ứNg dụng mô hình sutton trong đánh giá ô nhiễm không khí do giao thông ở đại lộ bình dương 6999403

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SUTTON TRONG ĐÁNH GIÁ
Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG Ở ĐẠI LỘ BÌNH
DƯƠNG
Mã số:
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết

2. Bình Dương, 12/2015

3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SUTTON TRONG ĐÁNH GIÁ
Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG Ở ĐẠI LỘ BÌNH
DƯƠNG
Mã số:
Xác nhận của đơn vị chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài
TS. Nguyễn Thanh Bình ThS. Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết

4. Bình Dương, 12/2015

5. DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
1. ThS. Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết
2. ThS. Đinh Quang Toàn
3. ThS. Nguyễn Thị Khánh Tuyền

6. MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG.....................................................................................................................9
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................................10
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết...............................................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài: .....................................................................................................2
3. Đối tượng nghiên cứu:.................................................................................................3
4. Phạm vi nghiên cứu:....................................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................4
1.1. Chất lượng môi trường không khí ở các đô thị và tỉnh Bình Dương .......................4
1.1.1. Các nguồn và tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí đô thị...............4
1.1.2. Chất lượng không khí đô thị tại Việt Nam và trên thế giới ..........................6
1.1.2.1. Tình hình ô nhiễm không khí tại các đô thị trên thế giới ......................6
1.1.2.2. Ô nhiễm không khí tại các đô thị của Việt Nam ...................................7
1.1.3.2. Dự báo chất lượng không khí đến năm 2020 ...................................................13
1.2.1. Các đặc trưng của nguồn thải giao thông ...................................................15
1.2.2. Phương pháp xác định hệ số phát thải ........................................................16
1.2.2.1. Phương pháp đo đạc trong phòng thí nghiệm......................................16
1.2.2.2. Phương pháp đo đạc trực tiếp trên đường: ..........................................17
1.2.3. Mô hình ước tính tải lượng phát thải các chất ô nhiễm từ phương tiện giao
thông .....................................................................................................................18
1.2.3.1. Tiếp cận Bottom-Up............................................................................18
1.2.3.2. Tiếp cận Top-down..............................................................................19
1.2.3.3. Kết hợp phương pháp Top – Down và Bottom - Up..........................19
1.3. Mô hình phát tán chất ô nhiễm...............................................................................19
1.3.1. Mô hình hóa ô nhiễm không khí theo phương pháp Gauss........................20
1.3.1.1. Phương trình tổng quát về phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển .....20
1.3.1.2. Công thức cơ sở xác định sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo luật phân
phối chuẩn Gauss..............................................................................................22
1.3.2. Mô hình phát tán chất ô nhiễm từ phương tiện giao thông.........................24

7. 1.3.2.1. Cơ sở lý thuyết của mô hình Sutton ....................................................24
1.3.2.2. Mô hình Sutton cải tiến áp dụng cho nguồn đường ............................26
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHÊN CỨU ............................28
2.1. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................28
2.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................................29
2.2.1. Phương pháp khảo sát, thực địa..................................................................29
2.2.2. Phương pháp tính toán tải lượng chất ô nhiễm từ nguồn giao thông trên đại lộ
Bình Dương...........................................................................................................32
2.2.3. Phương pháp tính toán sự lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn giao thông dọc đại
lộ Bình Dương ......................................................................................................32
2.2.4. Phương pháp GIS........................................................................................34
2.2.5. Phương pháp lấy mẫu, phân tích khí CO....................................................34
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu ..........................................................................35
2.2.7. Phương pháp dự báo tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm đến năm 2020....36
2.2.7.1. Kịch bản dự báo...................................................................................36
2.2.7.2. Phương pháp dự báo lượng phương tiện giao thông đến năm 2020 ...36
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................38
3.1. Lưu lượng phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương ..................................38
3.2. Tải lượng phát thải của các chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông trên đại lộ Bình
Dương............................................................................................................................38
3.2.1. Tải lượng phát thải của các chất ô nhiễm...............................................38
3.2.2. Tải lượng của từng loại phương tiện giao thông đối với từng thông số.41
3.3. Sự phát tán chất ô nhiễm trong không khí dọc đại lộ Bình Dương..................................44
3.3.1. Vào mùa khô...............................................................................................44
3.3.1.1. Nồng độ NOx.......................................................................................44
3.3.1.2. Nồng độ CO.........................................................................................47
3.3.1.3. Nồng độPM10.......................................................................................51
3.3.2. Vào mùa mưa..............................................................................................52
3.3.2.1. Nồng độ NOx.......................................................................................52
3.3.2.2. Nồng độ CO.........................................................................................55
3.3.2.3. Nồng độ PM10......................................................................................58

8. 3.4. Kiểm định mô hình.................................................................................................59
3.4.1. Chọn thông số để kiểm định .......................................................................59
3.4.2.Kết quả kiểm định........................................................................................60
3.5. Dự báo tải lượng khí thải và nồng độ khí thải và năm 2020..................................62
3.5.1. Kịch bản dự báo..........................................................................................62
3.5.2. Tải lượng chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông năm 2020.......................63
3.5.3. Dự báo nồng độ các chất ô nhiễm...............................................................65
3.6. Đề xuất giải pháp....................................................................................................68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................70
1. Kết luận......................................................................................................................70
2. Kiến nghị ...................................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................................71

9. DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Nồng độ các tác nhân ô nhiễm không khí chính tại một số thành phố lớn trên thế giới
..........................................................................................................................................................6
Bảng 1.2. Dự báo tải lượng các chất ô nhiễm không khí từ các nguồn ô nhiễm năm 2020.13
Bảng 1.3. Số lượng điểm đấu nối đường giao thông vào đại lộ Bình Dương........................14
Bảng 1.4. Hệ số phát thải của xe gắn máy theo phương pháp đo đạc trong phòng thí nghiệm16
Bảng 1.5. Phân cấp độ ổn định khí quyển theo Tunner............................................................27
Bảng 2.1. Đặc điểm các tuyến đường lựa chọn để khảo sát.....................................................29
Bảng 2.2. Các hệ số phát thải đối với từng thông số của các loại phương tiện giao thông...32
Bảng 2.3. Dự báo tốc độ gia tăng nhu cầu vận tải.....................................................................37
Bảng 3.1.Tải lượng chất ô nhiễm trên tuyến Đại lộ Bình Dương trong năm 2014...............41
Bảng 3.2. Kết quả kiểm định mô hình Sutton đối với thông số CO........................................60
Bảng 3.3. So sánh kết quả nghiên cứu với kết quả quan trắc của tỉnh Bình Dương..............61
Bảng 3.4. Dự báo tốc độ gia tăng nhu cầu vận tải.....................................................................62
Bảng 3.5. Ước tính lưu lượng các nhóm phương tiện giao thông qua ĐL Bình Dương năm
2020 ...............................................................................................................................................62
Bảng 3.6. Dự báo tải lượng chất ô nhiễm trên đại lộ Bình Dương năm 2020........................65

10. DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Diễn biến nồng độ TSP (trung bình 24h) trong không khí xung quanh tại một số
tuyến đường đô thị giai đoạn 2008-2012.....................................................................................8
Hình 1.2. Diễn biến nồng độ NO2 (trung bình 24h) trong không khí xung quanh tại một số
tuyến đường đô thị giai đoạn 2008-2012.....................................................................................9
Hình 1.3. Diễn biến nồng độ CO trung bình 24h trong không khí xung quanh tại một số tuyến
đường đô thị và khu dân cư giai đoạn 2008-2012.....................................................................10
Hình 1.4. Diễn biến nồng độ SO2 trung bình năm trong không khí xung quanh tại một số tuyến
đường đô thị và khu dân cư giai đoạn 2008-2012.....................................................................11
Hình 1.5. Diễn biến nồng độ bụi tại các điểm quan trắc giai đoạn 2006 - 2014...................12
Hình 1.6. Diễn biến nồng độ SO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014.................12
Hình 1.7. Diễn biến nồng độ NO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014................13
Hình 2.1. Quy trình khảo sát lưu lượng phương tiện giao thông.............................................29
Hình 2.2. Sơ đồ các tuyến đường khảo sát ................................................................................31
Hình 2.3. Sơ đồ vị trí lấy mẫu khí CO........................................................................................35
Hình 3.1. Lưu lượng PTGT trên đại lộ Bình Dương theo các tuyến khảo sát .......................38
Hình 3.2. Tải lượng CO từ các phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương ..................39
Hình 3.3.Tải lượng NOx từ các phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương.................40
Hình 3.4.Tải lượng bụi PM10 từ các phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương..........41
Hình 3.5.Tỷ lệ đóng góp của của từng nhóm phương tiện vào phát thải CO.........................42
Hình 3.6. Tỷ lệ đóng góp của của từng nhóm phương tiện vào phát thải NOx.....................43
Hình 3.7.Tỷ lệ đóng góp của của từng nhóm phương tiệnvào phát thải PM10.......................43
Hình 3.8. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô trên đại lộ Bình Dương (TB ngày)............45
Hình 3.9. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô trên đại lộ Bình Dương (7h-8h).................45
Hình 3.10. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô trên đại lộ Bình Dương (17h-18h). .........45
Hình 3.11. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến số 2 (TB ngày).........................46
Hình 3.12. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến số 2 (7h-8h)..............................46
Hình 3.13. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến số 2 (17h-18h) .........................46
Hình 3.14. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến số 6 (TB ngày).........................47
Hình 3.15. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến 6 (7h-8h)...................................47
Hình 3.16. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến 6 (17h-18h)..............................47

