ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------o0o----------

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
BỘ MÔN QUẢN LÝ TÀI NGUN MƠI TRƯỜNG

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MƠN HỌC MƠ HÌNH HĨA MƠI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG WRF/CMAQ MÔ PHỎNG Ô NHIỄM BỤI PM2.5
CHO TP.HCM, BÌNH DƯƠNG, ĐỒNG NAI THÁNG 11, 12/2019

LỚP L01--- NHÓM 02 --- HK 212

NGÀY NỘP 09/02/2022

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TSKH. Bùi Tá Long

Nguyễn Châu Mỹ Duyên

Sinh viên thực Mã số Gmail Điểm
hiện sinh viên số

Đoàn Ngọc Danh 1912637

Phạm Thanh Sun 1914978

Thành phố. Hồ Chí Minh - 2022

LỜI NÓI ĐẦU
Đối với những ai chọn tri thức làm “sự nghiệp” để sống và cống hiến đều phải trải
qua nhiều q trình học tập lâu dài. Trong đó đối với sinh viên ngành kỹ thuật không thể
thiếu đồ án môn học. Chúng tôi sinh viên khoa Môi Trường và Tài Nguyên - Trường đại
học Bách Khoa Tp.HCM đang phải trải qua giai đoạn nhiệt huyết này.
Đồ án môn học đã giúp chúng tơi có cái góc nhìn của người làm nghiên cứu, đó
chính là sự say mê tìm hiểu và học hỏi với mục đích cuối cùng là giải quyết câu hỏi, bài
tồn rất thực tế nhưng khơng phải ai cũng có cơ hội tiếp cận và giải đáp, cũng như nắm rõ
về cơ sở lý thuyết toán học và khai triển bằng mơ hình tốn học với sự trợ giúp excel,
ArcGIS, CMNQ, WCT từ đó mơ phỏng mức độ ơ nhiêm và lan tỏa của bụi PM2.5 bằng
bức hình chi tiết và trực quan. Dưa ra câu trả lời rằng tại điểm đó, khu vực đó có ơ nhiễm
bụi khơng? Và ô nhiễm với nồng độ bao nhiêu, với mức thời gian khác nhau nó phát tán
thế nào?
Khi chúng tơi hồn thành báo cáo cho thầy PGS.TSKH. Bùi Tá Long, chúng tôi rất
hành phúc khi thành quả báo cáo cơ bản đáp ứng yêu cầu của thầy đưa ra. Để trong 2
tháng chạy thành công mơ hình, chúng tơi được với sự giúp đỡ của rất nhiều người đặc
biệt là chị Nguyễn Châu Mỹ Duyên, giúp chúng tôi từ bươc đi đầu tơi khi kết thúc đồ án
này. Qua đây, chúng tôi xin chân thành cảm ơn thầy Long, các anh chị và các bạn đã hỗ
trợ và nhiệt tình giúp đỡ chúng tơi để hồn thành đồ án mơn học này.
Tuy vậy, đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tơi hy vọng q thầy
cơ, anh chị và các bạn cho ý kiến đóng góp, sửa chữa để kiến thức trong đồ án này được
hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn.

2

MỤC LỤC
I. PHẦN MỞ ĐẦU............................................................................................................4

1. Tính cấp thiết của đề tài...............................................................................................4
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...............................................................................4

II. PHẦN NỘI DUNG........................................................................................................5
1. Tổng quan về bụi.........................................................................................................5
2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu...............................................................................6
3. Giới thiệu mơ hình sử dụng.........................................................................................7
4. Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu/ Data and methods.............................................8

4.1. Dữ liệu...............................................................................................................9
4.2. Phương pháp nghiên cứu/ Methods....................................................................9
5. Kết quả/ Results......................................................................................................14
6. Giải pháp.................................................................................................................. 18
6.1. Về kỹ thuật..........................................................................................................18
6.2. Về quản lý...........................................................................................................20
PHẦN KẾT LUẬN.........................................................................................................22
PHẦN TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................23

