-1-
Tháng năm dầu dãi nắng mưa
Con đò tri thức thầy đưa bao người
Qua sông gửi lại nụ cười
Tình yêu xin tặng người Thầy kính yêu
Lời đầu tiên tôi xin gửi lời tri ân chân thành đenThày^' Lê Hoàng
Nghiêm đã tận tình hướng dẫn, đã cung cấp rất nhiều tài liệu quý
báu để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp nạyTồi
cũng chân thành cảm ơn đến:
Quý thầy cô lớp Cao học Quản Lý Môi Trường – Trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ TPHCM đã tận tình chỉ dạy và truyền đạt những
kiến thức chuyên môn quý giá cho tôi trong suốt quá trình học tập.
Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các anh chị và các bạn học
cùng lớp cao học khoá 2009.
Anh Danh – Phó phòng Quản Lý Môi Trường của Ban Quản Lý Các
KCN Đồng Nai cùng các Anh Chị khác đã nhiệt tình giúp đỡ tôi rất
nhiều trong quá trình thu thập, điều tra và khảo sát.
Sau cùng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân
cùng tất cả các anh chị và bạn bè đã động viên và ủng hộ tôi
trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình thực hiện luận
văn này.
TPHCM, ngày tháng năm
Học Viên
Nguyễn Thị Ánh Loan
-2-
TÓM TẮT
Trong luận văn này, mô ìhnh lan truy ền chất ô nhiễm không khí thời đoạn ngắn
phiên bản 3 (ISCST3 - Industrial Source Complex Short Term 3) được dùng để dự
báo nồng độ sulfur dioxide (SO2), bụi lơ lửng (TSP), carbon monoxide (CO) và
nitrogen oxides (NO2) trong phạm vi KCN Nhơn Trạch I cũng như khu vực lân cận.
Đề tài nghiên cứu các nguồn thải trong phạm vi ảnh hưởng của lưới tính là 10km x

10km, với nguồn thải chủ yếu là các nguồn điểm như ống khói phát thải trong KCN
Nhơn Trạch I. Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu, đánh giá và dự báo kết quả
phân bố nồng độ các chất ô nhiễm của mô hình ISCST3 trong 3 kịch bản : (1) các
nguồn thải hiện hữu, (2) Dự báo khi KCN lắp đầy, (3) Giảm thiểu. Kết quả của các
kịch bản này chỉ ra rằng, SO2 chính là chất ô nhiễm đáng quan tâm nhất. Hầu hết
các giá trị SO2 trung bình 1h và cả 24h đều vượt Quy chuẩn QCVN
05 :2009/BTNMT. Các biểu đồ, các hình ảnh chạy mô hình cũng đư ợc trình bày đ ể
giải thích và đánh giá mức độ ô nhiễm của các nguồn thải trong KCN Nhơn Trạch I.
Kết quả mô phỏng của mô hình đư ợc thống kê và so sánh với giá trị đo đạc thực tế.
Thông số được sử dụng để đánh giá là độ chính xác dự đoán giá trị cực đại riêng lẻ
(UPA). Nhìn chung, mô hình cho kết quả tương đối gần với giá trị thực đo.
Phần cuối cùng là từ kết quả đánh giá mức độ ô nhiễm của KCN Nhơn Trạch I đề
xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm cho KCN Nhơn Trạch I.
-3-
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
KCN
BQLKCN
BQLCKCN
: Khu công nghiệp
: Ban quản lý Khu công nghiệp
: Ban quản lý các Khu công nghiệp
ISCST (Industrial Source Complex Short Term 3): Mô hình cho nguồn thải công
nghiệp thời đoạn ngắn
ISCLT (Industrial Source Complex Short – term): Mô hình cho nguồn thải công
nghiệp thời đoạn dài
GPS(Global Positioning System)
GIS(Geographic Information System)
N (North)
NCDC (National Climatic Data Center)
S (South)

THPT
E (East)
WHO
TP.HCM
QCVN
IDICO-URBIZ
D2D
NMXLNT
KDC
TNMT
UBND
: Hệ thống định vị toàn cầu
: Hệ thống thông tin địa lý
: Hướng Bắc
: Trung tâm dữ liệu khí tượng quốc
gia
: Hướng Nam
: Phổ thông trung học
: Hướng Đông
: Tổ chức y tế thế giới
: Thành Phố Hồ Chí Minh
: Quy chuẩn Việt Nam
: Công ty Phát triển đô thị và KCN
: Công ty Cổ Phần Phát triển Đô thị
Công nghiệp số 2
: Nhà máy xử lý nước thải
: Khu dân cư
: Tài nguyên môi trường
: Ủy ban nhân dân
USEPA(U.S. Environmental protectionAgency): Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ

