu
DBCLKK D báo CLKK
DANIDA C quan Phát trin Quc t an Mch
EPA Cc Bo v Môi trng M
GIS H thng thông tin đa lý (Geographic Information System)
GPS H thng đnh v toàn cu (Global Position System)
HAIDEP Chng trình Phát trin tng th đô th th đô HƠ Ni (The
Comprehensive Urban Development Programme in Hanoi Capital
City)
ISC Mô hình khuch tán cht ô nhim t ngun công nghip phc hp
(Industrial Source Complex Dispersion Models)
JICA C quan Hp tác quc t Nht Bn (The Japan International
Cooperation Agency)
NOAA C quan Khí tng và Hi dng Hoa K (National Oceanic and
Atmospheric Administration)

Bng 2.2. Mc phơn tng kt nhit theo Pasquil 65
Bng 3.1. D báo lng thi cht ô nhim không khí nm 2020 theo phng
pháp đc s dng trong d án JICA theo kch bn phát thi thp 81
Bng 3.2. D báo lng thi cht ô nhim không khí nm 2020 theo phng
pháp đc s dng trong d án JICA theo kch bn phát thi cao 81
Bng 3.3. Ch tiêu đánh giá mc đ ô nhim TSP do các ngun thi
công nghip 100
Bng 3.4. Ch tiêu đánh giá mt đ đng giao thông 108
Bng 3.5. Ch tiêu đánh giá t l din tích che ph ca cây xanh 109
Bng 3.6. Ch tiêu đánh giá t l din tích mt nc 112
Bng 3.7. Trng s tng đi ca các yu t nh hng đn 115
CLKK khu vc đô th HƠ Ni (tính cho TSP) 115
Bng 3.8. Bng phơn hng mc đ ô nhim TSP do tác đng tng hp ca
ngun thi công nghip vƠ giao thông 116
Bng 3.9. Phơn cp đánh giá kh nng ci thin CLKK ca cơy xanh vƠ
mt nc khu vc HƠ Ni 119
Bng 3.10. Phơn hng đánh giá CLKK tng hp khu vc
HƠ Ni c - đa gii hƠnh chính trc 1/8/2008 (tính vi TSP) 121 7

DANH MC CÁC HÌNH
Hình 1.1. H thng Qun lỦ CLKK đô th 24
Hình 1.2. Bn đ đa hình thƠnh ph HƠ Ni t l 1:100 000 50
Hình 1.3. Nng đ bi TSP trung bình ca trung bình 6 đt quan trc trong
nm ca mt s đa đim ca TP HƠ ni t nm 2004 - 2011 (mg/m
3
) 56
Hình 2.1. S đ chia li ô vuông trên bn đ thƠnh ph

2
) 107
Hinh 3.12. Bn đ t l che ph din tích cơy xanh khu vc ni thƠnh 110
HƠ Ni (qui mô tính cho 0,0625 km
2
= 6,25 ha) 110
Hình 3.13. Bn đ phơn b t l din tích mt nc khu vc nghiên cu 113
Hình 3.14. Bn đ ô nhim tng hp TSP do các ngun công nghip vƠ
giao thông khu vc thƠnh ph HƠ Ni (đa gii hƠnh chính trc 1/8/2008) 117
Hình 3.15. Bn đ đánh giá tng hp kh nng gim nh ô nhim TSP
ca cơy xanh vƠ mt nc 120
Hình 3.16. Bn đ đánh giá tng hp CLKK khu vc HƠ Ni c (đa gii
hành chính trc 1/8/2008), tính đn các yu t gim nh ô nhim TSP 123 9

M U

1. Tính cp thit ca đ tƠi lun án
Ọ nhim không khí lƠ mt trong nhng vn đ nghiêm trng nht  các đô th, đc
bit lƠ ti các nc đang phát trin. Theo nhng nghiên cu gn đơy, vic phi nhim bi
l lng, đc bit lƠ nhng bi có kích thc nh hn 10 µm ti 126 thƠnh ph trên th gii
có th lƠ nguyên nhơn ca khong 130 nghìn ca t vong sm [35].
Cht lng môi trng không khí (cht lng không khí) nói chung và không khí
đô th nói riêng chu nh hng bi nhiu yu t. Các ngun khí thi trong đô th nh công
nghip, giao thông, sinh hot, xơy dng có th lƠm suy gim cht lng không khí