3

I. PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Chi cục BVMT Tp. Hồ Chí Minh – 2007 cho biết, có tới 98% hộ dân thành phố có

sở hữu xe máy. Và tại Hà Nội, xe máy chiếm hơn 87% tổng lưu lượng xe hoạt động trong
nội thành Hà Nội (Nguồn: Sở TNMT&NĐ Hà Nội-2006). Phương tiện giao thông và cơ
giới tăng nhanh dần đến nhu cầu tiêu thụ xăng dầu trong nước ngày càng tăng. Đó cũng
chính là một trong những ngun nhân phát thải các chất độc hại như CO, hơi xăng dầu
(Hg, C, VOC, chì, …). Ngồi ra, tại các khu công nghiệp, các trục đường giao thông lớn,
bụi đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép với mỗi lần đo đáng kể nhất là bụi PM 2.5 có nồng
độ 50µg/m3, trở thành quốc gia đang phát triển có mức độ ơ nhiễm khơng khí nghiêm
trọng trên thế giới. Chính những chất khí độc hại này là ngun nhân dẫn đến ơ nhiễm

mơi trường, đe dọa sự sống của tồn hệ sinh thái.

Thực tế, ô nhiễm khơng khí đã và đang là một hiểm họa to lớn đối với sức khỏe của
con người. Nó gây ra khoảng 7 triệu ca tử vong sớm hàng năm trong đó có 600.000 ca tử
vong là trẻ em (theo WHO). Chỉ riêng phát thải từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch thì
ước tính ơ nhiễm khơng khí đã gây thiệt hại cho nền kinh tế toàn cầu lên tới 2,9 nghìn tỷ
đơ la mỗi năm (3,3% GDP tồn cầu) và gây ra một loạt các vấn đề môi trường nghiêm
trọng như sự biến đổi khí hậu, nóng lên tồn cầu, sự suy giảm tầng Ozone, mưa axit và
“hiệu ứng nhà kính”.

Với đề tài là “Ứng dụng WRF/CMAQ mô phỏng ô nhiễm bụi PM2.5 cho TP.HCM,
Bình Dương, Đồng Nai tháng 11, 12/2019”, nhóm chị Dun dẫn dắt với góc nhìn của
người kỹ thuật, về chuyên ngành môi trường là giới thiệu tổng quan về loại bụi PM2.5,
trình bày cơ sở lý thuyết mơ hình WRF/CMAQ mô phỏng ô nhiễm và đưa ra kết quả mơ
hình thể hiện nồng độ, liều lượng mức độ phát tán bụi PM2.5 giá trị được định lượng
khoảng nhỏ nhất và lớn nhất. Để hiểu thơi thì khơng đủ mà còn phải biết để phòng tránh
và hạn chế vấn đề tiêu cực mà chất những chất độc ô nhiễm này, và đây là nội dung trọng
tâm mà thành viên nhóm chị Duyên muốn đề cập tới thầy và người đọc.

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Bụi PM2.5
Phạm vi nghiên cứu: Thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh Bình Dương và tỉnh Đồng Nai

4

II. PHẦN NỘI DUNG

1. Tổng quan về bụi
Thuật ngữ PM2.5 có thể được hiểu là một hỗn hợp các hạt rắn và các giọt chất lỏng


lơ lửng, có đường kính khí động học nhỏ hơn 2,5µm. Bụi mịn PM2.5 là sản phẩm thứ cấp
được sinh ra từ các hợp chất như Nitơ, Carbon và các hợp chất kim loại khác. Chúng
được sinh từ các hoạt động đốt (như từ động cơ, phương tiện đi lại, hoạt động từ các
ngành công nghiệp, và cháy). Các thành phần đóng góp

Thành phần vô cơ: Gồm các ion vô cơ Al3+, Ca2+, Cr2+, Fe2+, K+, Mg2+, Mn2+, Na+,
Pb2+, Si2+, Zn2+, Ni2+, Se2+, As2+, NO3-, SO42-, Cl-, Br-, NH4+.