11. Hình 3.18. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô đại lộ Bình Dương (TB ngày)....................48
Hình 3.19. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khôdọc đại lộ Bình Dương (7h-8h)...................49
Hình 3.20. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc đại lộ Bình Dương (17h-18h).............49
Hình 3.21. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 2(TB ngày)............................49
Hình 3.22. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 2(7h-8h).................................49
Hình 3.23. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 2 (17h-18h)............................50
Hình 3.24. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 6 (TB ngày)...........................50
Hình 3.25. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 6 (7h-8h)................................50
Hình 3.26. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 6 (17h-18h)............................51
Hình 3.27. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa khô dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày)..........51
Hình 3.28. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa khô dọc Tuyến số 2 (TB ngày).......................51
Hình 3.29. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa khô dọc Tuyến số 6 (TB ngày).......................52
Hình 3.30. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày).........52
Hình 3.31. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa.............................................................................53
Hình 3.32. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương(17h-18h).............53
Hình 3.33. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (TB ngày)........................53
Hình 3.34. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa.............................................................................54
Hình 3.35. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (17h-18h)........................54
Hình 3.36. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa.............................................................................54
Hình 3.37. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa.............................................................................55
Hình 3.38. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa.............................................................................55
Hình 3.39. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày) ...........55
Hình 3.40. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (7h-8h) ................56
Hình 3.41.Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (17h-18h).............56
Hình 3.42. Biểu đồ phát tán CO trong mùa...............................................................................57
Hình 3.43. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (7h-8h)...............................57
Hình 3.44. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (17h-18h).........................57
Hình 3.45. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (TBN)...............................57
Hình 3.46. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (7h-8h).............................58
Hình 3.47. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (17h-18h).........................58

12. Hình 3.48. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày) ........58
Hình 3.49. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa mưadọc tuyến số 2 (TB ngày)........................59
Hình 3.50. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (TB ngày).......................59
Hình 3.51. Dự báo lưu lượng các nhóm PTGT năm 2020.......................................................63
Hình 3.52. Dự báo tổng tải lượng của từng nhóm PTGT đến năm 2020...............................64
Hình 3.53. Dự báo tổng tải lượng của từng thông số đến 2020...............................................64
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
Đơn vị: Khoa Tài nguyên Môi trường
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: “Ứng dụng mô hình Sutton trong đánh giá ô nhiễm không khí do giao
thông ở đại lộ Bình Dương”
- Mã số:
- Chủ nhiệm: ThS. Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết
- Đơn vị chủ trì: Khoa Tài nguyên Môi trường
- Thời gian thực hiện:
2. Mục tiêu:
- Tính toán sự phát tán các chất ô nhiễm chính từ nguồn thải giao thông trên đại lộ Bình
Dương bằng mô hình Sutton, các thông số bao gồm: CO, NO2, PM10
- Dự báo tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm đến năm 2020 làm căn cứ đề xuất giải pháp
kiếm soát.
3. Tính mới và sáng tạo:
Nghiên cứu sử dụng lý thuyết mô hình Sutton vào tính toán đánh giá nồng độ các chất ô
nhiễm do hoạt động giao thông đoạn qua địa bàn tỉnh Bình Dương, mà trước đây trên địa
bàn chưa có tác giả nào thực hiện.
4. Kết quả nghiên cứu:
Nghiên cứu đã thu được các kết quả quan trọng:

13. - Các đặc trưng về phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương.
- Tính toán sự phát tán các chất ô nhiễm chính như CO, NO2, PM10 dọc tuyến đường và
lên cao.
- Xây dựng kịch bản dự báo tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong tương lai năm
2020.
5. Sản phẩm:
- Báo cáo tổng kết đề tài.
- Báo cáo chuyên đề.
6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:
- Kết quả nghiên cứu đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá ô nhiễm môi trường
không khí do hoạt động giao thông.
Ngày 10 tháng 12 năm 2015
Đơn vị chủ trì Chủ nhiệm đề tài
TS. Nguyễn Thanh Bình ThS. Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết

14. TÓM TẮT
Giao thông là một trong những nguồn thải chính gây ô nhiễm môi trường không khí,
đặc biệt tại các khu vực có mật độ phương tiện lưu thông cao. Với tốc độ công nghiệp
hóa, đô thị hóa nhanh, đại lộ Bình Dương- cửa ngõ chính để lưu thông trên địa bàn tỉnh đã
trở nên đông đúc, quá tải và có khả năng gây ô nhiễm không khí bởi bụi và các khí thải,
đặc biệt vào các giờ cao điểm.
Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm không khí hai bên tuyến
đại lộ Bình Dương do ảnh hưởng của hoạt động giao thông bằng phương pháp mô hình
hóa – mô hình Sutton kết hợp phần mềm Surfer.
Kết quả mô phỏng nồng độ các chất ô nhiễm chính như CO, NO2 và PM10 trong mùa
mưa và mùa khô đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT, chứng tỏ
hoạt động giao thông trên đại lộ Bình Dương chưa gây ảnh hưởng đến chất lượng môi
trường không khí xung quanh.
Nồng độ các chất ô nhiễm trừ NOx dọc đại lộ Bình Dương dự báo đến năm 2020 vẫn
chưa bị ô nhiễm nhất là ở khu vực cách tâm đường trên 10m và ở độ cao trên 1,5 m. Một
số khu vực ở gần tâm đường và sát mặt đường (< 1m) thì nồng độ các chất ô nhiễm có gia
tăng nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT.

15. ABSTRACT
Transportation is one of the main air pollution sources, especially in the high traffic
density areas. With rapid industrialization, urbanization, Binh Duong avenue, the main
road-traffic way in Binh Duong province, becomes more crowded, overload and might
cause air pollution by dust and exhausted gas, particularly at rush hour.
This research is conducted to assess the current situation of air pollution causing by
transportation along Binh Duong avenue with the application of Sutton model and Surfer
software.
Althougt the disperssion of pollutants such as CO, NOx and PM10 in dry season were
higher than in wet season, the calculated concentrations were in limited range of QCVN
05:2013/BTNMT. These results show that transportation in Binh Duong avenue has not
impacted on the surrounding air environment.
The forecasted concentration of pollutants, except for NOx along Binh Duong Avenue
in 2020 is under the permitted value of QCVN 13:2015/BTNTM, especially at a distance
of over 10m long and 1.0m high from the center of the road.

16. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Hoạt động giao thông vận tải, công nghiệp và sinh hoạt là những nguồn chính gây ô
nhiễm không khí ở các đô thị lớn của Việt Nam. Phát thải từ các nguồn giao thông thường
xảy ra ở tầm thấp và trong khu vực đô thị có mật độ dân cư cao do đó có khả năng gây
ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Các chất ô nhiễm chính phát ra từ nguồn
này bao gồm: CO, NOx, VOC (các dung môi bay hơi), chì, TSP (tổng bụi), còn có thêm
SO2, các hạt bụi mịn như PM10, PM2.5 và khói đen nếu các phương tiện sử dụng dầu
diesel….
Chất lượng nhiên liệu, sự gia tăng số lượng phương tiện giao thông, đặc biệt là ô tô, xe
gắn máy cùng với sự xuống cấp của các phương tiện và chất lượng đường giao thông là
những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường không khí.Chất lượng nhiên liệu của
nước ta chưa tốt so với các nước trong khu vực, cụ thể là hàm lượng benzen trong xăng
cao (2,5% so với ≤1%), hàm lượng S trong dầu diesel cao (500÷2.500 mg/kg so với
50÷350 mg/kg). Khác với các quốc gia phát triển, tại Việt Nam, xe máy chiếm tỷ trọng
lớn nhất trong số các phương tiện giao thông đường bộ và là nhóm phương tiện chiếm tỷ
trọng lớn vào phát thải khí. Theo số liệu từ Cục Đăng kiểm năm 2015, cả nước có khoảng
31 triệu xe máy lưu thông và ước tính đến năm 2020 sẽ có khoảng 36 triệu xe gắn máy
trên cả nước. Báo cáo môi trường quốc gia năm 2013 cho thấy xe máy chiếm tỷ trọng lớn
trong sự phát thải các chất ô nhiễm CO, VOCs, TSP với nồng độ lần lượt là 98%, 97% và
47%, còn ô tô con và ô tô các loại chiếm tỷ trọng lớn trong sự phát thải SO2, NOx lần lượt
là 82%, 87%. Số liệu quan trắc môi trường không khí ở các đô thị lớn như Tp HCM, Hà
Nội, Cần Thơ và Đà Nẵng trong giai đoạn 2003-2009 cho thấy: Nồng độ bụi tại khu vực
giao thông luôn vượt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5937:2005, trung bình 1h) tại các đô thị
lớn, đây được xem là đặc điểm chung thường xảy ra ở các đô thị lớn đặc biệt là Tp
HCM.Vì vậy, việc tính toán tải lượng các chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao
thông, mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong không khí tại các đô thị là rất
cần thiết.
Hiện nay mô hình là một công cụ phù hợp được sử dụng trong các nghiên cứu đánh
giá, dự báo chất lượng môi trường làm cơ sở để đề xuất các giải pháp quản lý, giảm thiểu
ô nhiễm. Các mô hình chất lượng không khí được phát triển từ đầu thế kỷ 20 và liên tục
phát triển cho đến nay với các hướng chính là mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ
sở lý thuyết GAUSS hay mô hình thống kê thủy động học và lý thuyết nửa thứ nguyên.
Mô hình Sutton được phát triển trên nền tảng lý thuyết GAUSS và được cải tiến để áp