UTM (Universal Transverse Mercator)
: Hệ quy chiếu toàn cầu
-4-
UPA (Unpaired Peak Prediction Accuracy)
W(West)
VEPA (Viet Nam Environmental
Protection Agency)
: Độ chính xác dự đoán giá trị cực
đại riêng lẻ
: Hướng Tây
: Tổ chức bảo vệ môi trường Việt
Nam
-5-
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Các bước phát triển và áp dụng các mô hình mô phỏng hệ thống
Bảng 3.1 Các doanh nghiệp trong KCN Nhơn Trạch I
Bảng 3.2 Ngành nghề hoạt động trong KCN Nhơn Trạch I
Bảng 3.3 Tình hình sử dụng nhiên liệu
Bảng 3.4 Một số dự án đang hoạt động trong KCN phát sinh khí thải
Bảng 3.5 Biện pháp khống chế ô nhiễm không khí của một số dự án
Bảng 4.1 Thống kê chế độ gió các tháng trong năm 2009
Bảng 4.2 Các nguồn phát sinh khí thải
Bảng 4.3 Hệ số phát thải đối với các loại nhiên liệu
Bảng 4.4 Kịch Bản 1- Kịch bản đánh giá hiện trạng. áp dụng mô hình Breeze ICST3
cho tất cả các nguồn thải hiện hữu
Bảng 4.5 Kịch bản 2 – Kịch bản dự báo. áp dụng mô hình Breeze ICST3 cho các
nguồn thải trong KCN khi lắp đầy 100%
Bảng 4.6 Kịch bản 3 – Kịch bản giảm thiểu. áp dụng mô hình Breeze ICST3 khi
các nguồn thải trong KCN Xử lý khí thải đạt Quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT
Bảng 4.7 Thuộc tính các điểm nhạy cảm trong khu vực

Bảng 4.8 Dữ liệu các nguồn thải điểm (Point Source)
Bảng 4.9 Dữ liệu các điểm nhạy cảm (Discrete Receptor)
Bảng 4.10 Nồng độ SO2 cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Bảng 4.11 Nồng độ TSP cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Bảng 4.12 Nồng độ CO cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Bảng 4.13 Nồng độ NO2 cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Bảng 4.14 Nồng độ cực đại tại các điểm nhạy cảm
Bảng 4.15 Kết quả đánh giá bản đồ vùng ô nhiễm SO2 (Kịch bản 1)
Bảng 4.16 Nồng độ SO2 cực đại các tháng (Kịch bản 2)
Bảng 4.17 Nồng độ TSP cực đại các tháng (Kịch bản 2)
Bảng 4.18 Kết quả đánh giá bản đồ phân bố ô nhiễm SO2 (Kịch bản 2)
-6-
Bảng 4.19 Nồng độ SO2 cực đại các tháng (Kịch bản 3)
Bảng 4.20 Nồng độ TSP cực đại các tháng (Kịch bản 3)
Bảng 4.21 Các thông số thống kê sử dụng đánh giá mô hình
Bảng 4.22 Thống số thống kê UPA năm 2009
-7-
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Cấu trúc mô hình hóa
Hình 2.2 Ý tưởng thể hiện vai trò các mô hình môi trường trong quản lý môi trường
Hình 2.3 Các bước thực hiện mô hình hóa
Hình 2.4 Các giai đoạn đầu tiên của sự phát thải ô nhiễm không khí
Hình 2.5 Nồng độ cực đại trong không khí theo thời gian và theo khoảng cách
Hình 2.6 Sự thay đổi của vệt khói có mật độ nhỏ hơn của không khí
Hình 2.7 Một số hiệu ứng từ phát thải do nguồn cao
Hình 2.8 Ảnh 3-D của mô hình ISC mô phỏng địa hình trong thực tế
Hình 2.9 Tổng quan các loại mô hình khuếch tán ô nhiễm không khí
Hình 2.10 Cấu trúc tổng quan mô hình ISCST3 đối với nguồn điểm
Hình 2.11 Cấu trúc tổng quan mô hình ISCST3 đối với nguồn vùng
Hình 3.1 Khu công nghiệp Nhơn Trạch I

Hình 3.2 Hệ thống xử lý nước thải KCN Nhơn Trạch I
Hình 4.1 Quy trình xử lý dữ liệu khí tượng
Hình 4.2 Hoa gió tháng 1
Hình 4.3 Hoa gió tháng 2
Hình 4.4 Hoa gió tháng 3
Hình 4.5 Hoa gió tháng 4
Hình 4.6 Hoa gió tháng 5
Hình 4.7 Hoa gió tháng 6
Hình 4.8 Hoa gió tháng 7
Hình 4.9 Hoa gió tháng 8
Hình 4.10 Hoa gió tháng 9
Hình 4.11 Hoa gió tháng 10
Hình 4.12 Hoa gió tháng 11
Hình 4.13 Hoa gió tháng 12
-8-
Hình 4.14 Menu Add-Ins/Geoser Manager
Hình 4.15 Menu Map/Layer
Hình 4.16 Hộp thoại Set View
Hình 4.17 Các lớp dữ liệu được đưa vào mô hình
Hình 4.18 menu Tools/Table View
Hình 4.19 Mục Point Source
Hình 4.20 Mục Discrete Receptor
Hình 4.21 Nút Cartesian Grid Tool
Hình 4.22 Hộp thoại Grid
Hình 4.23 Hộp thoại Meteorology Options/Met File
Hình 4.24 Hộp thoại Meteorology Options/Data Period
Hình 4.25 Menu Options
Hình 4.26 Menu Analysis/Model Run
Hình 4.27 Nồng độ SO2 (1h) cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Hình 4.28 Nồng độ SO2 (24h) cực đại các tháng (Kịch bản 1)