Thành phần hữu cơ: Gồm POA và SOA

POA (Primary Organic Aerosol): Sol khí hữu cơ sơ cấp, POA có thể được tạo thành
từ các hỗn hợp cực kỳ phúc tạp của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và các chất
hữu cơ hịa tan trong nước (WSOC) từ q trình đốt cháy sinh khối (đốt rơm, lá khô, giấy,
cháy rừng,…). POA có dạng hạt chất lỏng hoặc chất rắn trong khơng khí (POA sinh học
có thể được tìm thấy dưới dạng phấn hoa, vi khuẩn, bào tử nấm và mảnh vụn thực vật).
Một số thành phần của POA: Isopren, Monoterpen ( α-, β-Pinen), Sesquiterpenes (β-
Caryophyllene) và Hydrocacbon (Toluen, m-Xylen, Pentadecan và Naphthalene).

SOA (Secondary Organic Aerosol): Sol khí hữu cơ thứ cấp, SOA có tiền thân là
POA, SOA là một phần của PM2.5 chất hữu cơ trong Aerosol xung quanh SOA được
hình thành trong quá trình phản ứng quang Oxygen hóa của hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
(VOC) với Ozone (O3), gốc Hydroxyl (OH-) và Nitrate (NO3-) trong tầng đối lưu (quang
hóa Isoprene 2-Metyl-1,3-Butadien C5H8). SOA có nguồn gốc sinh học (các q trình
thực vật) và nhân sinh (đốt sinh khối, đốt nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu xăng, hoạt động
sinh hoạt trong gia đình,…). SOA có dạng hạt chất lỏng hoặc chất rắn trong khơng khí.
Một số thành phần hóa học của SOA: 2-Metylthreitol, 2-Metylerythriol, 2-Me-
Thylglyceric Acid, Cis-acid Pionic, Acid Pinic, Acid 3-Hydroxyglutaric. Bên cạnh đó cịn
có một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành SOA dạng hạt: nhiệt độ, nồng độ chất oxy

5


hóa, hàm lượng nước trong Sol khí và độ Acid của hạt (dữ liệu thí nghiệm trong buồng và
quan sát hiện trường cho thấy các chất ô nhiễm do con người gây ra như O3, NOx và SO2
có tác động đáng kể đến sự hình thành SOA sinh học và có thể đẩy nhanh q trình oxy
hóa VOCs sinh học)[1].

Tác hại bụi PM2.5 gây cản trở tầm nhìn, nhất là buổi sáng gây hiện tượng sương mù
hay cịn gọi chúng là Sol khí làm cản trở tầm nhìn, mất mĩ quan đơ thị. Về sức khỏe bụi
mịn PM2.5 xâm nhập vào cơ thể người thơng qua hệ thống hơ hấp khi con người hít thở,
chúng có thể luồn lách vào các túi phổi, tĩnh mạch phổi và xâm nhập vào hệ tuần hoàn
máu của người bệnh [2] gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, đặc biệt
với các bệnh liên quan đến đường hơ hấp và tim mạch, thậm chí gây tử vong.

2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
Về địa hình: Về phía Nam nằm trong vùng trọng tâm Đông Nam bộ, giáp với đồng

bằng sơng Cửu Long, về phía Bắc giáp với Lâm Đồng và Bình Phước địa hình thành phố
thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây. Vùng cao nằm ở phía Bắc - Đơng Bắc,
xen kẽ có một số gị đồi, ngược lại vùng trũng nằm ở phía Nam - Tây Nam và Ðông Nam.