17. 2
dụng cho nguồn đường. Các yếu tố đầu vào của mô hình bao gồm tải lượng chất ô nhiễm,
các điều kiện khí tượng (vận tốc gió, hệ số khuếch tán) và độ cao của nguồn thải.
Bình Dương là địa phương có tốc độ tăng trưởng và phát triển kinh tế cao kéo
theo tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng.Hoạt động của các phương
tiện vận tải không chỉ ảnh hưởng tới chất lượng môi trường không khí mà còn tác động
tới sức khỏe của những hộ dân sống ven đường cũng như những người dân tham gia giao
thông. Số lượng các phương tiện giao thông tại Bình Dương ngày càng tăng đã làm gia
tăng tải lượng cũng như nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí. Quốc lộ 13 là trục
đường giao thông chiến lược quan trọng, xuất phát từ TP. Hồ Chí Minh, đi dọc chiều dài
của tỉnh từ phía Nam lên phía Bắc, nối với tỉnh Bình Phước và đi qua Vương quốc
Campuchia đến biên giới Thái Lan. Đại lộ Bình Dương là một đoạn của Quốc lộ 13 đi
qua tỉnh Bình Dương, bắt đầu từ cầu Vĩnh Bình đến cầu Tham Rớt. Với chiều dài 64,1
km, tuyến đường này là lối vào của các khu dân cư, thành thị đông đúc (TP. Thủ Dầu
Một, TX. Thuận An …); khu công nghiệp (Việt Hương, VSIP I, VSIP II, Mỹ Phước); khu
đô thị mới (thành phố Mới, Bàu Bàng…). Với vai trò là trục đường giao thông chính tại
địa phương, mật độ phương tiện giao thông trên tuyến đường này ngày càng gia tăng. Tuy
chất lượng không khí tại Bình Dương nói chung và dọc đại lộ Bình Dương nói riêng vẫn
chưa đến mức báo động. Nhưng với tốc độ tăng trưởng kinh tế và phát triển về giao thông
vận tải, nếu không có giải pháp kiểm soát chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông thì chất
lượng không khí sẽ bị ô nhiễm và gây ra những khó khăn như tại TP HCM, Hà Nội hiện
nay.
Vì vậy việc tính toán tải lượng các chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông và
đánh giá, dự báo sự lan truyền chất ô nhiễm trong không khí dọc đại lộ Bình Dương là rất
cần thiết.
Từ các lý do trên, vậy đề tài “Ứng dụng mô hình Sutton trong đánh giá ô nhiễm
không khí do giao thông ở đại lộ Bình Dương” được thực hiện nhằm tính toán tải lượng
các ô nhiễm chính từ hoạt động giao thông và đánh giá sự lan truyền của chúng trong
không khí dọc tuyến đại lộ Bình Dương; làm tiền đề cho công tác quản lý, kiểm soát ô
nhiễm không khí trên địa bàn tỉnh Bình Dương.
2. Mục tiêu của đề tài:
- Ước tính tải lượng các chất ô nhiễm chính từ nguồn thải giao thông trên đại lộ Bình
Dương, các thông số bao gồm: CO, NO2, PM10
- Đánh giá sự phát tán của các khí ô nhiễm dọc đại lộ Bình Dương bằng mô hình Sutton

18. 3
- Dự báo tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm đến năm 2020 làm căn cứ đề xuất giải
pháp kiếm soát.
3. Đối tượng nghiên cứu:
- Đối tượng của nghiên cứu là các thông số ô nhiễm không khí do giao thông bao gồm:
CO, NO2, và PM10 và mức độ phát tán của chúng trong môi trường.
- Mô hình Sutton và phần mềm Surfer phục vụ tính toán và thể hiện các đường đồng
mức của nồng độ chất ô nhiễm dọc đại lộ Bình Dương.
4. Phạm vi nghiên cứu:
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là dọc tuyến đại lộ Bình Dương_một đoạn của Quốc lộ 13
đi qua tỉnh Bình Dương; bắt đầu từ cầu Vĩnh Bình đến cầu Tham Rớt.
5. Ý nghĩa của đề tài:
- Kết quả của đề tài là tiền đề cho công tác quản lý, kiểm soát ô nhiễm không khí trên
địa bàn tỉnh Bình Dương.
- Từ các kết quả của đề tài, có thể nhận định khả năng áp dụng mô hình Sutton trong
tính toán ô nhiễm không khí do nguồn giao thông gây ra.
- Phục vụ công tác giảng dạy tại khoa Tài nguyên Môi trường, đại học Thủ Dầu Một.

19. 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Chất lượng môi trường không khí ở các đô thị và tỉnh Bình Dương
1.1.1. Các nguồn và tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí đô thị
Tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu và các thông số đánh giá bao
gồm: bụi lơ lửng tổng số (TSP), bụi PM10, chì; các chất khí vô cơ như CO, SO2, NOx, HF,
HCl, H2S …; các chất hữu cơ bay hơi như hydrocacbon (HnCm), benzen; tiếng ồn; nhiệt.
Các nguồn chính gây ô nhiễm không khí và tác nhân tương ứng bao gồm:
a. Hoạt động giao thông
Giao thông được xem là một nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu, nhất
là ở các đô thị lớn và các khu vực đông dân cư. Cùng với sự gia tăng nhu cầu vận chuyển
hàng hóa, phương tiện giao thông cá nhân và chất lượng nhiên liệu, chất lượng hệ thống
giao thông không đảm bảo là sự gia tăng về lượng phát thải của các chất ô nhiễm không
khí. Các yếu tố khác có tác động đến chất lượng không khí là điều kiện khí tượng như tốc
độ gió, hướng gió, độ ổn định khí quyển, địa hình … vì chúng ảnh hưởng đến khả năng
phát tán, lan truyền, chuyển hóa các chất ô nhiễm trong môi trường.
Các chất khí này được phát sinh do quá trình đốt nhiên liệu trong động cơ, sự bay hơi
của nhiên liệu và bụi, đất bị cuốn lên từ bề mặt đường trong quá trình di chuyển của các
phương tiện giao thông.
Nhiều nghiên cứu ở quy mô địa phương và toàn cầu cho thấy hoạt động giao thông
đường bộ là nguồn chủ yếu gây nên ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn. Quá trình số
thị hóa làm gia tăng dân số kéo theo sự gia tăng phương tiện giao thông. Sự phát triển
công nghiệp cũng làm gia tăng nhu cầu vận chuyển hàng hóa nên lượng xe tải, xe
container cũng gia tăng. Đồng thời khi mức sống càng cao thì con người có nhu cầu sử
dụng xe ô tô càng lớn.
Tại Việt Nam,ước tính hàng năm hoạt động giao thông vận tải tiêu thụ khoảng 30%
lượng xăng dầu nhập khẩu và phát thải khoảng 70% tổng lượng khí thải tại các đô thị lớn.
Ước tính hoạt động giao thông đóng gớp gần 85% lượng khí CO, 95% lượng VOCs. Hoạt
động công nghiệp là nguồn đóng góp chính đối với SO2. Đối với NOx thì tỷ lệ đóng góp
của hoạt động công nghiệp và giao thông bằng nhau.
Tỷ lệ phát thải các khí ô nhiễm của các phương tiện giao thông cũng khác nhau. Xe
gắn máy (phần lớn sử dụng xăng) là nguồn đóng góp chính các khí như CO, CxHy và
VOCs; trong khi xe tải (sử dụng dầu diesel) lại thải ra nhiều SO2 và NOx hơn.
Do quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh nên Việt Nam sẽ đối mặt với các vấn đề thách
thức nảy sinh trong các thập kỷ tới trong đó có vấn đề ô nhiễm không khí. Nhu cầu giao

20. 5
thông gia tăng nhưng hầu hết các tuyến đường quốc lộ, tỉnh lộ có bề rộng hẹp, nhiều
tuyến quá tải, gây ùn tắc giao thông và do đó lượng khí thải phát sinh rất lớn.
b. Hoạt động công nghiệp
Các loại hình hoạt động công nghiệp là nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí
đáng kể. Các tác nhân gây ô nhiễm phát sinh từ quá trình khai thác và cung ứng nguyên
vật liệu, khí thải từ các công đoạn sản xuất như đốt nhiên liệu hóa thạch, đốt lò hơi, hóa
chất bay hơi.
Nguồn này có đặc trưng là có thành phần chất ô nhiễm phụ thuộc vào loại hình sản
xuất, quy trình công nghệ, quy mô và nhiên liệu sử dụng. Khí thải thường có nồng độ chất
ô nhiễm cao, tập trung trong một khu vực. Các chất độc hại trong khí thải công nghiệp
được phân loại thành các nhóm: bụi, nhóm chất vô cơ và nhóm các chất hữu cơ; trong đó
SO2, NO2, TSP chiếm phần lớn tải lượng các chất ô nhiễm
c. Hoạt động xây dựng
Các hoạt động như đào đất, đập phá công trình cũ, vật liệu rơi vãi trong quá trình vận
chuyển cũng phát thải một lượng lớn bụi, gây ô nhiễm không khí khu vực xung quanh.
d. Hoạt động nông nghiệp và làng nghề
Hoạt động nông nghiệp bao gồm chăn nuôi và trồng trọt làm phát sinh một lượng khá
lớn các chất ô nhiễm không khí như CH4, NOx, CO2, NH3… Bên cạnh đó việc sử dụng
hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu … cũng làm bay hơi các khí độc, ảnh hưởng đến
sức khỏe con người và môi trường. Việc đốt rơm rạ, các chất thải nông nghiệp sau khi thu
hoạch phát sinh các khí, trong đó có aldehyte và bụi mịn gây ảnh hưởng xấu cho sức khỏe
con người.
Đối với làng nghề, các khí thải độc hại xuất phát từ việc sử dụng than (thường có chất
lượng thấp) làm nhiên liệu, sử dụng nguyên vật liệu, hóa chất trong quá trình sản xuất.
Tùy vào loại hình làng nghề mà các tác nhân ô nhiễm cũng đặc trưng. Ngành tái chế kim
loại có tải lượng ô nhiễm cao nhất do quá trình tái chế, gia công kim loại phát sinh hơi
axit, hơi kiềm, các oxit kim loại. Các làng nghề thực phẩm lại phát sinh nhiều khí có mùi
hôi như SO2, NO2, H2S, NH3,… Làng nghề thủ công mỹ nghệ lại phát sinh nhiều SO2 do
quá trình xử lý chống mốc cho các sản phẩm.
e. Hoạt động chôn lấp và xử lý chất thải
Các bãi rác lộ thiên là nơi tập trung chất thaỉ rắn, thành phần hữu cơ là chủ yếu nên
quá trình phân hủy sẽ tạo ra CH4 và CO2. Ước tính 30% các khí hình thành trong quá
trình phân hủy chất thải được thoát ra ngoài mà không cần một tác động nào.Hoạt động
đốt chất thải rắn cũng làm phát sinh NOx, CO, HCl, Dioxin