Hình 4.29 Nồng độ TSP (1h) cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Hình 4.30 Nồng độ TSP (24h) cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Hình 4.31 Nồng độ NO2 (1h) cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Hình 4.32 Nồng độ NO2 (24h) cực đại các tháng (Kịch bản 1)
Hình 4.33 Nồng độ SO2 cực đại tháng 1
Hình 4.34 Nồng độ SO2 cực đại tháng 2
Hình 4.35 Nồng độ SO2 (1h) cực đại các tháng (Kịch bản 2)
Hình 4.36 Nồng độ SO2 (24h) cực đại các tháng (Kịch bản 2)
Hình 4.37 Nồng độ SO2 cực đại tháng 1
Hình 4.38 Nồng độ SO2 cực đại tháng 2
Hình 4.39 Nồng độ SO2 (1h) cực đại các tháng (Kịch bản 3)
Hình 4.40 Nồng độ SO2 (24h) cực đại các tháng (Kịch bản 3)
-9-
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Tóm tắt
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
Mục lục
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
NỘI DUNG
TÍNH MỚI
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.5.1 Phương pháp tổng quan tài liệu
1.5.2 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
1.5.3 Phương pháp đo đạc, khảo sát, điều tra và thu thập số liệu
1.5.4 Phương pháp mô hình hóa
1.5.5 Phương pháp chạy mô hình
1.5.6 Phương pháp phân tích, dự báo và đánh giá
PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.6.1 Phạm vi nghiên cứu
1.6.2 Đối tượng nghiên cứu
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.7.1 Ý nghĩa khoa học
1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- 10 -
2.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA
2.1.1 Khái niệm về mô hình hóa
2.1.2 Vai trò của mô hình hóa môi trường
2.1.3 Các bước thiết lập và phát triển mô hình
2.2 MÔ HÌNH KHẾCH TÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
2.2.1.Sự phát tán chất khí trong khí quyển
2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng sự phát tán chất ô nhiễm không khí
2.2.2.1 Ảnh hưởng của tính nổi của khí lên sự phát tán của chúng
2.2.2.2 Ảnh hưởng chiều cao phát thải lên sự phát tán
2.3 MÔ HÌNH ISCST3
2.3.1 Giới thiệu ISCST3

2.3.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
2.3.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam
2.3.2 Phân loại các mô hình khuếch tán ô nhiễm không khí
2.3.3 Cấu trúc tổng quan của mô hình ISCST3
2.3.3.1 Đối với nguồn điểm (Point source)
2.3.3.2 Đối với nguồn vùng ( Area Source):
2.3.4 Thông số mô hình
2.3.4.1 Dữ liệu nguồn thải
2.3.4.2 Dữ liệu khí tượng (Số liệu 1h)
2.3.4.3 Dữ liệu vị trí tiếp nhận
2.3.5 Hệ tọa độ
CHƯƠNG 3
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG
CỦA KCN NHƠN TRẠCH I
3.1
TỔNG QUAN VỀ HUYỆN NHƠN TRẠCH
3.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
3.1.1.1 Diện tích, dân số
3.1.1.2 Các đơn vị hành chính
- 11 -
3.1.2 Điều kiện tự nhiên
3.1.2.1 Khí hậu
3.1.2.2 Địa hình, thổ nhưỡng
3.2
3.3
TỔNG QUAN VỀ KCN NHƠN TRẠCH I
3.2.1 Giới thiệu chung
3.2.2 Cơ sở hạ tầng
3.2.3 Các doanh nghiệp đầu tư và hoạt động
3.2.4 Các ngành nghề được đầu tư KCN Nhơn Trạch I

MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ TẠI KCN NHƠN TRẠCH I
3.3.1 Nguồn phát sinh
3.3.2 Các biện pháp quản lý hiện nay
CHƯƠNG 4
ÁP DỤNG MÔ HÌNH ISCST3 CHO KCN NHƠN TRẠCH I
4.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA MÔ HÌNH ISCST3
4.1.1 Dữ liệu khí tượng Đồng Nai
4.1.1.1 Các bước xử lý số liệu khí tượng
4.1.1.2 Thống kê dữ liệu khí tượng 1/2009
4.1.2 Dữ liệu các nguồn thải trong KCN Nhơn Trạch I
4.1.3 Điểm nhạy cảm (Receptor Data) của khu vực nghiên cứu
4.2 MÔ TẢ QUY TRÌNH CHẠY MÔ HÌNH ISCST3
4.2.1 Nhập bản đồ khu vực nghiên cứu
4.2.2 Nhập dữ liệu nguồn thải điểm và điểm nhạy cảm
4.2.3 Tạo lưới tính toán
4.2.4 Đưa dữ liệu khí tượng vào mô hình
4.2.5 Chạy mô hình
4.3 Kết quả tính toán của mô hình theo các kịch bản đề ra
4.3.1 Kịch bản 1
4.3.1.1 Mô tả kịch bản
4.3.1.2 Kết quả tính toán mô hình và đánh giá
- 12 -
4.3.1.3Đánh giá kết quả tính toán của mô hình
4.3.1.4Đánh giá kết quả nồng độ tại các điểm nhạy cảm
4.3.2 Kịch bản 2
4.3.2.1 Mô tả kịch bản
4.3.2.2 Kết quả tính toán mô hình
4.3.2.3 Đánh giá kết quả tính toán mô hình
4.3.2.4 Đánh giá bản đồ phân bố ô nhiễm
4.3.3 Kịch bản 3