Về hướng gió theo nhiều hướng khác nhau tùy theo mùa với hai hướng gió chủ yếu
là chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc -
Ðơng Bắc. Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng
6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung
bình 4,5 m/s. Gió Bắc- Ðơng Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng
11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s. Ngồi ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông
Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc độ trung bình 3,7 m/s. Về cơ bản Tp.HCM thuộc
vùng khơng có gió bão. Năm 1997, do biến động bởi hiện tượng El-Nino gây nên cơn bão
số 5, chỉ một phần huyện Cần Giờ bị ảnh hưởng ở mức độ nhẹ[3].


Thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh Bình Dương và Đồng Nai là 3 khu vực đóng góp kinh
tế (GDP) nhiều nhất miền Nam, đi đầu cả nước về tốc độ đơ thị hóa với mật độ dân số
cao, lượng phương tiện tham gia giao thông dày đặc cũng như số lượng lớn các khu công

6

nghiệp tập trung dẫn đến sự suy giảm chất lượng khơng khí xung quanh, trong đó đáng kể
là bụi PM2.5.

Do đó, quan trắc và thành lập bản đồ phân bố bụi PM2.5 là nhiệm vụ cấp thiết
nhằm phục vụ cơng tác kiểm sốt ô nhiễm bụi PM2.5.

3. Giới thiệu mô hình sử dụng
WRF - The Weather Research and Forecasting Model

Hệ thống mơ hình nghiên cứu và dự báo thời tiết là một hệ thống mơ hình thời tiết
quy mô vừa, được nghiên cứu và phát triển với hai mục đích là nghiên cứu các hoạt động
diễn ra tại khí quyển và mục đích dự báo về thời tiết. Mơ hình đặc trưng bởi lõi động lực
(lõi phi thủy tĩnh WRF-NMM), hệ thống đồng hóa số liệu, cùng với các hệ điều hành
song song khi thực hiện tính tốn. Quy mơ mơ phỏng trạng thái của khí quyển trong mơ
hình WRF có phạm vi từ 10m đến hàng nghìn km. Hệ thống máy chủ Tại Trung tâm Ứng
dụng Vật lý Địa cầu, đã được thiết lập với mô hình WRF tối ưu nhất được cơng bố trên
trang chủ của hệ thống mơ hình WRF. Hiện tại AGPC đang chạy dự báo thời tiết hàng
ngày trên hệ thống máy chủ sử dụng mơ hình WRF phiên bản 3.7[4].

Là một hệ thống dự báo thời tiết số trung bình thế hệ tiếp theo được thiết kế cho cả
các ứng dụng nghiên cứu khí quyển và dự báo hoạt động. Nó có hai lõi động, một hệ
thống đồng hóa dữ liệu và một kiến trúc phần mềm hỗ trợ tính tốn song song và khả
năng mở rộng hệ thống. Mơ hình này phục vụ một loạt các ứng dụng khí tượng trên phạm
vi từ hàng chục mét đến hàng nghìn km. Nỗ lực phát triển WRF bắt đầu vào cuối những

năm 1990 và là sự hợp tác hợp tác của Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia
(NCAR), Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia (đại diện là Trung tâm Dự
báo Mơi trường Quốc gia (NCEP) và Phịng thí nghiệm Nghiên cứu Hệ thống Trái đất ),
Khơng qn Hoa Kỳ, Phịng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân, Đại học Oklahoma và Cục
Hàng không Liên bang (FAA). Đối với các nhà nghiên cứu, WRF có thể tạo ra các mơ
phỏng dựa trên các điều kiện khí quyển thực tế (tức là từ các quan sát và phân tích) hoặc
các điều kiện lý tưởng hóa. WRF cung cấp dự báo hoạt động một nền tảng linh hoạt và

7

hiệu quả về mặt tính tốn, đồng thời phản ánh những tiến bộ gần đây trong vật lý, số học
và đồng hóa dữ liệu do các nhà phát triển từ cộng đồng nghiên cứu mở rộng đóng góp.
WRF hiện đang được sử dụng tại NCEP và các trung tâm khí tượng quốc gia khác cũng
như trong các cấu hình dự báo thời gian thực tại các phịng thí nghiệm, trường đại học và
các công ty.