21. 6
1.1.2. Chất lượng không khí đô thị tại Việt Nam và trên thế giới
1.1.2.1. Tình hình ô nhiễm không khí tại các đô thị trên thế giới
Hầu hết các thành phố lớn của các quốc gia đang phát triển có nồng độ chất ô nhiễm
không khí cao hơn hướng dẫn của WHO, ở các quốc gia phát triển thì hầu hết đều nhỏ
hơn quy định của WHO. Ô nhiễm không khí là một nguồn ô nhiễm môi trường được quan
tâm ở các thành phố lớn vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân cũng như các
công trình kiến trúc, sự phát triển của thực vật… Bảng 1.1 thể hiện tổng hợp nồng độ các
tác nhân ô nhiễm không khí chính tại một số thành phố lớn trên thế giới (Hồ Minh Dũng,
2011).
Bảng 1.1. Nồng độ các tác nhân ô nhiễm không khí chính tại một số thành phố lớn trên
thế giới
Tên thành
phố, nước
Dân số,
triệu
người
Ozon, µg/m3
(trung bình
giờ cực đại)
Nồng độ các chất ô nhiễm sơ cấp, µg/m3
(Trung bình năm)
Bụi PM10 SO2 NO2
Tokyo,
Nhật Bản
33,4 - 49 - 18 68
Seoul,
Hàn Quốc
23,1 - 84 - 44 60
Mexico 22,0 546 201 52 46 55
New York,
Mỹ
21,8 272 - 24 26 70
Bombay,
Ấn Độ
21,1 - 240 - 33 39
Delhi, Ấn Độ 20,8 - 415 - 24 41
Sao Paulo,
Brasil
20,3 403 53 - 18 47
Thượng Hải,
Trung Quốc
18,6 - 246 - 53 73
Los Angeles,
Mỹ
17,9 22,5 - 39 9 66
Jakarta,
Indonesia
16,9 - 271 - - -
Osaka,
Nhật Bản
16,6 - 43 - 19 63
Moscow,
Nga
13,4 - 100 - -
80
Bắc Kinh,
Trung Quốc
12,4 - 337 - 90 122
Rio De
Janeiro,
12,2 - 60 - 50 40

22. 7
Tên thành
phố, nước
Dân số,
triệu
người
Ozon, µg/m3
(trung bình
giờ cực đại)
Nồng độ các chất ô nhiễm sơ cấp, µg/m3
(Trung bình năm)
Bụi PM10 SO2 NO2
Brasil
Tiêu chuẩn
WHO
- - 90 20 50 40
1.1.2.2. Ô nhiễm không khí tại các đô thị của Việt Nam
Môi trường không khí tại các đô thị của Việt Nam chịu ảnh hưởng của nhiều nguồn
thải. Theo báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2013, trong những năm gần đây,
chất lượng không khí ở các đô thị của Việt Nam chưa được cải thiện nhiều. Ô nhiễm bụi
và NOx là hai vấn đề đáng quan tâm ở Việt Nam, các thông số khác như CO, SO2đã có
dấu hiệu ô nhiễm ở các thành phố, đô thị lớn (Bộ Tài nguyên Môi trường, 2013)
a. Vấn đề ô nhiễm bụi
Bụi là tập hợp các phần tử vật chất có kích thước (đường kính) lớn hơn kích thước
phân tử nhưng nhỏ hơn 500µm. Ô nhiễm bụi được phản ánh qua các thông số:
- TSP (bụi lơ lửng tổng số): tập hợp các hạt có kích thước ≤ 100µm
- Bụi PM10: tập hợp các hạt có kích thước ≤ 10µm
- Bụi PM5: tập hợp các hạt có kích thước ≤ 5µm
- Bụi PM2,5: tập hợp các hạt có kích thước ≤ 2,5µm
- Bụi PM1: tập hợp các hạt có kích thước ≤ 1µm
Trong thành phần bụi thì tỷ lệ bụi mịn tương đối cao và biến động theo thời gian, theo
khu vực. Ở khu vực phía Bắc, do đặc trưng của khí hậu cận nhiệt đới ẩm; sự dao động
nồng độ bụi theo quy luật: ô nhiễm thường xảy ra vào các tháng có nhiệt độ thấp hoặc
không khí khô làm cản trở sự phân tán các chất ô nhiễm ở tầng mặt. Đối với khu vực
Trung Bộ, do nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, nền nhiệt ổn địnhnên sự khác biệt về
nồng độ bụi PM10 không rõ rệt. Ở miền Nam, khí hậu có sự phân hóa theo mùa; nồng độ
bụi có sự khác biệt đáng kể giữa mùa mưa và mùa khô

23. 8
Hình 1.1. Diễn biến nồng độ TSP (trung bình 24h) trong không khí xung quanh tại một số
tuyến đường đô thị giai đoạn 2008-2012
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia 2013)
Ô nhiễm bụi biểu hiện rõ ở cạnh các trục giao thông. Số liệu quan trắc tại các điểm
ven đường nằm trong chương trình quan trắc ba vùng kinh tế trọng điểm giai đoạn từ
2008-2013 có tỷ lệ giá trị vượt QCVN 05:2013/BTNMT dao động từ 42% ở miền Trung,
44% ở miền Nam và 68% ở miền Bắc.Nồng độ bụi (TSP, PM10, PM2.5 và PM1) cũng tăng
cao ở các trục giao thông vào giờ cao điểm do số lượng phương tiện giao thông cao nhất
trong ngày và tình trạng kẹt xe dẫn đến sự gia tăng lượng phát thải (Báo cáo hiện trạng
Môi trường Quốc gia, 2013).
Kích thước các hạt bụi càng nhỏ thì càng dễ xâm nhập vào hệ hô hấp, gây nên các
bệnh về hô hấp. Các hạt bụi mịn thường có tính axit, có kích thước rất nhỏ nên tồn tại rất
lâu trong khí quyển và phát tán đi xa nên ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người lớn hơn
bụi thô (Hồ Minh Dũng, 2006).
b. Ô nhiễm NOx
NOx là hỗn hợp hai khí NO và NO2, nó phản ánh mức ô nhiễm tổng hợp của hai khí
trên. Ở các đô thị, NOx chủ yếu từ hoạt động giao thông và công nghiệp nên nồng độ NOx
tăng cao vào giờ cao điểm buổi sáng và buổi chiều khi mật độ giao thông cao. Ở Việt
Nam, nồng độ NO2 trong không khí các đô thị vẫn duy trì xấp xỉ ngưỡng QCVN
05:2013/BTNMT, số lần vượt không nhiều và tập trung chủ yếu ở khu vực ven đường
(Báo cáo hiện trạng Môi trường Quốc gia, 2013).

24. 9
Hình 1.2. Diễn biến nồng độ NO2 (trung bình 24h) trong không khí xung quanh tại một
số tuyến đường đô thị giai đoạn 2008-2012
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia 2013)
NO2 là sản phẩm chuyển hóa của NO sau khi NO được phát tán vào môi trường không
khí. Nồng độ NO2 thường tăng mạnh sau khi NO phát tán vào môi trường. NO2 có khả
năng phản ứng với các gốc hydroxyl (HO) trong khí quyển để hình thành HNO3, là một
trong những nguyên nhân gây mưa axit. Việc tiếp xúc quá lâu với không khí bị ô nhiễm
NOx là nguyên nhân gây các bệnh về phổi. NOx còn gây tác hại, ăn mòn các công trình
kiến trúc, ảnh hưởng đề sự sinh trưởng của thực vật (Phạm Ngọc Đăng, 1997).
c. Ô nhiễm CO
Nồng độ khí CO có sự khác nhau rõ ràng giữa các tuyến đường lớn ở TP. Hồ Chí
Minh, Hà Nội với các tuyến đường có mật độ trung bình ở Cần Thơ, Nghệ An… và các
địa phương khác có tốc độ phát triển chậm hơn.

25. 10
Hình 1.3. Diễn biến nồng độ CO trung bình 24h trong không khí xung quanh tại một số
tuyến đường đô thị và khu dân cư giai đoạn 2008-2012
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia, 2013)
Khí CO phát sinh do việc đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Ở nồng độ thấp, CO
không nguy hiểm do được chuyển hóa thành CO2. Ở nồng độ cao thì đó là một khí rất độc
do nó phản ứng với Hemoglobin (Hb) trong máu gây thiếu oxy. Hb là tác nhân vận
chuyển Oxi trong máu, khi CO kết hợp với Hb thì không còn tác nhân vận chuyển Oxy
(Phạm Ngọc Đăng, 1997).
d. SO2
SO2được phát sinh từ quá trình đốt than và dầu chứa lưu huỳnh. Đó là một khí có tính
axit, là nguyên nhân gây mưa axit, cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe con người, sự sinh
trưởng của cây cối, ăn mòn các công trình kiến trúc.Khí SO2 phát sinh từ quá trình đốt
nhiên liệu than đá và dầu chứa lưu huỳnh.

26. 11
Hình 1.4. Diễn biến nồng độ SO2 trung bình năm trong không khí xung quanh tại một số
tuyến đường đô thị và khu dân cư giai đoạn 2008-2012
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia 2013)
So sánh số liệu quan trắc từ nhiều tỉnh thành cho thấy, các khu vực chịu tác động từ
nhiều nguồn ô nhiễm như giao thông và công nghiệp thì nồng độ SO2 và CO trong không
khí cao hơn các đô thị khác (Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia 2013).
1.1.3. Tổng quan về chất lượng không khí tại Bình Dương
1.1.3.1. Hiện trạng chất lượng không khí
Nguồn gây ô nhiễm không khí trên địa bàn tỉnh Bình Dương chủ yếu là do hoạt động
giao thông vận tải đường bộ, xây dựng và sản xuất công nghiệp, với thành phần ô nhiễm
chủ yếu là bụi, tiếng ồn, CO, SO2 và NOx và VOC. Trong đó, hoạt động giao thông vận
tải chiếm tỉ lệ khoảng 70% (Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh Bình Dương, 2015).
Ngoài ra, hoạt động xử lý chất thải, sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của dân cư
cũng góp phần gây ô nhiễm không khí với thành phần ô nhiễm là NH3, H2S, CH3SH...Tuy
nhiên, so với hoạt động giao thông vận tải và sản xuất công nghiệp thì các nguồn ô nhiễm
này không lớn. Diễn biến nồng độ bụi, SO2, NO2 tại các trạm quan trắc của tỉnh được
trình bày ở hình 1.5 đến hình 1.7.
Kết quả quan trắc cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm không khí như CO, SO2, NO2 và
VOC đều đạt quy chuẩn môi trường không khí xung quanh (QCVN 05:2013/BTNMT).
Nồng độ bụi trung bình trong giai đoạn 2011 - 2014 dao động từ 60 đến 681 µg/m3
. Các
khu vực có nồng độ bụi vượt quy chuẩn cho phép chủ yếu là khu vực khai thác khoáng
sản như mỏ đá Thường Tân hoặc những khu vực có mật độ giao thông cao như ngã tư
Miếu Ông Cù, nhà máy Victory cách khu dân cư Thuận Giao 300 m..., mức độ ô nhiễm