4.3.3.1 Mô tả kịch bản
4.3.3.2 Kết quả tính toán mô hình
4.3.2.3 Đánh giá kết quả tính toán mô hình
4.4
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ HÌNH
CHƯƠNG 5
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CHO
KCN NHƠN TRẠCH I & II
5.1
5.2
5.3
5.4
HOÀN THIỆN CƠ CẤU TỔ CHỨC HỆ THỐNG QUẢN LÝ MÔI
TRƯỜNG VÀ THỰC THI PHÁP LUẬT BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
QUY HOẠCH KCN GẮN LIỀN VỚI QUY HOẠCH TỔNG THỂ
PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI VA BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
BIỆN PHÁP QUẢN LÝ CHUNG
5.3.1 Biện pháp khuyến khích, hỗ trợ và tư vấn
5.3.2 Nâng cao ý thức, vai trò cộng đồng
BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KHỐNG CHẾ Ô NHỄM KHÔNG KHÍ
5.4.1 Biện pháp kỹ thuật khống chế ô nhiễm không khí
5.4.2 Biện pháp sử dụng thiết bị xử lý ô nhiễm không khí
5.4.3 Biện pháp quản lý và vận hành
5.4.4 Sử dụng cây xanh hạn chế ô nhiễm
- 13 -
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.2
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Theo báo cáo của Trung tâm quan trắc và kỹ thuật môi trường ( thuộc Sở Tài

nguyên - môi trường Đồng Nai), kết quả quan trắc trong năm 2009 và những
năm gần đây cho thấy tình hình kinh tế - xã hội phát triển đã kéo theo việc gia
tăng các chất gây ô nhiễm làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng cuộc sống của
người dân.
Việc phát triển sản xuất công nghiệp với sự ra đời hàng loạt khu và cụm công
nghiệp trên địa bàn tỉnh là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm không
khí, nguồn nước trong vùng. Các loại khí thải phát sinh từ hoạt động sản xuất
của các nhà máy đã tạo ra một lượng khói bụi cũng như các loại khí làm ô nhiễm
môi trường là r ất lớn. Một yếu tố góp phần không nhỏ ảnh hưởng đến môi
trường không khí tại các khu công nghiệp là tốc độ xây dựng hạ tầng ngày càng
gia tăng. Điều đó đã làm giảm diện tích tự nhiên, thiếu lượng cây xanh và gia
tăng diện tích bê tông hóa, làm cho môi trườ ng tại những vùng này không đảm
bảo điều hòa không khí.
Ta biết 5 đô thị lớn được cảnh báo là có nồng độ ô nhiễm không khí cao trong
đó có Bình Dương, TPHCM, Đồng Nai, Hải Phòng và Hà Nội. Khảo sát gần đây
của Bộ Công Thương thì 40% ô nhiễm không khí là do hoạt động công nghiệp.
Đặc biệt là các khu công nghiệp, mức độ ô nhiễm ở các khu công nghiệp tăng
cao là do những biện pháp xử lý khí thải còn khá đơn giản, nhiều doanh nghiệp
không tự giác áp dụng các công nghệ vào xử lý khí thải hoặc cố ý xả thải không
qua xử lý. Hơn nữa, các khu công nghiệp chưa có công cụ để tính toán lượng khí
thải ô nhiễm, chưa thống nhất cách tính ô nhiễm từ nhiên liệu, loại hình công
nghệ, trình độ công nghệ. Công tác thanh tra, kiểm tra và xử lý hành vi vi phạm
môi trường chỉ mới tập trung vào loại hình xử lý nước thải và chất thải nguy hại
của doanh nghiệp. Còn khí thải chưa được quan tâm đúng mức. Mức xử phạt đối
- 14 -
với hành vi xả khí thải vượt tiêu chuẩn cho phép còn thấp. Cũng chưa có doanh
nghiệp nào bị buộc tạm ngưng hoạt động vì hành vi vi phạm xả khí thải vượt
tiêu chuẩn. Do đó, nhiều doanh nghiệp vẫn xem nhẹ vấn đề này.
Đồng Nai là một tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam có tốc độ
tăng trưởng kinh tế cao, cơ cấu kinh tế của tỉnh chuyển dịch theo hướng tăng dần