WRF có một cộng đồng lớn người dùng đã đăng ký trên tồn thế giới (tổng cộng
tích lũy hơn 48.000 tại hơn 160 quốc gia) và NCAR cung cấp các hội thảo và hướng dẫn
thường xuyên về nó. Hệ thống WRF chứa hai bộ giải động, được gọi là lõi ARW
(Advanced Research WRF) và lõi NMM (Nonhydrostatic Mesoscale Model). ARW đã
được phát triển một phần lớn và được duy trì bởi Phịng thí nghiệm Khí tượng học
Mesoscale và Microscale của NCAR, và trang dành cho người dùng của nó là: Trang
Người dùng WRF-ARW. Lõi NMM được phát triển bởi Trung tâm Quốc gia về Dự báo
Môi trường (NCEP) và hiện đang được sử dụng trong hệ thống HWRF (Hurricane WRF)
của họ[5].

CMAQ: The Community Multiscale Air Quality Modeling System
Hệ thống mơ hình chất lượng khơng khí đa lớp một dự án phát triển nguồn mở đang

hoạt động của EPA Hoa Kỳ bao gồm một bộ các chương trình để tiến hành mơ phỏng mơ

hình chất lượng khơng khí. CMAQ kết hợp kiến thức hiện tại về khoa học khí quyển và
mơ hình chất lượng khơng khí, kỹ thuật tính tốn đa bộ xử lý và khn khổ mã nguồn mở
để cung cấp các ước tính nhanh, đúng kỹ thuật về ôzôn, các hạt, chất độc và sự lắng đọng
axit[6].

Hệ thống mơ hình CMAQ sẽ tiến hành mơ phỏng nhiều q trình vật lý và hóa học
được đánh giá là quan trọng cho sự hiểu biết về sự phân phối và biến đổi các chất khí
trong khí quyển. Hệ thống mơ hình CMAQ sẽ chứa ba thành phần mơ hình hóa chính: hệ
thống mơ hình kiểm tra mơ tả trạng thái và sự chuyển động của khí quyển, ác mơ hình
phát thải mơ tả các nguồn thải tự nhiên và nhân tạo đưa chất gây ơ nhiễm vào bầu khí
quyển, hệ thống mơ hình vận chuyển hóa chất mơ tả sự vận chuyển và biến đổi của các

8

chất gây ơ nhiễm trong bầu khí quyển. Hệ thống mơ hình CMAQ được phân phối và hỗ
trợ thơng qua Trung tâm CMAS.
4. Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu/ Data and methods
4.1. Dữ liệu

4.1.1.Dữ liệu khí tượng thực đo/ Measured meteorological data

4.1.2.Dữ liệu chất lượng khơng khí quan trắc/ Observed air quality data

Bộ dữ liệu quan trắc chất lượng khơng khí năm 2019 để đánh giá hiệu quả của mô
phỏng WRF/CMAQ được thu thập từ CEM HCMC [7] và CEM Bình Dương [8]. Tồn bộ
quy trình quan trắc và kiểm sốt chất lượng đều tuân thủ theo Luật Bảo vệ môi trường Việt
Nam (No.55/2014/QH13) [9], Thông tư quy định kỹ thuật quan trắc môi trường Việt Nam
(No.24/2017/TT-BTNMT) [10] và Thông tư quy định báo cáo hiện trạng môi trường, bộ chỉ
thị môi trường và quản lý số liệu quan trắc môi trường (No.43/2015/TT-BTNMT) [11].
Trong nghiên cứu này, nồng độ bụi PM2.5 được chuyển đổi từ nồng độ TSP quan sát sẵn có