27. 12
không lớn, vượt quy chuẩn từ 1,07 - 2,27 lần. Các khu vực khác nồng độ bụi đều đạt quy
chuẩn cho phép (Báo cáo Hiện trạng Môi trường tỉnh Bình Dương giai đoạn 2010-2015,
2015).
Hình 1.5. Diễn biến nồng độ bụi tại các điểm quan trắc giai đoạn 2006 - 2014
Hình 1.6. Diễn biến nồng độ SO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014

28. 13
Hình 1.7. Diễn biến nồng độ NO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014
1.1.3.2. Dự báo chất lượng không khí đến năm 2020
Đến năm 2020, tổng tải lượng các chất ô nhiễm của từng nguồn ô được ước tính như
bảng 1.2 (Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh Bình Dương, 2015).
Bảng 1.2. Dự báo tải lượng các chất ô nhiễm không khí từ các nguồn ô nhiễm năm 2020
STT Nguồn phát sinh
Tải lượng ô nhiễm (Tấn/năm)
Bụi SO2 NOx CO
01 Công nghiệp 40.609 441.505 75.577 11.280
02 Giao thông vận tải 2.413 2.867 27.713 244.026
03 Xây dựng 900 - - -
04 Sinh hoạt đô thị 269 57 44 8.508
Tổng cộng 44.191 444.429 103.334 263.814
Nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí trên địa bàn tỉnh Bình Dương đến năm
2020 chủ yếu là do hoạt động sản xuất công nghiệp và hoạt động giao thông. Do vậy, tỉnh
cần tập trung kiểm soát các nguồn thải này, nếu không sẽ gây ô nhiễm không khí cục bộ
nhiều nơi trên địa bàn tỉnh (Báo cáo hiện trạng Môi trường tỉnh Bình Dương giai đoạn
2010-2015, 2015).
1.1.4. Sơ lược về đại lộ Bình Dương
Đại lộ Bình Dương là một đoạn của Quốc Lộ 13 đi qua địa bàn tỉnh Bình Dương.
Quốc lộ 13 là trục đường chiến lược quan trọng xuất phát từ TP. Hồ Chí Minh, đi dọc

29. 14
suốt chiều dài của tỉnh từ Nam lên phía Bắc nối với tỉnh Bình Phước và đi qua Vương
quốc Campuchia đến biên giới Thái Lan. Ngoài ý nghĩa chiến lược về kinh tế, đây là
tuyến quan trọng trong an ninh quốc phòng(Sở Giao thông Vận tải tỉnh Bình Dương,
2015)
Đại lộ Bình Dương bắt đầu từ cầu Vĩnh Bình (ranh Tp.Hồ Chí Minh) đến cầu Tham
Rớt (ranh tỉnh Bình Phước) có chiều dài 64 km, mặt nhựa rộng 23,0 - 25,0m, nền rộng
28,0 - 33,0m, chất lượng nền đường tốt. Tuyến đường này đóng vai trò như trục giao
thông chính ở địa phương; dẫn vào khu dân cư thành thị đông đúc (TP. Thủ Dầu Một, Mỹ
Phước,thành phố Mới, Bàu Bàng) và những khu công nghiệp quan trọng (VSIP I, II, Việt
Hương, Mỹ Phước.
Đại lộ Bình Dương có tổng cộng 270 giao cắt từ đường giao thông vào quốc lộ. Trong
đó, có 4 điểm giao cắt từ đường tỉnh, 15 điểm giao cắt từ đường huyện, 68 điểm giao cắt từ
đường đô thị, 149 điểm giao cắt từ đường xã, 34 điểm giao cắt từ đường chuyên dùng. Chi
tiết số lượng ngã tư, ngã ba rẽ trái, phải như sau:
Bảng 1.3. Số lượng điểm đấu nối đường giao thông vào đại lộ Bình Dương
Stt Tên đường đấu nối Số lượng
Ngã
tư
Ngã ba
Rẽ phải Rẽ trái
1 Đường tỉnh 4 2 2
2 Đường huyện 14 4 4 6
3 Đường đô thị 68 5 38 25
4 Đường xã 149 4 83 62
5 Đường chuyên dùng 35 20 15
Tổng số 270 13 147 110
(Nguồn:Quy hoạch GVTV tỉnh Bình Dương đến năm 2020, định hướng đến năm 2030)
Khoảng cách trung bình giữa hai điểm giao cắt là 0,28 km, bên phải 160 điểm với
khoảng cách trung bình 0,23 km, bên trái 123 điểm với khoảng cách trung bình 0,2 km.
Ngoài ra, do thói quen lâu đời của người dân thường sinh sống dọc theo các tuyến quốc lộ
nên đã hình thành các cụm và tuyến dân cư nằm hai bên tuyến đường (thị trấn, thị tứ..), các
chợ, trường học cùng các khối cơ quan. Điều này đã làm tăng đáng kể các điểm đấu nối trực
tiếp vào các quốc lộ dẫn tới các xung đột tăng lên, gây ảnh hưởng đến lưu thông của các
phương tiện trên quốc lộ. Số lượng các phương tiện có tải trọng lớn lưu thông với mật độ
cao, ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ cũng như an toàn giao thông. Trong tương lai, do sự
phát triển kinh tế, sự gia tăng nhu cầu giao thông vận tải hàng hóa và số lượng phương

30. 15
tiện giao thông cá nhân nên dự báo lưu lượng phương tiện giao thông qua đại lộ Bình
Dương sẽ tăng nhanh.
1.2. Nguồn thải giao thông và các mô hình ước tính tải lượng chất ô nhiễm từ nguồn
giao thông
1.2.1. Các đặc trưng của nguồn thải giao thông
Nguồn thải giao thông là nguồn ô nhiễm rất thấp, di động; các phương tiện giao thông
đường bộ, đường sắt di chuyển theo một tuyến đường nhất định, nên chúng sẽ tạo ra một
nguồn thải dạng đường và chủ yếu gây ô nhiễm cho khu vực ven đường. Bên cạnh đó,
các khu vực đô thị có mật độ phương tiện giao thông cao nên tải lượng chất ô nhiễm lớn
và do ảnh hưởng của các công trình nên cản trở sự phát tán. Đó là nguyên nhân làm con
người dễ dàng hít phải các khí độc hại từ phương tiện giao thông hơn khí thải từ hoạt
động công nghiệp (ống khói cao nên khí thải được phát tán đi xa).
Đối với giao thông đường bộ, mạng lưới giao thông được chia thành những đơn vị
riêng biệt giữa các điểm giao nhau và tạo ra các tuyến nhỏ hơn; sự phát thải tổng hợp
được xác định bằng tổng phát thải trên mỗi tuyến. Khả năng khuếch tán các chất ô nhiễm
phụ thuộc vào địa hình và quy hoạch kiến trúc của các khu dân cư, đô thị hai bên đường
(Trần Ngọc Chấn, 2001; Phạm Ngọc Đăng, 1997). Các mô hình phân tán thường tạo ra
các công thức tính nồng độ cuối hướng gió từ nguồn đường dựa trên việc điều chỉnh từ
các mô hình áp dụng cho nguồn điểm.
Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải đường bộ chủ yếu sử dụng động cơ đốt
trong. Sự đốt cháy lý tưởng chỉ tạo ra các sản phẩm ít độc hại như CO2 và hơi nước. Nếu
quá trình đốt cháy không hoàn toàn do thiếu oxy thì nhiên liệu không được chuyển hóa
hoàn toàn nên sẽ phát sinh các chất độc hại như: muội, khói đen, CO, NO, SO2, chì, các
hợp chất hydrocacbon, andehyt ….
Sự phát thải các chất ô nhiễm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại nhiên liệu sử dụng,
loại động cơ, tuổi thọ động cơ, chế độ vận hành và bảo dưỡng xe, điều kiện đường sá, mật
độ giao thông, tải trọng xe…. Trong đó loại nhiên liệu sử dụng sẽ quyết định thành phần
các chất ô nhiễm. Một số đặc trưng của khói thải từ xe sử dụng xăng và dầu diesel như
sau (Hồ Minh Dũng, 2011)
a. Xe chạy xăng:
- THC: 900 ppm (quy theo hexan)
- CO: 3,5%
- NOx: 1500 ppm
- Chì: ở dạng hợp chất như oxit, clorua, bromua, sunfat, phosphat …

31. 16
b. Xe chạy dầu:
- THC: 100 – 600 ppm (quy theo hexan)
- CO < 1000 ppm
- NOx : 10 – 1000 ppm
- Formandehyde: 5-20 ppm
- SOx, khói đen, bụi
1.2.2. Phương pháp xác định hệ số phát thải
Hệ số phát thải thay đổi theo loại động cơ (sử dụng xăng hay dầu, động cơ 2 thì hay 4
thì), điều kiện vận hành, chế độ bão dưỡng… Hiện nay có 2 phương pháp chính để xác
định hệ số phát thải các chất ô nhiễm do hoạt động giao thông (Hồ Minh Dũng, 2011):
- Phương pháp đo đạc trong phòng thí nghiệm: đo trực tiếp khí thải trên từng loại
phương tiện giao thông sử dụng lực kế (dynamometer)
- Phương pháp đo đạc trực tiếp trên đường: xác định hệ số phát thải của từng loại
phương tiện trong đều kiện giao thông thực tế
1.2.2.1. Phương pháp đo đạc trong phòng thí nghiệm
- Nguyên tắc: Quá trình thực nghiệm được thực hiện trên lực kế theo quy trình đã
được thiết kế sẵn. Quy trình thí nghiệm do Ủy ban kinh tế châu Âu đưa ra (quy trình
chuẩn) bao gồm các giai đoạn: chạy không (240 giây), tăng tốc (168 giây), chạy đều (228
giây) ở 4 tốc độ (15, 32, 35, 50 km/h) và giảm tốc (144 giây). Trong suốt quá trình thí
nghiệm, khí thải thoát ra được nối trực tiếp với thiết bị thu mẫu, tiến hành lấy mẫu rồi
phân tích các thông số theo quy chuẩn. Hệ số phát thải được xác định dựa trên nồng độ
chất ô nhiễm tại ống thải, thể tích khí thải, tổng chiều dài đoạn đường vận hành trong chu
trình thí nghiệm.
- Nghiên cứu của Tsai J. H. (2000) cho thấy khi sử dụng cùng một loại nhiên liệu, hệ
số phát thải của THC và CO từ xe gắn máy 2 thì cao của xe 4 thì; đối với NOx thì ngược
lại (bảng 1.4).
Bảng 1.4. Hệ số phát thải của xe gắn máy theo phương pháp đo đạc trong phòng thí
nghiệm
Loại xe
gắn máy
Hệ số phát thải (g/km)
CO NOx THC VOCs
Xe 2 thì Mới – có xúc tác 2,63 ±
1,96
0,035 ±
0,035
3,28 ±
2,01
2,59 ±
2,43