tỉ trọng công nghiệp và dịch vụ. Trong những năm gần đây các khu công nghiệp
mọc lên rất nhiều và thu hút đầu từ nước ngoài đã tạo ra nhiều áp lực lớn về môi
trường, đặt ra nhiều thách thức giữa yêu cầu bảo vệ môi trường và lợi ích tăng
trưởng kinh tế. Trong đó, KCN Nhơn Trạch I cũng là một trong những KCN có
khả năng gây ô nhiễm môi trường.
“Ô nhiễm không khí là sát thủ thầm lặng”. Nó không gây ra hậu quả tức thời mà
âm thầm tiêu diệt dần sức khỏe của cộng đồng, những tổn hại mà ô nhiễm không
khí gây ra cho sức khỏe cộng đồng sẽ khôn lường. Vì vậy vấn đề đặt ra và cần
quan tâm ở đây là:
- Trong tình hình ô nhiễm môi trường tại các Khu công nghiệp, cụm công
nghiệp hiện đang trong tình trạng báo động. Vấn đề nan giải đặt ra là làm
cách nào hạn chế đến mức thấp nhất sự ảnh hưởng đến môi trường xung
quanh.
- Trong điều kiện địa hình, khí tượng phức tạp và có nhiều nguồn phát thải tập
trung thì việc phát thải diễn ra như thế nào? Nồng độ phân bố tại các vị trí sẽ
như ra sao?
- Nếu có sự cố xảy ra (một lượng khí thải lớn phát thải ra môi trường) thì có
thể dự báo phạm vi ảnh hưởng không? Tại vị trí nào bị ảnh hưởng mạnh nhất
và mức nguy hại nhiều nhất?
- Các nguồn thải từ KCN Nhơn Trạch I ảnh hưởng như thế nào đến khu vực
xung quanh? Mức độ ảnh hưởng diễn biến như thế nào?
- Dự báo mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng xung quanh KCN? Khu
vực nào sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất?
- 15 -
- Xác định chỉ tiêu nào có nồng độ cao nhất và chỉ tiêu ấy giảm bao nhiêu và
giảm tại vị trí nào?
- Những yếu tố nào có thể giảm đi mức độ ô nhiễm không khí tại KCN và các
vùng phụ cận?
Mô hình ISC-ST3 (Industrial Source Complex Short Term 3) – mô hình lan
truyền chất ô nhiễm không khí từ hệ thống các nguồn công nghiệp là mô hình

đáp ứng các câu hỏi trên và cũng chính cũng là nội dung chính của Luận Văn
này.
1.2
1.3
MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Nội dung của đề tài luận văn tốt nghiệp là: Xây dựng cơ sở dữ liệu phát thải ô
nhiễm không khí và áp dụng công cụ mô hình để đánh giá mức độ ô nhiễm và đề
xuất các biện pháp quản lý chất lượng môi trường không khí KCN Nhơn Trạch
I. Vì thế mục tiêu chính của đề tài là:
- Xây dựng cơ sở dữ liệu phát thải bao gồm: Xây dựng cơ sở dữ liệu khí tượng
và xây dựng cơ sở dữ liệu phát thải khí thải ô nhiễm.
- Chạy mô hình ISC-ST3 cho KCN Nhơn Trạch I với 3 kịch bản như sau:
+ Kịch bản 1: kịch bản đánh giá hiện trạng, áp dụng công cụ mô hình
Breeze ICST3 cho tất cả các nguồn thải hiện hữu
+ Kịch bản 2: kịch bản dự báo, áp dụng mô hình Breeze ICST3 cho các
nguồn thải trong KCN khi lấp đầy 100%
+ Kịch bản 3: Kịch bản giảm thiểu, áp dụng công cụ mô hình Breeze ICST3
khi các nguồn thải trong KCN xử lý khí thải đạt QCVN 05:2009/BTNMT
- Từ kết quả của chạy mô hình ta đưa ra các bi ện pháp quản lý chất lượng môi
trường KCN Nhơn Trạch I.
NỘI DUNG
Nội dung chính mà đề tài tập trung giải quyết đó là:
- 16 -
- Xây dựng cơ sở dữ liệu khí tượng. Thu thập các số liệu khí tượng tại khu vực
tỉnh Đồng Nai 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 KCN Nhơn Trạch I.
- Áp dụng mô hình ISCST3 đánh giá m ức độ ô nhiễm do bụi, SO2, NOx, CO
do các nhà máy trong KCN Nhơn Trạch I gây ra.
- Nghiên cứu các biện pháp giảm tải lượng ô nhiễm và đề xuất các giải pháp

