ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Đàm Duy Ân NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH CMAQ ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ TẠI MỘT SỐ KHU VỰC THUỘC VÙNG KINH TẾ TRỌNG ĐIỂM PHÍA BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 62440301 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2017 Công trình đƣợc hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQGHN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Mai Trọng Thông Phản biện 1: …………………………………… Phản biện 2: …………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận án Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường nhiều nước giới quan tâm lo ngại, ô nhiễm không khí dạng ô nhiễm có xu hướng gia tăng mạnh quốc gia phát triển năm gần Nguyên nhân nhận thấy rõ rệt từ phát triển mạnh mẽ ngành công nghiêp, từ trình đô thị hóa Chính vậy, nghiên cứu đánh giá dự báo chất lượng môi trường không khí nói quan trọng giai đoạn tương lai Xuất phát từ quan điểm này, nghiên cứu sinh (NCS) lựa chọn đề tài luận án tiến sỹ: Nghiên cứu ứng dụng mô hình CMAQ đánh giá dự báo chất lượng môi trường không khí số khu vực thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía bắc Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả sử dụng mô hình CMAQ với số liệu khí tượng đầu vào từ kết mô hình WRF nguồn số liệu kiểm kê phát thải cho khu vực Châu Á – REAS để tính toán đánh giá chất lượng môi trường không khí, khả lắng đọng khô Đánh giá khả dự tính mức phát thải khu vực lựa chọn nghiên cứu dựa xu phát thải theo số liệu kiểm kê phát thải cho khu vực Châu Á từ năm 2000 đến năm 2008 Đánh giá mức độ đóng góp chất ô nhiễm không khí từ nguồn thải lớn khu vực lựa chọn nghiên cứu Đánh giá biến thiên nồng độ theo chiều cao (profil thẳng đứng) số thông số gây ô nhiễm môi trường không khí lớp biên khí dựa kết mô hình CMAQ Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng mô hình CMAQ, nguồn số liệu kiểm kê phát thải cho khu vực Châu Á – REAS, phương pháp tính toán xu phát thải tương lai áp dụng tính toán cho khu vực nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng dạng liệu phát thải quy mô khu vực Châu Á để tính toán xây dựng đồ phát thảichất ô nhiễm môi trường không khí cho khu vực nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng, mức đóng góp nguồn thải khác tới chất lượng môi trường không khí khu vực nghiên cứu Nghiên cứu, dự báo chất lượng môi trường không khí thông qua kịch phát thải giả định Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án bao gồm: - Khả ứng dụng nguồn liệu phát thải khu vực châu Á (REAS) - Nghiên cứu, xây dựng liệu phát thải dựa tảng liệu REAS cho năm sau 2008 - Diễn biến chất lượng môi trường không khí, tổng lắng đọng khô theo không gian thời gian xem xét tỷ lệ đóng góp chất ô nhiễm từ nguồn thải lớn (giao thông, công nghiệp, dân sinh) - Nghiên cứu xây dựng profil thẳng đứng số chất gây ô nhiễm môi trường không khí 4.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu lựa chọn gồm 04 tỉnh thành phố, cụ thể: Hà Nội, Bắc Ninh, Hưng Yên, Vĩnh Phúc Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp mô hình hóa lựa chọn phương pháp chủ đạo thực luận án Cụ thể mô hình khí tượng – mô hình chất lượng không khí (hần mềm CMAQ-WRF) lựa chọn phục vụ cho nghiên cứu Những đóng góp luận án Lần nghiên cứu ứng dụng chuỗi liệu phát thải REAS v2.1 với kích thước lưới phát thải 0.25o x 0.25o để xây dựng đồ phát thải, phục vụ tính toán CLKK cho khu vực nghiên cứu Lần phân tích tính toán đóng góp nguồn thải lớn (nguồn thải từ giao thông, công nghiệp, dân sinh, nguồn khác) thông qua mô hình WRF-CMAQ tảng liệu phát thải REAS 2.1 tới CLKK khu vực lực chọn nghiên cứu Lần nghiên cứu biến thiên số chất ô nhiễm theo chiều cao khu vực nghiên cứu tính toán tổng lắng đọng khô khu vực nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Góp phần mở hướng nghiên cứu đánh giá chất lượng môi trường không khí việc sử dụng dạng liệu phát thải quy mô khu vực dạng liệu toàn cầu Cung cấp số kết ban đầu việc nghiên cứu đánh giá biến thiên nồng độ chất ô nhiễm theo chiều cao mô hình toán học Có thể ứng dụng phương pháp mô hình (CMAQ) đánh giá chất lượng môi trường không khí, cảnh báo ô nhiễm quản lý CLKK Vùng KTTĐ Bắc Bộ nói riêng phạm vi nước nói chung Cấu trúc luận