10

hai phng pháp đánh giá cht lng không khí ph bin vn đang đc s dng là
phng pháp thc nghim vƠ mô hình hóa. i vi phng pháp thc nghim, kt qu đo
đc các thông s đc trng cho môi trng không khí nói chung vƠ bi l lng tng s
(TSP) nói riêng chính lƠ giá tr cui cùng ti đim tip nhn. Giá tr nƠy đư tính đn tác
đng tng hp t các ngun phát thi có th nh hng đn đim tip nhn vƠ kh nng
loi b bi ca cơy xanh, mt nc. Tuy nhiên, thc t s đim đo ít hoc s ln đo không
nhiu, tn sut đo thp thì đánh giá da vƠo giá tr quan trc cha cho thy bc tranh tng
quát v CLKK vùng nghiên cu. Phng pháp mô hình hóa có th khc phc đc điu
nƠy, song kt qu tính toán ti mt đim tip nhn nƠo đó mi cho thy giá tr nng đ cht
ô nhim do các ngun phát thi gơy ra mƠ cha tính đn kh nng lƠm sch không khí ca
các tác nhơn khác trong đó có yu t cơy xanh vƠ mt nc. Vì vy, giá tr nng đ tính
đc theo mô hình s có s sai khác ít nhiu so vi thc t, ph thuc vƠo đ che ph ca
cơy xanh vƠ din tích mt nc trong khu vc nghiên cu.
Ngoi tr bi l lng, hin nay HƠ Ni cha b ô nhim không khí nghiêm trng do
các cht ô nhim khác [1, 4, 7, 27, 37, 38]. Tuy nhiên, cht lng không khí  HƠ Ni có
xu hng b suy gim di các áp lc ngày càng tng v dơn s, công nghip, giao thông.
Tin hƠnh nghiên cu, đánh giá mc đ ô nhim, tin ti đánh giá vƠ qun lỦ CLKK
 HƠ Ni vn luôn lƠ công vic quan trng vƠ có Ủ ngha thc tin rõ rt. Mc dù đư
có nhiu công trình nghiên cu v cht lng không khí  HƠ Ni, song do môi trng
có tính cht bin đng liên tc đòi hi vn đ nƠy cn phi tip tc nghiên cu, b
sung vƠ đa ra đc nhng phng pháp đánh giá phù hp hn vƠ có kh nng ng
dng thc tin trong tng lai.
Các nghiên cu v CLKK  HƠ Ni trên c s ng dng phng pháp mô hình hóa
mi ch dng  mc đánh giá thông qua giá tr ca các yu t gơy ô nhim t các loi
ngun thi khác nhau. Trong khi đó, nhng yu t môi trng có nh hng tt đn CLKK
nh cơy xanh, mt nc cha đc đa vƠo trong các bƠi toán đánh giá đnh lng c th.
Vì vy, vic nghiên cu, đánh giá cht lng môi trng không khí cho khu vc HƠ Ni
có tính đn tng hp các yu t trên lƠ cn thit.

12

không khí  th đô HƠ Ni đư vƠ đang b ô nhim nng n v bi TSP vƠ bi
PM
10.
Nng đ TSP  các qun ni thành đu vt quá tiêu chun cho phép
5 - 6 ln, thm chí có ni trên 10 ln [37]; ô nhim các khí đc hi khác nh
SO
2
, NO
2
, CO, Pb, CnHn ch yu mang tính cc b, xy ra  các nút giao
thông ln hoc bên cnh các c s sn xut có đt than, du. Mt s nghiên cu
s dng phng pháp tính toán ch s cht lng không khí AQI đc ban hƠnh
bi Tng cc Môi trng cng ch ra rng, HƠ Ni ch b ô nhim bi TSP vi
mc đ rt nng. Trong khi đó CO và NO
2
có cht lng môi trng tt; SO
2

 mc ắkhông b ô nhim” và gn vi mc ắmôi trng tt” [4, 38].
Lun án tp trung lƠm rõ cht lng không khí  HƠ Ni do nh hng đng
thi ca các ngun gơy ô nhim nh ngun công nghip, giao thông, sinh hot vƠ các
yu t có vai trò lƠm sch không khí nh cơy xanh, mt nc. Thông s đ nghiên
cu lƠ TSP. Nghiên cu ca lun án không xét đn các cht ô nhim khác lƠ do HƠ
Ni ch yu mi b ô nhim TSP, cha b ô nhim bi các khí đc khác. Mt khác,
các nghiên cu nc ngoƠi cho thy, cơy xanh có kh nng lƠm sch không khí, đc
bit lƠ loi b bi l lng rt hiu qu, tuy nhiên, mt s loƠi cơy li có kh nng phát
thi BVOC (hp cht hu c sinh hc d bay hi). Mt s ao h b ô nhim cng có
th phát thi các khí gơy ô nhim không khí. Do vy, trong trng hp nƠy cơy xanh