quản lý nhằm đảm bảo chất lượng không khí trong KCN Nhơn Trạch I và
khu vực xung quanh đạt quy chuẩn hiện hành.
1.4
-
-
1.5
TÍNH MỚI
Tính mới của mô hình
Mô hình ISCST3, thế hệ thứ 3 là mô hình do US EPA cải tiến và là mô hình
khuếch tán được đề nghị, đã và đang s ử dụng tại hầu hết các Tổ chức kiểm
soát ô nhiễm không khí tại các bang của Hoa Kỳ (gọi tắt là SAPRAs) nhằm
dự đoán nồng độ ô nhiễm không khí dưới tác dụng của nguồn thải và chế độ
gió.
Mô hình có thể tính toán nồng độ trung bình 1h, 2h, 4h, 6h, 8h, 12h, 24h,
tháng, năm hoặc bất kỳ phân đoạn thời gian nào của các chất ô nhiễm không
khí như bụi lơ lửng, SO2, NO2, CO…
Tính mới khí tượng
Mô hình Breeze ISCST3 là phiên bản mới với yeu cầu cơ sở dữ liệu khí
tượng format 1h trong khi các mô hình khácđang áp d ụng hiện nay ở Việt
Nam sử dụng chuỗi số liệu đầu vào là các giá trị quan trắc của các Đài khí
tượng thủy văn là 4 obs.
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài như:
- Phương pháp tổng quan tài liệu
- 17 -
- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
- Phương pháp đo đạc, khảo sát, điều tra và thu thập số liệu
- Phương pháp mô hình hóa
- Phương pháp chạy mô hình
- Phương pháp phân tích, dự báo và đánh giá

1.5.1 Phương pháp tổng quan tài liệu
Phương pháp này sẽ kế thừa các thông tin đã có t ừ các tài liệu, kết quả điều
tra hoặc các nghiên cứu liên quan trước đây để phân tích và tổng hợp các
thông tin cần thiết phục vụ đề tài.
1.5.2 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
Phương pháp này giúp trình bày, x ử lý những số liệu sau khi đã thu th ập để
khai thác có hiệu quả những số liệu thực tế đó, rút ra nhận xét kết luận khoa
học, khách quan đối với những vấn dề cần nghiên cứu, khảo sát.
 Số liệu khí tượng
Đối với dữ liệu khí tượng (surface data va upper air data) dạng format
theo ½h sẽ xử lý qua nhiều bước sử dụng các chương trình viết bằng
ngôn ngữ lập trình compaq Visual Forttran để chuyển thành dạng format
trung bình 1h tương ứng sử dụng trực tiếp cho mô hình.
Sử dụng phần mềm Wrplot View để thống kê, biểu diễn các dữ liệu khí
tượng thành các bản đồ có hình dạng “hoa gió”. Một “hoa gió” bao gồm
sự biến thiên hướng thổi, thời gian thổi của gió bằng các hình quạt trên
bản đồ trục Bắc – Nam, Tây – Đông có thang đơn vị phần trăm (%). Đây
là cơ sở để đánh giá mức độ ảnh hưởng của gió lên sự phân bố nồng độ
các chất ô nhiễm là kết quả của mô hình.
1.5.3 Phương pháp đo đạc, khảo sát, điều tra và thu thập số liệu
Thu thập số liệu là một công đoạn hết sức quan trọng trong các quá trình
nghiên cứu. Dữ kiện đầu vào của mô hình mô tả các yếu tố môi trường và
- 18 -
nguồn phát thải vì vậy cần phải khảo sát, điều tra để thu thập các thông tin
cần thiết. Các thông tin là một công cụ quan trong và thông tin toàn diện để
chạy mô hình ISCST và từ đó dự báo nồng độ các chất ô nhiễm tại mặt đất.
Mô hình ISCST3 có thể được áp dụng cho nhiều loại nguồn công nghiệp:
nguồn điểm (point source): ống khói, nguồn mặt (area source), nguồn đường
(line source), nguồn vùng (area source), nguồn thể tích (volume source). Về
cơ bản, các thông số khí tượng là giống nhau cho mỗi trường hợp, nhưng đối

dữ liệu phát thải sẽ có một vài khác biệt phù hợp với đặc tính từng loại
nguồn.
Các dữ liệu đầu vào mô hình ISCST3 yêu cầu phải được phân loại theo 3
nhóm:
- Dữ liệu nguồn phát thải
Thông tin nguồn phát thải cần cho dữ kiện đầu vào mô hình bao gồm: Vị
trí ống khói và các nguồn thải khác (tọa độ), đặc điểm vật lý ống khói
(chiều cao, đường kính trong), vận tốc khói thải và nhiệt độ khói thải,
hàm lượng các chất ô nhiễm giải phóng ra ngoài. Cuối cùng là thời gian
đo trung bình (1 giờ, 24 giờ, hay 1 năm).
Một vài trường hợp có thể yêu cầu thêm các thông tin đầu vào khác nữa
như cao độ nguồn điểm, các kích thước tường chắn (ví dụ chiều rộng
trung bình và khoảng cách giữa các tường chắn, nếu có), kích thước phần
tử bụi phát tán với vận tốc lắng tương ứng và hệ số phản xạ mặt đất.
Ngoài ra, việc thu thập hoặc đo đạc giá trị các chất ô nhiễm không khí
thực tế tại KCN Nhơn Trạch I trong cùng thời gian nghiên cứu là cần
thiết cho việc kiểm tra độ tin cậy của mô hình ISCST3.
 Hiện, tại KCN Nhơn Trạch I có 63 doanh nghiệp đang hoạt động
trong đó có 39 nguồn thải đáng quan tâm. Các thông số về vị trí
nguồn thải sẽ được đo đạc bằng máy định vị. Đối với dữ liệu phát
thải, sẽ tiến hành thu thập từ các đơn vị liên quan và từ quá trình đi ều
tra thực tế bằng phiếu thu thập thông tin (Phần Phụ lục).
- 19 -
-
-
Dữ liệu khí tượng
Các dữ liệu cần thu thập để dự báo việc truyền tải, khuếch tán và suy yếu
của các chất ô nhiễm.
Mô hình ISCST yêu cầu dữ liệu khí tượng tại khu vực tính toán theo giờ
bao gồm: Hướng gió và vận tốc gió, nhiệt độ không khí và chiều cao xáo