thu thập tháng 12/2019 với thời điểm đo đạc lúc 07.00 được thu thập từ 16 điểm đo đạc tại
tỉnh Bình Dương (gồm N, NT1, DT1, DT2, DT3, DT4, DT5, DT6, GT1, GT2, GT3, CN1,
CN2, CN3, CN4, và CN5) cho 4 thời điểm quan sát lúc 02/12(trạm GT1, CN2); 03/12(trạm
CN3, ĐT6); 04/12(trạm N, GT3); 05/12(,ĐT3, ĐT4); 06/12(trạm NT1, ĐT5), 10/12(trạm
CN4, CN5); 11/12(trạm ĐT2, GT2) và 12/12(trạm ĐT1, CN1) Fig. 2 và Table S1 thể hiện
sự phân bố, đặc điểm của các điểm quan trắc và thống kê mô tả về kết quả nồng độ PM2.5
được chuyển đổi từ các mẫu TSP đo đạc tại các trạm đo đạc. Từ 2016 – 2019, số lượng điểm
quan trắc thủ công đã tăng lên và theo quy hoạch mạng lưới quan trắc của HCMC đến năm
2030 sẽ có 34 điểm thủ cơng, 20 điểm tự động cố định, và 1 điểm tự động đi động [12]. Tuy
nhiên, cho đến năm 2019 thực trạng hoạt động quan sát bụi PM2.5 vẫn chưa được triển khai
tại các điểm đo, hầu như chỉ là TSP và PM10 [12].

4.2. Phương pháp nghiên cứu/ Methods

Thiết lập mơ hình WRF/CMAQ kết hợp/ The coupled WRF/CMAQ setup

9

Miền tính tốn PM2.5 mô phỏng lồng nhau ba cấp D01, D02 và D03 được thiết lập
trong mơ hình WRF/CMAQ, trong đó miền tính D01 có độ phân giải khơng gian xấp xỉ
30,43 km × 30,43 km là miền tính lớn nhất, với 76 cột và 94 hàng, diện tích miền D01
khoảng ~ 5,41 × 106 km2; miền tính D02 có độ phân giải khơng gian xấp xỉ 9,55 km ×
9,55 km là miền tính thứ 2 lồng trong miền tính D01, với 55 cột và 3 hàng, diện tích miền
D02 khoảng ~ 2,11 × 105 km2 và miền tính D03 có độ phân giải khơng gian xấp xỉ 3,14
km × 3,14 km là miền tính nhỏ nhất lồng trong 02 miền tính D01 và D02, với 55 cột và 49
hàng, diện tích miền D03 khoảng ~ 2,64 × 104 km2. Các thơng số kỹ thuật của các miền
tính tốn D01, D02 và D03 được trình bày trong Table S2 bên dưới. Miền tính D01 bao
phủ hết tồn bộ Việt Nam; miền tính D02 bao gồm hầu hết các tỉnh phía Nam, bao gồm
các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam Bộ, một phần các tỉnh Nam Trung Bộ và
Tây Nguyên và miền tính D03 bao phủ tồn bộ HCMC cùng một phần các tỉnh giáp ranh

Bến Tre, Bình Dương, Bình Phước, Bình Thuận, Bà Rịa – Vũng Tàu, Đồng Nai, Lâm
Đồng, Long An, Tây Ninh và Tiền Giang (Table S2), đây là các khu vực có thể có ảnh
hưởng đáng kể nhất đối với khu vực nghiên cứu. Các điều kiện biên của D02 và D03
được xác định theo D01.