phn lƠm sáng t vai trò gim thiu TSP ca cơy xanh vƠ mt nc.
- Kt hp h phng pháp mô hình hóa theo cách tính Tn sut vt chun, công
c GIS, phng pháp chp bn đ môi trng đ xơy dng ch s tng hp vƠ
bn đ đánh giá cht lng không khí cho mt khu vc đô th.
6. ụ ngha khoa hc vƠ thc tin
- Góp phn m ra mt hng nghiên cu mi trong đánh giá tng hp cht lng
không khí, trong đó các yu t cơy xanh, mt nc - yu t có th gim thiu
ô nhim hu hiu - đư đc tính đn mt cách đnh lng
- Có th ng dng phng pháp đánh giá tng hp vƠo gii quyt các bƠi toán thc
tin đi vi môi trng không khí nh: ánh giá tác đng môi trng, qui hoch
môi trng, qui hoch mng li đim quan trc, qui hoch không gian phơn b
14

vùng cách ly v sinh công nghip, phc v công tác giám sát, cnh báo ô nhim vƠ
qun lỦ CLKK trên đa bƠn thƠnh ph HƠ Ni cng nh m rng cho các tnh thƠnh
khác trên phm vi c nc.
- Cung cp c s khoa hc trong thit k khu vc bo tn, trng cơy xanh và bo tn
din tích mt nc giúp tng cng loi b các cht ô nhim, ci thin sc khe ca
cng đng.

15

CHNG 1. TNG QUAN TÀI LIU

1.1. Các vn đ chung liên quan đn cht lng không khí
1.1.1. Cht ệng Ệhông Ệhí và ô nhim Ệhông Ệhí
Cht lng không khí đc xác đnh thông qua các thông s (ch tiêu) v thƠnh
phn các cht trong không khí. Theo đó, có các thut ng nh môi trng không khí
sch cha b ô nhim, không khí b ô nhim, không khí b ô nhim nghiêm trng.
C s đ đánh giá CLKK thng là da vƠo Quy chun/Tiêu chun cht lng

nhim khác vt quá tiêu chun v cht lng môi trng t 10 ln tr
lên.
Hin ti, Quy chun v CLKK  Vit Nam đc c th hóa trong Quy chun k
thut quc gia v CLKK (QCVN 05:2013/BTNMT- Quy chun k thut quc gia v
CLKK xung quanh; QCVN 06:2009/BTNMT- Quy chun k thut quc gia v mt
s cht đc hi trong không khí xung quanh đc ban hƠnh theo Thông t s
16/2009/TT-BTNMT ngày 07/10/2009 ca B TƠi nguyên vƠ Môi trng).
Theo QCVN 05:2013/BTNMT, CLKK xung quanh đc xác đnh qua 8 thông
s gm SO
2
, CO, NO
x
, O
3
, bi l lng tng s (TSP), bi PM
10
, bi PM
2,5
, Pb [3].
Trong các thông s trên, TSP lƠ thông s đc tp trung nghiên cu nhiu nht trong
các đô th  nhiu nc trên th gii, trong đó có HƠ Ni, Vit Nam. Da vƠo kích
thc ht bi, bi đc chia thƠnh bi l lng tng s (TSP) có đng kính khí đng
hc di hoc bng 100 m, bi PM
10
có đng kính khí đng hc di hoc bng
10 m vƠ bi PM
2,5
có đng kính khí đng hc nh di hoc bng 2,5 m [3]. Bi
PM
10

thi cht ô nhim khí, các ngun thi li đc chia thành ngun đim, ngun đng
(ngun dng tuyn), ngun mt, ngun liên tc, ngun tc thi, ngun nóng, ngun
ngui,ầNgun đim là ngun phát thi t ming thoát có kích thc nh nhng
lng phát thi ln chng hn nh ming ng khói ca các nhà máy ln. Ngun đng
là ngun phát thi theo di hp, chy dài chng hn nh phát thi t đng cao tc
có mt đ xe c cao hoc t các kênh mng b ô nhim nng. Ngun mt đc tính
đn khi xét din tích lãnh th đ ln, khi đó không phơn bit tng ngun thi c th
18

mà ch tính đn tng lng phát thi. Nu lng thi là liên tc thì lng thi đc
tính qua đn v g/m
2
/s hoc tng đng. Phát thi t s bay hi ca các bãi than, t
khu công nghip hay t mt nc sông, h, ao b ô nhim nc là nhng ví d v
ngun mt. Ngun phát thi din ra trong mt thi gian đ dƠi đc coi là ngun liên
tc. Ngun nóng và ngun ngui dùng đ phân bit nhit đ khí thi, cht thi lúc
phát ra. iu này rt quan trng đi vi ngun thi liên tc vì nó quyt đnh đ nâng
ca vt khói.
Nh vy, khi nói đn ngun thi cn phi xác đnh rõ các đc trng ca chúng.
Chng hn đi vi ngun thi công nghip, thi liên tc qua ming ng khói cn có
các thông s nh đ cao ng khói (m), đng kính ming ng khói (m), lng thi
(mg/s), nhit đ khói thi (
o
C)ầS lng, kích thc các ngun cùng vi các điu
kin thi tit vƠ đa hình s xác đnh mc đ ô nhim trong không khí  mt khu vc.
1.1.2.2. nh hng ca các yu t khí tng và đa hình đn s lan truyn cht
ô nhim trong khí quyn
Sau khi phát thi vào khí quyn, các cht ô nhim s lan truyn theo 2 quá trình
chính là vn chuyn theo các dòng khí và khuch tán.
Trong khí quyn luôn tn ti các dòng khí làm nhim v vn chuyn không khí