32. 17
Loại xe
gắn máy
Hệ số phát thải (g/km)
CO NOx THC VOCs
Đang sử dụng – có xúc tác 21,72
±13,86
0,016 ±
0,006
15,16 ±
12,36
5,17 ±
3,70
Đang sử dụng – không có xúc
tác
39,92 ±
27,18
0,015 ±
0,003
20,04 ±
10,29
7,89 ±
6,37
Xe 4 thì Mới – không có xúc tác 5,66 ±
0,76
0,46 ±
0,040
1,50 ±
1,49
0,15 ±
0,065
Đang sử dụng – có xúc tác 36,10 ±
13,58
0,25 ±
0,13
3,20 ±
0,56
2,22 ±
0,81
(Nguồn: Hồ Minh Dũng, 2011)
Một số nghiên cứu xác định hệ số phát thải của bụi từ các phương tiện giao thông cho
thấy hệ số phát thải bụi hạt của các phương tiện giao thông sử dụng dầu diesel cao hơn so
với các phương tiện sử dụng xăng.
- Nhận xét chung:
+ Thí nghiệm bằng lực kế là một trong những phương pháp tiêu chuẩn nhằm xác
định hệ số phát thải của các phương tiện giao thông.
+ Tuy nhiên các thí nghiệm này không thể phản ánh một cách chính xác những yếu
tố khách quan trong điều kiện giao thông thực tế như đoạn đường đi được, sự thay đổi
động cơ, bay hơi của nhiên liệu, tình trạng bảo dưỡng …
+ Bên cạnh đó những thí nghiệm như thế này lại đòi hỏi chi phí cao và thời gian
dài.
1.2.2.2. Phương pháp đo đạc trực tiếp trên đường:
- Nguyên tắc: đây là phương pháp xác định gián tiếp hệ số phát thải, bao gồm các
cách tiếp cận như nghiên cứu trong đường hầm, dùng mô hình tính ngược ở quy mô nhỏ.
+ Đối với phương pháp đường hầm, tải lượng chất ô nhiễm được xác định dựa trên
sự chênh lệch nồng đồ và lưu lượng khí ở đầu ra và đầu vào của đường hầm.
+ Đối với phương pháp mô hình tính ngược: dựa trên mô hình chất lượng không
khí (mô tả mối quan hệ giữa tải lượng ô nhiễm, các điều kiện khí tượng và nồng độ chất ô
nhiễm trong môi trường), từ kết quả đo đạc nồng độ các chất ô nhiễm và điều kiện khí
tượng thực tế để xác định tải lượng chất ô nhiễm.
- Áp dụng: kỹ thuật này được áp dụng để xác định hệ số phát thải ở nhiều thành phố
khác nhau trên thế giới với mô hình thường được dùng là CALINE, OSPM.

33. 18
- Phương pháp này có ưu điểm là giá thành nghiên cứu thấp, có thể xác định hệ số
phát thải trong điều kiện thực tế của hoạt động giao thông ở các vùng khác nhay. Phương
pháp này không những xác định phát thải từ động cơ mà còn xác định được phát thải từ
sự bay hơi của nhiên liệu. Tuy nhiên phương pháp này chỉ tính được phát thải ở một số
tốc độ giới hạn của các phương tiện tham gia giao thông; việc phân loại các phương tiện
giao thông không chi tiết mà chỉ phân theo các nhóm chính và gặp phải sai số nhất định.
1.2.3. Mô hình ước tính tải lượng phát thải các chất ô nhiễm từ phương tiện giao
thông
Tải lượng các chất ô nhiễm không khí sơ cấp do hoạt động giao thông được xác định
dựa trên số lượng phương tiện giao thông và hệ số phát thải của từng loại phương tiện. Hệ
số phát thải (emission factor_EF) được định nghĩa là khối lượng phát thải của chất ô
nhiễm không khí (mg hoặc g) trên một đoạn đường (km) di chuyển của từng loại phương
tiện giao thông. Độ chính xác của kết quả tải lượng ô nhiễm phụ thuộc vào độ chính xác
của hệ số phát thải sử dụng.
Các tiếp cận chính để ước tính tải lượng chất ô nhiễm từ nguồn giao thông là
Bottpm_Up, Top_Down và kết hợp hai phương pháp trên.
1.2.3.1. Tiếp cận Bottom-Up
Phương pháp này áp dụng để tính phát thải cho từng nguồn phát thải. Phương trình mô
tả cho phương pháp này như sau: (Hồ Quốc Bằng, 2014)
(1.1)
Trong đó:
- Eip,ie: phát thải chất ô nhiễm (ip) của phương tiện giao thông (ie)
- x,y: vị trí của phương tiện giao thông
- t: thời điểm trong ngày
- ip: chất ô nhiễm (CH4, NOx, NMVOCs, CO …)
- ie: loại phương tiện giao thông (xe gắn máy, ô tô, xe buýt …)
- eip,ie: hệ số phát thải của từng chất ô nhiễm của mỗi phương tiện giao thông thuộc
loại ie.
- Aie: số lượng phương tiện giao thông loại ie
Công thức tính tổng phát thải:
(1.2)
Như vậy việc tính toán phát thải là tính cho từng loại phương tiện và bằng tổng phát
thải tại từng vị trí và thời điểm trong ngày.

34. 19
Do đó phương pháp này có độ chính xác về mặt không gian và thời gian. Cách tiếp
cận này thích hợp cho việc áp dụng ở quy mô nhỏ (quy mô thành phố và nhỏ hơn).
Phương pháp này đòi hỏi lượng dữ liệu đầu vào lớn và rất khó thu thập ở các nước
đang phát triển. Phương tiện giao thông được chia thành hơn 120 kiểu xe (model) khác
nhau theo loại nhiên liệu, theo dung tích bình, theo chuẩn phát thải (pre-EURO 1, EURO
1, EURO 2, EURO 3)… Ở Việt Nam cũng như các nước đang phát triển, việc phân chia
thành nhiều loại phương tiện và xác định hệ số phát thải cho chúng là rất khó khăn. Bên
cạnh đó phương pháp này cũng đòi hỏi nhiều thời gian cho việc tính toán, xử lý kết quả.
1.2.3.2. Tiếp cận Top-down
Nguyên tắc: tổng lượng phát thải được ước tính bằng cách sử dụng tất cả các hoạt
động có trong khu vực quan tâm và hệ số phát thải trung bình chung cho tất cả các loại
phương tiện (Hồ Quốc Bằng, 2014).
Phương trình mô tả:
(1.3)
Phương pháp này có ưu điểm là dễ sử dụng vì cần ít dữ liệu đầu vào và tính toán phát
thải một cách nhanh chóng. Phương pháp này thích hợp cho việc ước tính ở quy mô lớn
như cấp quốc gia. Phương pháp này có nhược điểm là kết quả có độ tin cậy không cao.
1.2.3.3. Kết hợp phương pháp Top – Down và Bottom - Up
Để khắc phục những nhược điểm của hai cách tiếp cận chính để tính toán tải lượng
phát thải từ phương tiện giao thông đó là Bottom – Up và Top – Down, nhiều nghiên cứu
đã sử dụng kết hợp 2 cách tiếp cận này để xây dựng nên mô hình mới, EMISSEN là một
ví dụ điển hình. Trong mô hình này, phương tiện giao thông được chia thành 5 loại: xe
gắn máy, xe hơi, xe tải nặng, xe tải nhẹ, xe buýt. Đồng thời đường giao thông cũng được
nhóm thành 5 loại đường chính để điều tra lưu lượng xe. Như vậy chỉ cần khảo sát trên
một số tuyến đường thuộc các nhóm này chứ không cần khảo sát toàn bộ đường giao
thông.
Đối với hệ số phát thải, đã có một số nghiên cứu đã xác định hệ số phát thải của 5 loại
phương tiện chính là xe gắn máy, xe hơi, xe tải nặng, xe tải nhẹ, xe buýt (Hồ Minh Dũng,
2011; Kristesson, 2004).Đối với một số chất chưa xác định được hệ số như CH4, có thể sử
dụng hệ số phát thải của của COPERT IV.
1.3. Mô hình phát tán chất ô nhiễm
Trên thế giới, mô hình tính toán ô nhiễm không khí được phân loại theo hai hướng
chính sau (Bùi Tá Long, 2014):

35. 20
- Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết toán học Gauss. Các nhà
toán học có công phát triển mô hình này là Taylor (1915), Sutton (1925 – 1953), Turner
(1961 – 1964), Pasquill (1962 – 1971), Seifeld (1975) và gần đây được các nhà khoa học
môi trường của các nước như Mỹ, Anh, Pháp, Hunggari, Ấn độ, Nhật Bản, Trung Quốc,...
ứng dụng và hoàn thiện mô hình tính theo điều kiện của mỗi nước.
- Mô hình thống kê thủy động, hoặc lý thuyết nửa thứ nguyên (còn gọi là mô hình
K). Mô hình này được Berliand (Nga) hoàn thiện và áp dụng ở Liên Xô.
Mô hình Sutton được phát triển trên nền tảng của mô hình Gauss. Trong mô hình
Gauss, nồng độ chất ô nhiễm từ một nguồn phát thải được biểu diễn bằng sự phân bố
nồng độ các chất trong không gian 3 chiều (x, y, z).Trong thực tế trục của nguồn phát là
không ổn định, nhưng ta có thể xem nó dao động quanh một vị trí một đường trục trung
bình. Nồng độ ô nhiễm phân bố trên các mặt cắt đứng theo hàm Gauss và đối xứng trục
nguồn phát thải. Phương trình khuyếch tán Gauss phụ thuộc vào cường độ thải các nguồn,
tác động gió, chiều cao và đặc biệt là điều kiện khí quyển.Mô hình Sutton được phát triển
từ mô hình hình Gauss, phản ánh được yếu tố đó đến sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm từ
nguồn giao thông. Do đó, đề tài sẽ chọn mô hình Sutton để tính toán sự lan truyền chất ô
nhiễm và đánh giá tác động môi trường của các phương tiện giao thông trên đại lộ Bình
Dương.
1.3.1. Mô hình hóa ô nhiễm không khí theo phương pháp Gauss
1.3.1.1. Phương trình tổng quát về phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển
Mô hình khuyếch tán chất ô nhiễm trong không khí là mô hình toán học thể hiện giá
trị nồng độ chất ô nhiễm phân bố trong không gian và thay đổi theo thời gian.
Trong trường hợp tổng quát, trị số trung bình của nồng độ ô nhiễm trong không khí
phân bố theo thời gian và không gian được mô tả từ phương trình chuyển tải vật chất (hay
là phương trình truyền nhiệt) và biến đổi hoá học đầy đủ như sau: (Bùi Tá Long, 2014)
x y z c
C C C C C C C C
u v w k k k C C w
t x y z x x y y z z z
 