10

Table S1. Thời gian lấy mẫu 16 trạm quan trắc Bình Dương

11

Figure 1. Các bước làm dữ liệu

12

Table S2. Miền khơng gian tính tốn mơ phỏng PM2.5 cho hệ thống mơ hình kết hợp
WRF/CMAQ/

(Computing domain to simulate PM2.5 in HCMC for the coupled WRF/CMAQ model
system)

Thông số Miền tính D01 Miền tính D02 Miền tính D03
Phạm vi miền tính Toàn bộ Việt Các tỉnh phía Tp. HCM và các tỉnh
Nam Nam Việt Nam phụ cận
Kích thước khơng gian
X [km] × Y [km] 2,312.68 ×
Số nút lưới tính 2,860.42 525.25 × 410.65 172.70 × 153.86
Nx × Ny
Tổng số ơ lưới tính 75 × 93 54 × 42 54 × 48


7,144 2,365 2,695

Kích thước ơ lưới 30.43 9.55 3.14
(10.937o; 106.953o)
(km) (13.3826o; (10.1195o;
Tọa độ tâm miền 104.969o) 105.955o)

Hệ tọa độ thiết lập Asia Lambert Asia Lambert Asia Lambert

Conformal Conformal Conformal Conic

Loại miền tính thiết lập Conic Conic nested The nested
The nested The

modelling modelling modelling domain

domain domain

Trong nghiên cứu này, để thực hiện hiệu chỉnh kết quả mô phỏng ban đầu, phương

pháp đồng nhất dữ liệu (fusion data) giữa các kết quả quan trắc và các kết quả mô phỏng

được thực hiện [18], [19]. Công thức Eq. (1) ước lượng hai tham số hồi quy α và β phản

13

ánh phương trình tương quan được sử dụng để hiệu chỉnh kết quả mô phỏng từ CMAQ
như sau:

CMAQx,Corrected CMAQx (1)


Trong đó, CMAQx là nồng độ PM2.5 ban đầu từ kết quả của mơ hình CMAQ tại vị
trí trạm quan trắc x vào thời điểm cụ thể t (giờ); CMAQx, Corrected là nồng độ PM2.5 đã được
hiệu chỉnh gần với kết quả thực đo tại vị trí trạm quan trắc x vào thời điểm cụ thể t (giờ)
và α, β là các hệ số của phương trình tương quan sử dụng để hiệu chỉnh.

Từ đó, xác định được các phương trình tương quan để hiệu chỉnh nồng độ bụi PM2.5
mơ phỏng lần lượt có các tháng như sau với tháng 12/2019 có phương trình y=1.4522x0.9234
cho giá trị trung bình và phương trình hiệu chỉnh y = 0.2499x1.4445 .

OBS-SIM (December 2019) OBS-SIM (December 2019)

250.00 f(x) = 17.01 x^0.54 90.00 f(x) = 12.43 x^0.49
200.00 R² = 0.22 80.00 R² = 0.37
150.00 70.00
100.00 60.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00
50.00
50.00 40.00
0.00 30.00
20.00
10.00
0.00

0.00

Figure 2. Phương trình tương quan hiệu chỉnh cho tháng 12/2019

Đánh giá hiệu quả mơ hình/ Model evaluation

Chỉ số đánh giá trong nghiên cứu này là hệ số Nash–Sutcliffe (NSE) (Eq. [2])


N
 (Mi  Oi )2
NSE(Nash) 1 1
N
 (Oi  Oi )2
1 (2)

14

Trong đó, Mi là kết quả nồng độ PM2.5 mơ phỏng bằng mơ hình kết hợp
WRF/CMAQ; Oi là kết quả nồng độ PM2.5 từ 08 trạm quan trắc tại các khu vực
quận/huyện của Tp. HCM; Oi là kết quả quan trắc PM2.5 trung bình từ các trạm quan trắc
tại khu vực nghiên cứu và N là kích thước mẫu kiểm định.
5. Kết quả/ Results
Phân bố nồng độ PM2.5 tháng 12/2019/Results of PM2.5 concentration distribution in
December 2019