do các phn ng hoá hc hoc quá trình lng đng trên các b mt. Vì vy, đi vi
mt s cht nhy cm phi xét đn h s suy gim trong quá trình lan truyn cht ô
nhim.
a hình, vt cn có nh hng ln đn s lan truyn cht ô nhim trong khí
quyn. a hình, vt cn có th lƠm thay đi hng gió, song, ng vi tng loi quy
mô tính toán khác nhau, nh hng này phi xét khác nhau. i vi tính toán  quy
mô nh, nh hng ca đa hình li lõm ca vt cn phi đc tính đn trong d báo
ô nhim cng nh quy hoch các khu công nghip thi cht ô nhim.
Ma vƠ đ m trong không khí cng có nh hng đn CLKK [15, 24, 98]. Các
ht bi l lng trong không khí có th liên kt vi nhau to thành các ht có kích
thc ln hn vƠ lng xung đt trong điu kin đ m không khí ln. Nhng ht bi
đc coi là ht nhơn ngng kt giúp to thành nhng ht nc, tinh th tuyt, bng
20

vƠ khi kích thc ht này ln có th ri xung di dng ma, tuyt.  m còn có
tác dng lƠm thay đi nng đ cht gây ô nhim do b hòa tan vƠo nc. Ma có tác
dng làm sch không khí, các ht ma có tác dng kéo theo các ht bi, hoà tan mt
s cht đc hi trong không khí [15, 24].
1.1.3. nh hng ca các yu t cợy xanh mt nc đi vi cht ệng Ệhông
khí
1.1.3.1. nh hng ca cợy xanh đi vi cht lng không khí
a) C Ếh tng táẾ gia Ếht ô nhim không khí và Ếợy xanh
Các ht bi đc loi b khi khí quyn nh quá trình lng đng khô vƠ lng
đng t [67, 74]. Lng đng t lƠ vic loi b các cht ô nhim do ma, tuyt,
sng mù, hi nc có tính axit. Trong khi đó, các cht ô nhim không khí có th
đc loi b khi bu không khí thông qua con đng lng đng khô trên b mt
không gian xanh đô th lƠ ch yu. Theo c ch nƠy, các cht ô nhim dng ht vƠ
dng khí lan truyn đn vƠ hp th vƠo cơy xanh ch yu thông qua b mt ca cơy.
Lng đng khô có th xy ra do các ht bi lng xung di tác dng ca lc trng
trng, do va chm hoc khuch tán tùy thuc vƠo kích thc ht. Vic loi b bi

và NO
2
s phn ng vi nc trên các màng t bào trong
lá đ to thƠnh axit lu hunh và sunfuric, nit vƠ axit nitric [67, 74]. Các axit có th
tip tc phn ng vi các hp cht dinh dng khác vƠ đc vn chuyn đn các b
phn khác nhau ca cây. Cây có th b tn hi nu nng đ cht gây ô nhim vt
quá mt ngng nht đnh hoc nu thi gian tip xúc quá dài. Chng hn, tính thm
ca màng t bào và hot đng ca enzim có th b h hng [67].
b) Tác ếng Ếa Ếợy xanh vi Ếht lng không khí
- TáẾ ếng gim nng đ bi Ếa Ếợy xanh
Môi trng đô th thng b ô nhim bi các ngun ô nhim công nghip, th
công nghip, giao thông vn ti vƠ sinh hot. Các cht ô nhim chính trong môi trng
không khí đô th bao gm bi (bi nng, bi nh, bi kim loi, bi đc hi, bi vi sinh
vt); khói, tro, b hóng; các hóa cht đc hi (ch yu lƠ SO
2
, CO, NO
2
, CO
2
, H
2
S,
CH
4
); ting n [15].
Các nghiên cu đư ch ra rng, cơy xanh có tác dng hút bi, gim thiu ô nhim
vƠ lƠm sch không khí [15, 67, 74, 81, 82]. Tán cơy nh mt tm li, gi li mt
phn bi trên lá vƠ cn không cho bi bay đi xa. Kh nng gi bi trên cƠnh lá ca
cơy ph thuc vƠo đc thù ca lá cơy (lá cơy cƠng nhám cƠng bt bi d), lá to hay
nh, dƠy hay tha, lùm cơy hay tán cơy, vƠ ph thuc vƠo thi tit [15, 67]. Chng