trộn, độ ổn định của tầng kết theo Pasquill. Lý tư ởng nhất là có được dữ
liệu về khí tượng trong 1 năm.
Dữ liệu điểm tiếp nhận
Nghĩa là thông số định dạng cho tất cả điểm tiếp nhận (ví dụ, khu vực có
dân số cao hay nồng độ chất thải cực đại cho phép tại mặt đất). Thông
thường, các điểm tiếp nhận được định vị bởi toạ độ và cao độ.
1.5.4 Phương pháp mô hình hóa
Mô hình Breeze ISCST3đư ợc áp dụng cho nhiều loại nguồn công nghiệp:
Nguồn điểm (point source) như ống khói, nguồn mặt (area source), nguồn
đường (line source) và nguồn thể tích (volume source).
Các bước áp dụng mô hình Breeze ISCST3 bao gồm:
-
-
-
-
-
-
Số hóa bản đồ KCN Nhơn Trạch I bằng phần mềm Mapinfo thành bản đồ
có thể tích hợp vào mô hình.
Xử lý số liệu khí tượng năm 2009 thành dạng format 1h
Thống kê số liệu nguồn thải, tính toán các thông số cần thiết
Tích hợp bản đồ, cơ sở dữ liệu nguồn thải và dữ liệu khí tượng vào phần
mềm Breeze ISCST3.
Chạy mô hình trên cơ sở dữ liệu đầu vào, chạy mô hình cho các kịch bản
khác nhau và hiển thị kết quả bằng bản đồ các đường đồng mức ô nhiễm
cũng như kết quả bằng số.
Dựa trên kết quả và bản đồ đánh giá mức độ ô nhiễm 4 thông số TSP,
NO2, SO2, CO cho KCN Nhơn Trạch I và khu vực lân cận. Xác định vị trí
có nồng độ cao nhất cũng như so sánh với QCVN để đánh giá mức độ ô
- 20 -

nhiễm.
-
Kiểm định mô hình bằng cách so sánh với kết quả quan trắc thực tế. Tìm
ra nguyên nhân dẫn đến sai số nếu có.
1.5.5 Phương pháp chạy mô hình
Hiện nay, có nhiều mô hình toán học đã đư ợc phát triển để phục vụ cho nhu
cầu tính toán khuyếch tán ô nhiễm không khí. Các mô hình nàyđã đư ợc 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.
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. Ba loại mô hình đầu tiên là mô hình toán học tập
hợp các thuật toán số và giải tích để mô tả tính chất vật lý và hóa học của bài
toán.
1.5.6 Phương pháp phân tích, dự báo và đánh giá
Dựa trên kết quả thu được từ mô hình phân tích, đánh giá hi ện trạng ô nhiễm
không khí tại khu công nghiệp Nhơn Trạch I trên cơ sở so sánh với Quy
- 21 -
chuẩn Nhà nước hiện hành: Phạm vi ảnh hưởng trong từng điều kiện khí
tượng khác nhau? Hiện nay, để đánh giá về môi trường không khí của KCN
và khu vực xung quanh là có đạt tiêu chuẩn cho phép (QCVN