 
          
   
+ + + = + + + − +
 
   
          
   
 
(1.4)
Trong đó:
C : Nồng độ chất ô nhiễm trong không khí.
x,y,z : Các thành phần toạ độ theo trục Ox, Oy, Oz.
t : Thời gian.
Kx, Ky, Kz : các thành phần của hệ số khuyếch tán rối theo các trục Ox, Oy, Oz.
u, v w : Các thành phần vận tốc gió theo trục Ox, Oy, Oz.
Wc : Vận tốc lắng đọng của các chất ô nhiễm

36. 21
 : Hệ số tính đến sự liên kết của chất ô nhiễm với các phần tử khác của môi
trường không khí.
 : Hệ số tính đến sự biến đổi chất ô nhiễm thành các chất khác do những quá
trình phản ứng hoá học xảy ra trên đường lan truyền.
Tuy nhiên phương trình (1.1) trên rất phức tạp và nó chỉ là một hình thức mô phỏng
sự lan truyền ô nhiễm. Trên thực tế để giải phương trình này người ta phải tiến hành đơn
giản hoá trên cơ sở thừa nhận 1 số điều kiện gần đúng bằng cách đưa ra các giả thuyết
phù hợp với điều kiện cụ thể sau:
- Nếu hướng gió trùng với trục Ox thì thành phần tốc độ gió chiếu lên trục Oy sẽ
bằng 0, có nghĩa là v = 0.
- Tốc độ gió thẳng đứng thường nhỏ hơn rất nhiều so với tốc độ gió nên có thể bỏ
qua, có nghĩa là w = 0. Trong nhiều trường hợp, nếu xét bụi nhẹ thì Ws = 0 (trong trường
hợp bụi nặng thì lúc đó ta sẽ cho Ws 0).
- Nếu bỏ qua hiện tượng chuyển pha (biến đổi hoá học) của chất ô nhiễm cũng như
không xét đến chất ô nhiễm được bổ sung trong quá trình khuyếch tán thì 0
 
= = .
Như vậy sau các giả thiết và chấp nhận 1 số điều kiện gần đúng thì phương trình ban
đầu được viết dưới dạng là:
y z
C C C C
u k k
t x y y z z
   
   
 
 
 
 
     
+ = +
     
(1.5)
Nếu giả sử rằng các hệ số ,
y z
k k là không đổi thì phương trình (2) được viết lại là:
2 2
2 2
z
y
C C C C
u k k
t x y z
   
+ = +
   
(1.6)
Trong trường hợp không tính đến thành phần phi tuyến
C
u
x


thì phương trình (1.3)
được viết là:
2 2
2 2
z
y
C C C
k k
t y z
  
= +
  
(1.7)
Phương trình (1.4) là dạng phương trình truyền nhiệt 2 chiều. Tùy theo điều kiện ban
đầu và điều kiện biên mà ta có các nghiệm giải tích khác nhau. Các nghiệm của phương
trình (1.4) như sau:
▪ Đối với quá trình lan truyền ô nhiễm 1 chiều, phương trình (1.4) có nghiệm là:

37. 22
2
4
1/2
( , )
2
x
x
tk
x
Q
C x t e
tk

−
= (1.8)
Đây là nghiệm của bài toán lan truyền ô nhiễm một chiều với nguồn thải Q. Cùng với
điều kiện biên x →  thì 0
C → (Nồng độ ô nhiễm tại một điểm càng giảm khi điểm càng
tiến xa khỏi chân nguồn thải )
▪ Đối với bài toán 2 chiều, ta có nghiệm tương tự:
2
2
1
4
1/2
( , , )
4( )( )
x y
y
x
t k k
x y
Q
C x y t e
t k k

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
− +
= (1.9)
▪ Đối với bài toán 3 chiều, ta có nghiệm tương tự:
2
2 2
1
4
3/2 1/2
( , , , )
8( ) ( )
z
x y
y
x z
t k k k
z
x y
Q
C x y z t e
t k k k

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
− + +
= (1.10)
Với Q – lương phát thải chất ô nhiễm tại nguồn điểm tức thời, g hoặc kg.
1.3.1.2. Công thức cơ sở xác định sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo luật phân
phối chuẩn Gauss
Lượng chất ô nhiễm trong luồng khói có thể được xem như tổng hợp của vô số khói
phụt tức thời, được gió chuyển tải đi và dần dần nở rộng ra khí ra xa ống khói giống như
một ổ bánh mì được cắt ra thành nhiều “lát” mỏng và xếp kề mép lên nhau (hình 1.8).
Lượng chất ô nhiễm trong từng lát mỏng trong luồng khói có thể được xem như nhau,
tức là bỏ qua sự trao đổi chất từ “lát” này sang “lát” kề bên trên trục x. Từ cách lập luận
đó, bài toán lan truyền chất ô nhiễm được xem như bài toán hai chiều và công thức (1.6)
được chọn để áp dụng cho trường hợp này.

38. 23
Hình 1.8. Biểu đồ luồng khói bằng các khối phụt tức thời và liên tục
Nếu thiết lập sự cân bằng vật chất trong từng “lát” khói có bề dày 1m theo chiều x vá
các chiều y, z là vô cực khi các lát khói chuyển động cùng với vận tốc gió u thì thời gian
để từng lát đi qua khỏi ống khói là 1 m/u và do đó lượng chất ô nhiễm chứa trong “lát”
khói sẽ là Q = M x 1/u
Ngoài ra, cấn lưu ý rằng bài toán hai chiều ở đây là chiều y và z thay vì cho chiều x và
y trong công thức (1.6).
Khi đó công thức (1.6) sẽ trở thành :
2 2
1
4
1/2
4 ( )
z
y
y z
t k k
z
y
M
C e
ut k k

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
− +
= (1.11)
Đặt:
2
0.5
y y
u
k
x

=
2
0.5
z z
u
k
x

=
x
t
u
=
Trong đó y
 và z
 được gọi là hệ số khuyếch tán theo phương ngang và phương
đứng, có thứ nguyên là độ dài bằng m, ta được:
a)
b)
u
c)
d)

39. 24
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2 2 2
2 2
z
y y z
y z y z
z z
y y
M M
C e e e
u u
   
     
 
 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
 
   
 
 
     
− + − −
= = (1.12)
Đây là công thức cơ sở của mô hình lan truyền chất ô nhiễm theo luật phân phối
chuẩn Gauss hay còn gọi là “mô hình Gauss” cơ sở.
1.3.2. Mô hình phát tán chất ô nhiễm từ phương tiện giao thông
1.3.2.1. Cơ sở lý thuyết của mô hình Sutton
Sutton O.G. trong những năm 1932 – 1953 đã có nhiều nghiên cứu mô hình phát tán ô
nhiễm không khí. Mô hình lan truyền chất ô nhiễm của Sutton ngoài việc áp dụng để đánh
giá cho các nguồn điểm có độ cao h (như ống khói của các nhà máy) cũng được áp dụng
đối với nguồn điểm ở mặt đất (không có độ cao h và đặt ở gốc toạ độ).[7,10]
Phương trình mô tả lan truyền chất ô nhiễm của Sutton được xuất phát từ phương trình
lan truyền cơ bản sau:
x y z
C C C C
V Vz k k
x z y y z z
 
     
 
+ = +  
 
     
 
 
(1.13)
Và các điều kiện sau:
- x→ 0  C→
- x, y, x → C → 0
- Thông lượng chất ô nhiễm trên bề mặt trải dưới bằng 0
z
C
k
z


→ 0 khi z → 0
- Thông lượng chất ô nhiễm qua 1 mặt phẳng bất kỳ vuông gốc với hướng gió thì
không đổi và bằng công suất của nguồn thải M.
0
. ( , )
M uC y z dydz
+ +
−
=   Khi x>0 (1.14)
Xuất phát từ cơ sở lý thuyết thông kê Gauss, Sutton giải phương trình đã được đơn
giản hóa với các điều kiện phụ cho kết quả sau đối với nguồn điểm liên tục không có độ
cao đặt tại gốc tọa độ:
2 2
2
2 2
. . 2
2
( , , )
. .
n
z
y
y z
x
C C
n
z
y
M
C x y z e
u C C x

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
−
− +
−
= (1.15)

40. 25
Trong đó:
- M : công suất nguồn thải (mg/s)
- u : tốc độ gió trung bình tại mặt đất (m/s)
- C(x, y, z) : nồng độ chất ô nhiễm (mg/m3
)
- Cy, Cz : các hệ số khuyếch tán rối suy rộng của Sutton
- n : liên quan đến chỉ số tầng kết nhiệt
Nồng độ chất ô nhiễm đối với nguồn điểm không có độ cao (như các nguồn khoan,
xúc bốc, nổ mìn trong khai thác mỏ, cửa thông gió từ các hầm lò, trong các phân xưởng
nhà máy công nghiệp) tại mặt đất được tính theo công thức sau:
2
2
2
. . 2
2
( , , )
. .
n
y
y
x
C
n
z
y
M
C x y z e
u C C x