15

Trong tháng 12/2019, nồng độ PM2.5 cao thường có xu hướng tập trung ở các huyện
phía Nam của HCMC như huyện Cần Giờ, Nhà Bè và Bình Chánh (Fig. 3). Giá trị nồng
độ vào thời điểm 07:00AM tới 12:00AM thường có xu hướng cao nhất trong các giờ khác,
nồng độ cao nhất trong các giờ . Nồng độ bụi PM2.5 trung bình ngày tại khu vực nghiên
cứu có giá trị dao động từ 11.0 – 122.1 µg/m3. Tương tự xu hướng phân bố nồng độ bụi
PM2.5 trong 31 ngày tháng 12/2019, đã có xu hướng giảm, và những ngày đầu có có mức
ơ nhiễm bụi PM2.5 cao nhất (chỉ có ngày 1, 2, 3, 9, 10 và 11 trong tháng 12 vượt quá giới
hạn cho phép, các ngày còn lại dưới mức quy chuẩn so sánh với QCVN 05:2013/BTNMT
mức quy định trung bình 24h là 50 µg/m3). Nhìn chung, hầu hết các ngày trong tháng
12/2019 dưới ngưỡng giới hạn cho phép.


16

17

18

Figure 3. Phân bố nồng độ bụi PM2.5 trung bình các ngày của tháng 12/2019 tại HCMC,
Bình Dương và Đồng Nai/ (Allocation of daily mean PM2.5 concentrations of December

2019 in HCMC, Binh Duong and Dong Nai)

19

Nhận xét:

Nhận xét nồng độ phân bố bụi PM2.5 tháng 12/2019

- Đối với tuần 1 từ ngày 01/12/2019 cho thấy được rằng nồng độ có sự phân biệt rõ
rệt về hai phía, nồng độ cao nằm về các rìa phía Bắc của Tp.HCM, Bình Dương và phía
Nam Tp.HCM và Đồng Nai. Tới ngày 07/12/2019 nồng độ bụi vẫn chiếm phần lớn ở rìa
phần đầu và cuối ở Tp.HCM và phía Nam tỉnh Đồng Nai.

- Đối với tuần 2 từ ngày 08 đến ngày 14 có sự thay đổi nồng độ bụi PM2.5 khi tập
trung ô nhiễm lớn nhất đều ở trung tâm cả 3 Tp.HCM, tỉnh Bình Dương và Đồng Nai,
phần phía Bắc là nơi tập trung nồng độ bụi thấp nhất, khác với tuần đầu thì tuần thứ 2 bụi
PM2.5 có xu hướng lan rộng từ Đơng Bắc xuống Tây Nam.

- Tiếp theo tuần 3 nồng độ từ ngày 15/12/2019 đến 21/12/2019 có xu hượng giảm
dần, và mức lan tỏa khơng nhiều và xa như tuần 2, chủ yếu tập trung nồng dộ cao nhất ở

phía Nam Tp.HCM là huyện Cần Giờ cả 7 ngày tuần 3 này đều có nồng độ ô nhiễm cao
nhất so với các khu vưc khác cao. Tuy nhiên, điểm chung có nồng độ dưới mức cho phép.

- Tuần thứ 4 từ ngày 23/12/2019 đến 31/12/2019 so với tuần thứ 3 khá tương đồng và
đây là tuần có nồng độ bụi PM2.5 thấp nhất và xu hướng tập trung lớn ở phía Nam
Tp.HCM và phía Đơng tỉnh Đồng Nai

6. Giải pháp
6.1. Về kỹ thuật

Sử dụng thiệt bị lọc túi vải (Fabric Fitlers) có khả năng lọc bụi tinh với các hạt có
kích thước đường kính nhỏ hơn 10µm. Hoạt động với ngun lý dung mơi trường xốp để
giữ lại bụi khi dịng khí bụi đi qua màng lọc đó. Màng lọc có chất liệu như vải cotton,
silicat, sợi thủy tính,... Hiệu suất xử lý cao (>99%) (Nguồn: Mơn Kỹ thuật xử lý khí thải -
Dư Mỹ Lệ).

20