05:2009/BTNMT) không?
1.6
1.7
PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.6.1 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi trong KCN Nhơn Trạch I và khu vực xung quanh KCN
1.6.2 Đối tượng nghiên cứu
Các nhà máy có phát sinh khí thải thải trong KCN Nhơn Trạch I (Theo dữ
liệu thu thập được hiện nay KCN Nhơn Trạch I hiện có 63 Doanh
nghiệp).
Các chất ô nhiễm cần quan tâm: Bụi,CO, SO2, NO2
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.7.1 Ý nghĩa khoa học
-
-
Làm cơ sở ban đầu cho những nghiên cứu sâu hơn về thực trạng và giải
pháp quản lý ô nhiễm không khí các KCN ở Nhơn Trạch.
Góp phần tạo cơ sở cho việc nghiên cứu thực trạng và giải pháp quản lý
ô nhiễm không khí tại các KCN trên địa bàn tỉnh Đồng Nai.
1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn
Quản lý chất lượng môi trường không khí là một vấn đề môi trường quan
trọng do tình hình không khí ô nhiễm tại các KCN ngày càng gia tăng với
tốc độ chóng mặt. Đề tài thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế về việc
quản lý chặt chẽ và xử lý triệt để các doanh nghiệp phát phải khí thải gây
- 22 -
ảnh hưởng đến chất lượng môi trường trong KCN và khu vực xung
quanh.
- 23 -
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA
2.1.1 Khái niệm về mô hình hóa
Hiện nay không có ĩlnh v ực nhận thức nào mà người ta không sử dụng đến
mô hình. Theo nghĩa r ộng mô hình là cấu trúc được xây dựng trong tư duy
hoặc thực tiễn, cấu trúc này tái hiện lại thực tế ở dạng đơn giản hơn, công
thức hơn và trực quan hơn.
Trong lịch sử phát triển con người đã t ừng sử dụng mô hình. Mô hình là
những bức tranh đơn giản về thực tế và là công cụ để giải quyết nhiều vấn
đề. Dĩ nhiên, mô hình sẽ không bao giờ chứa đựng tất cả các đặc tính của hệ
thống thực, bởi vì, chính nó không phải là hệ thống thực. Nhưng điều quan
trọng là nó chứa đựng tất cả các đặc tính đặc trưng cần thiết trong phạm vi
của vấn đề cần giải quyết hay mô tả.
Từ đó chuyên gia hàng đầu người Đan Mạch Jorgensen M.E cho rằng mô
hình hóa môi trư ờng phải mang những đặc tính lưu ý đ ến khía cạnh quản lý
hay vấn đề mang tính khoa học, đây chính là điều mà các nhà khoa học mong
muốn. Môi trường là một hệ thống phức tạp. Tuy nhiên, nhờ những nghiên
cứu mạnh mẽ trong nhiều thập kỷ qua nên ngày nay đã có th ể thiết lập những
mô hình môi trư ờng mang tính thực tiễn cao. Lĩnh v ực mô hình hóa môi
trường đã phát tri ển nhanh chóng trong hai thập kỷ qua do những nhân tố
sau :
- Sự phát triển công nghệ máy tính, cho phép chúng ta xử lý những phép
tính toán rất phức tạp.
- Hiểu biết chung về những vấn đề ô nhiễm, bao gồm việc loại trừ hoàn
toàn ô nhiễm là không khả thi, nhưng việc kiểm soát ô nhiễm thích hợp
với nguồn kinh tế giới hạn đòi hỏi sự cân nhắc đúng về những ảnh hưởng
của ô nhiễm tác động lên hệ sinh thái.
- 24 -
- Kiến thức về môi trường của chúng ta và các vấn đề sinh thái đã gia tăng
đáng kể. Đặc biệt, chúng ta lĩnh h ội nhiều kiến thức hơn về mối quan hệ
định lượng trong hệ sinh thái, thuộc tính sinh thái và các nhân tố môi

trường.
Hình 2.1 Cấu trúc mô hình hóa
2.1.2 Vai trò của mô hình hóa môi trường
Các mô hình hóa môi trường được xây dựng nhằm mục đích :
- Đạt được những hiểu biết tốt hơn về sự hình thành, tan rã và vận chuyển
các chất ô nhiễm bằng cách xác định định lượng trên cơ sở các phản
ứng, sự di chuyển và khuếch tán của chúng trong môi trường.
- Xác định nồng độ tiếp xúc và đánh giá ảnh hưởng của các hóa chất đối
với con người và các sinh vật sống trong quá khứ, ở hiện tại và tương lai.
- Dự đoán các điều kiện tương lai với các kịch bản về tải lượng phát thải
(xả thải) và kế hoạch hành động khác nhau.
- Như là công cụ quản lý và nghiên cứu môi trường
Tầm quan trọng của việc sử dụng mô hình trong công tác quản lý môi
- 25 -
trường được minh họa trong Hình 2.1 Sự đô thị hóa và phát triển công
nghệ đã tác đ ộng mạnh vào môi trường. Năng lượng và các chất ô nhiễm
được phát thải, xả thải vào môi trường sinh thái, và tại đây chúng gây nên
sự phát triển nhanh chóng của tảo hay vi khuẩn, phá hoại các loài khác
dẫn tới làm thay đổi cấu trúc sinh thái. Một hệ sinh thái bất kỳ đều rất
phức tạp. Với kiến thức môi trường sinh thái đầy đủ và hoàn chỉnh, có thể
rút ra được những đặc trưng của hệ sinh thái liên quan đến các vấn đề ô
nhiễm và qua nghiên cứu để hình thành nên nền tảng của mô hình môi
trường.
Hình 2.2 Ý tưởng thể hiện vai trò các mô hình môi trường trong quản lý môi
trường
2.1.4 Các bước thiết lập và phát triển mô hình
Mô hình toán học của bất kỳ một quá trình kỹ thuật môi trường nào cũng
được xây dựng ít nhất qua bốn bước sau:
- Nhận diện các cơ chế, nguyên lý cơ b ản và chi phối hệ thống nghiên cứu
sau khi đã nghiên cứu kỹ các quá trình vật lý, hóa học và sinh học.

- Phát triển và mô tả hệ thống nghiên cứu bằng ngôn ngữ toán học dưới
dạng các biểu thức toán học. Một cách tổng quát, biểu diễn toán học của
hệ thống nghiên cứu có thể ở dạng đơn giản như phương trình đ ại số hay