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
−
−
−
= (1.16)
Đối với nguồn điểm liên tục trên cao có độ cao hiệu dụng H đặt tại gốc tọa độ, mô
hình Sutton có dạng:
.
. .
2 2 2
2
2 2 2 2 2
.
( ) ( )
2
( , , )
. .
n
n n
y z z
y z H z H
x
C C x C x
n
z
y
M
C x y z e e e
uC C x

−
− −
 
 
 
 
 
 
 
− − − − +
−
= + (1.17)
Trong đó: u là tốc độ gió trung bình tại độ cao hiệu dụng của nguồn.
Từ công thức (1.14) Sutton đã lập được công thức tính nồng độ trung bình cực đại
chất ô nhiễm tại khoảng cách tương ứng:
.
max 2
2.
. . .
y
z
C
C
M
C
e u H

= (1.18)
1
2 2
2
max
n
H
C
X
−
 
 
 
= (1.19)
Quy luật phân bố nồng độ trung bình chất ô nhiễm tại mặt đất đối với nguồn điểm trên
cao, khi đặt z = 0 từ công thức (1.29) ta sẽ thu được như sau:
2 2
2
2 2
. 2
2.
( , ,0)
. .
n
z
y
n
z
y
y H
x
C C
M
C x y e
u C C x

 
 
 
 
 
 
 
−
−
− +
= (1.20)
Sử dụng công thức liên hệ giữa Cy, Cz với các hệ số phát tán Gauss σy, σz do Sutton
thiết lập:

41. 26
2 2 2 2 2 2
2 ;2
n n
y y z z
C x C x
 
− −
= =
Khi đó (1.16) có dạng:
2 2
2
2 2
2
( )
( )
2 2
2
( , , ) y z
y z H
z H
y
z
y
M
C x y z e e e
u
 

  
 
 
 
 
 
 
 
− − +
− −
= + (1.21)
Đặt z = 0 trong công thức (1.20) ta có công thức xác định nồng độ chất ô nhiễm ở gần
mặt đất đối với nguồn thải có độ cao như sau:
2 2
2 2
( )
2 2
2.
( , ,0) y z
y H
z
y
M
C x y e e
u
 
  
− −
= (1.22)
Trong đó:
- , z
y
  : hệ số khuếch tán Gauss theo phương y và z.
1.3.2.2. Mô hình Sutton cải tiến áp dụng cho nguồn đường
Đối với mô hình phát tán ô nhiễm do giao thông, nguồn thải này được xem như nguồn
đường vô hạn và ở độ cao gần mặt đất. Xuất phát từ mô hình Sutton áp dụng cho nguồn
điểm liên tục không có độ cao đặt tại gốc tọa độ, mô hình lan truyền chất ô nhiễm từ
nguồn giao thông được xây dựng như sau.
a. Nồng độ chất ô nhiễm trong trường hợp hướng gió vuông góc với nguồn đường
Trong trường hợp hướng gió vuông góc với đường giao thông, nồng độ chất ô nhiễm
tại khoảng cách x theo hướng gió được xác định như sau:
(1.23)
Trong đó:
- M: công suất nguồn đường, là lượng thải của nguồn trên một đơn vị chiều dài
trong một đơn vị thời gian(mg/m/s)
- u: tốc độ gió trung bình (m/s)
- σz: Hệ số phát tán Gauss theo phương z, là hàm của số của khoảng cách x theo
hướng gió thổi; được xác định bằng công thức của Slade (1968)
b. Nồng độ chất ô nhiễm tại một vị trí bất kỳ
Nồng độ chất ô nhiễm trung bình ở một vị trí bất kỳ trong không khí do nguồn đường
phát thải liên tục được xác định theo công thức mô hình cải tiến của Sutton như sau:
Tải bản FULL (88 trang): https://bit.ly/3fQM1u2
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

42. 27
Trong đó:
C: nồng độ chất ô nhiễm trong không khí (mg/m3
)
M: Công suất nguồn thải, là lượng phát thải chất ô nhiễm của nguồn đường tính trên
một đơn vị khoảng cách trong một đơn vị thời gian (mg/m/s)
z: độ cao điểm cần tính (m)
x: Khoảng cách từ tâm đường đến điểm cần tính theo hướng gió, m
u: tốc độ gió trung bình (m/s)
h: độ cao của nguồn đường so với mặt đất xung quanh (m)
σz : Hệ số khuyếch tán chất ô nhiễm theo phương z (m); σz là hàm số của khoảng
cách x theo hướng gió thổi;
* Z
 được xác định bằng công thức của Slade(1968): (Phạm Ngọc Đăng, 1997)
- Khí quyển không ổn định:
- Khí quyển trung tính:
- Khí quyển rất ổn định:
Bảng 1.5. Phân cấp độ ổn định khí quyển theo Tunner
Tốc độ gió
trên mặt đất,
m/s(1)
Ban ngày theo nắng chiếu Ban đêm theo độ mây(5)
Mạnh(2) Trung
bình(3) Yếu(4) Nhiều mây, độ
mây > 4/8
Ít mây, độ mây
≤ 3/8
<2 A A-B B E F
2-3 A-B B C E F
3-5 B B-C C D E
5-6 C C-D D D D
>6 D D D D D
Ghi chú:
(1): Tốc độ gió ở độ cao 10 m so với mặt đất
(2): Nắng mùa hè, khi Mặt trời có góc cao lớn hơn 600
(3): Nắng mùa hè, bầu trời trong sáng, ít mây, Mặt trời có độ cao 30-600
(4): Buổi chiều mùa thu hay ngày hè có mây, Mặt trời có độ cao 15-350
(5): độ mây được xác định theo độ che phủ bầu trời
A: rất không ổn định, B: không ổn định điển hình, C: không ổn định nhẹ,
D: Trung tính, E: ổn định nhẹ, F: ổn địnhA-B, C-D: trung bình của hai mức

43. 28
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Thu thập các tài liệu vànghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu lý thuyết về môhình ước tính tải lượng chất ô nhiễm từ hoạt động giao
thông và phỏng quá trình phát tán chất ô nhiễm trong không khí
❖ Tổng quan ô nhiễm không khí tại các đô thị trên thế giới, tại Việt Nam và Bình
Dương
❖ Tìm hiểu các nghiên cứu về mô hình ước tính tải lượng chất ô nhiễm từ hoạt động
giao thông
❖ Tìm hiểu mô hình lan truyền phát tán chất ô nhiễm trong không khí
❖ Tổng quan lý thuyết mô hình, xác định các thông số đầu vào cần thiết cho tính toán
sự phát tán chất ô nhiễm không khí bằng mô hình Sutton.
+ Xác định thông số khí tượng bao gồm: tốc độ gió và hướng gió
+ Dữ liệu về địa hình
+ Dữ liệu về nguồn thải
Nội dung 2: Xác định tải lượng khí thải từ hoạt động giao thông trên đại lộ Bình
Dương
❖ Xác định số lượng của từng loại phương tiện giao thông lưu thông trên đại lộ
Bình Dương
❖ Tính toán tải lượng của từng thông số CO, NO2, PM10 dựa trên dữ liệu về số
lượng xe và hệ số phát thải của từng phương tiện giao thông
❖ Hệ số phát thải được sử dụng trong nghiên cứu được kế thừa từ các nghiên cứu
tại Việt Nam và thế giới
Nội dung 3: Sử dụng mô hình Sutton để tính toán sự lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn
thải giao thông trong không khí dọc đại lộ Bình Dương
❖ Tính toán công suất nguồn đường đối với từng thông số (CO, NO2, PM10) dựa trên
dữ liệu về số lượng phương tiện giao thông và quãng đường di chuyển của từng
loại phương tiện.
❖ Áp dụng mô hình Sutton để tính toán nồng độ chất ô nhiễm từ nguồn giao thông
trong không khí xung quanh dọc đại lộ Bình Dương theo độ cao và khoảng cách
tính từ tâm đường.
❖ Các kịch bản tính toán: vào mùa mưa và mùa khô của năm 2014;
Tải bản FULL (88 trang): https://bit.ly/3fQM1u2
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

44. 29
❖ Kiểm định mô hình: lấy 12 mẫu khí CO tại các vị trí dọc tuyến đại lộ Bình Dương
nhằm so sánh với kết quả của mô hình Sutton. Từ đó đánh giá mức độ chính xác và
khả năng áp dụng mô hình Sutton vào đánh giá ô nhiễm do giao thông.
Nội dung 4: Sử dụng phần mềm Surfer để xây dựng các đường đẳng trị thể hiện nồng
độ chất ô nhiễm từ tầm đường ra khu vực xung quanh
❖ Sử dụng phương pháp nội suy Kriging trong Surfer để nội suy giá trị nồng độ chất
ô nhiễm trong không gian theo các giá trị nồng độ đã tính toán được từ mô hình
Sutton.
❖ Dựa trên kết quả nồng độ các chất ô nhiễm tính toán được để xây dựng đường đẳng
trị thể hiện nồng độ của chúng bằng phần mềm Surfer.
Nội dung 5: Xây dựng các kịch bản và đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm
không khí từ đại lộ Bình Dương
❖ Xây dựng kịch bản nhằm dự báo tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm đến năm
2020.
❖ Đề xuất các giải pháp giảm thiểu.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp khảo sát, thực địa
Việc khảo sát phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương được thực hiện theo quy
trình sau:
Hình 2.1. Quy trình khảo sát lưu lượng phương tiện giao thông
2.2.1.1. Khảo sát sơ bộ để phân tuyến
Đại lộ Bình Dương được chia thành 6tuyến đường dựa trên đặc trưng về mật độ giao
thông, sự kết nối với các tuyến đường giao thông chính,đến các khu công nghiệp, đô thị
lớn.Sơ đồ các tuyến đường và đặc điểm của các tuyến đường khảo sát được thể hiện ở
hình 2.2 và bảng 2.1.
Bảng 2.1. Đặc điểm các tuyến đường lựa chọn để khảo sát
STT Điểm đầu – điểm cuối Chiều dài Đặc điểm
1
Cầu Vĩnh Bình- Ngã tư
cầu Ông Bố
6 km
Là cửa ngõ của tỉnh Bình Dương nênlưu
lượng các PTGT giao thông với các khu
vực khác (TP Hồ Chí Minh, Đồng Nai)
Khảo sát sơ bộ các
tuyến đường
Ghi hình
PTGT
Phân loại
PTGT
Dữ liệu về
lưu lượng
PTGT
6999403