án Luận án bố cục làm chương với phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 MÔ HÌNH HÓA CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ Tổng quan dạng mô hình hóa chất lượng không khí nghiên cứu ứng dụng rộng rãi giới từ trước đến nay, từ lựa chọn mô hình cho luận án 1.2 TỔNG QUAN ỨNG DỤNG MÔ HÌNH CMAQ TRONG NGHIÊN CỨU CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Tổng quan nghiên cứu ứng dụng mô hình CMAQ phục vụ đánh giá cho chất lượng không khí giới Việt Nam 1.3 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Tổng quan vấn đề điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu chủ đạo áp dụng luận án phương pháp mô hình hóa chất lượng môi trường không khí Cụ thể: Mô hình CLKK CMAQ với đầu vào khí tượng từ mô hình WRF liệu phát thải REAS ứng dụng nhằm đánh giá chất lượng môi trường không khí vùng nghiên cứu 2.2 DỮ LIỆU ĐẦU VÀO PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN ÁN Để phục vụ cho việc tính toán, đánh giá CLKK mô hình CMAQ, liệu đầu vào phục vụ tính toán gồm hai nhóm chính: Dữ liệu khí tượng: liệu lấy từ đầu mô hình WRF Dữ liệu nguồn thải: Dữ liệu nguồn thải sử dụng trực tiêp REAS tính toán cho giai đoạn sau năm 2008 2.3 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DỮ LIỆU NGUỒN THẢI DỰA TRÊN NỀN TẢNG DỮ LIỆU REAS Luận án đưa phương án tính toán liệu phát thải cho khu vực nghiên cứu giai đoạn sau năm 2008 dựa sở liệu REAS 2.4 MIỀN TÍNH VÀ PHƢƠNG PHÁP KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH 2.4.1 Miền tính Miền tính cuối ứng dụng nghiên cứu thiết lập theo lưới ô vuông bao phủ phần Việt Nam, Lào, Campuchia Trung Quốc Kích thước ô lưới 0.1250 x 0.1250 2.4.2 Phương án tính toán Phương án tính toán lựa chọn sau: a) tính toán đánh giá trạng phân bố nồng độ chất ô nhiễm năm 2007; b)Tính toán liệu phát thải đánh giá trạng môi trường năm 2013; c) tính toán liệu phát thải sử dụng mô hình để dự báo chất lượng môi trường không khí năm 2020 điều kiện liệu khí tượng không thay đổi 2.4.3 Kiểm định mô hình Để đánh giá kết có từ mô hình tính toán có phù hợp với thực tế hay không, luận án so sánh kết tính toán liệu đo đạc thu thập từ trạm quan trắc tự động cố định nhằm đánh giá độ xác mô hình Thời gian kiểm định bao gồm nhiều thời đoạn cho hai năm 2007 2013 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ NĂM 2007 3.1.1 Dữ liệu phát thải khu vực nghiên cứu năm 2007 Dữ liệu phát thải năm 2007 sử dụng nguyên từ REAS 2.1 phục vụ cho tính toán trạng môi trường không khí năm 2007 Từ liệu phát thải này, NCS tiến hành xây dựng đồ tổng phát thải năm 2007 cho khu vực nghiên cứu (hình 3.1) Hình 3.1 Bản đồ phát thải SO2, NO2 bụi PM10 năm 2007 khu vực nghiên cứu 3.1.2 Kiểm định mô hình Kết kiểm định mô hình: hệ số R 03 kết so sánh liệu thực đo liệu tính toán SO2, NO2, PM10 là: R(SO2) = 0,71; R(NO2)= 0.63; R(PM10) =0,76 cho thấy kết tính toán tương đối phù hợp với kết đo đạc thực tế 3.1.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí năm 2007 3.1.3.1 Đối với SO2 Kết tính toán nồng độ SO2 vào tháng 1, tháng 10 cao nồng độ tháng tháng Nồng độ SO2 cao 67µg/m3 tháng đạt khu vực Đông Anh, Thanh Xuân, Mê Linh (Hà Nội) Vào tháng nồng độ SO2 thấp tháng lựa chọn trích xuất liệu Nồng độ cao vào tháng đạt xấp xỉ 45 µg/m3thu khu vực Đông Anh, Mê Linh Hà Nội 3.1.3.2 Đối với NO2 Tương tự SO2, phân bố nồng độ NO2 vào tháng 1, tháng 10 cao tháng lại 3.1.3.3 Đối với Bụi PM10 Khu vực có nồng độ bụi PM10 lớn tỉnh lựa chọn nghiên cứu Hà Nội Tại khu vực Hà Nội, quận/huyện chịu ảnh hưởng lớn bụi PM10 quận Thanh Xuân, Cầu Giấy, Hoàng Mai, phần quận Hai Bà Trưng Hà Nội 3.2 HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ NĂM 2013 3.2.1 Dữ liệu phát thải 2013 Luận án tiến hành tính toán liệu phát thải xây dựng đồ phát thải cho năm 2013 Chi tiết thể hình 3.6 3.2.2 Kiểm định mô hình Kiểm định mô hinh thực cho năm 2013 hai phương án: a) Kiểm định với liệu đo đạc thực tế trạm quan trắc tự động cố định đặt đường Nguyễn Văn Cừ; b) Kiểm định với ảnh vệ tinh Từ kết kiểm định nhận thấy kết tính toán từ mô hình với nguồn liệu phát thải nêu sát với thực tế hoàn toàn chấp nhận để phục vụ cho nghiên cứu Hình 3.6 Phát thải SO2 từ nguồn thải khác tổng phát thải SO2 năm 2013 3.2.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí năm 2013 3.2.3.1 Hiện trạng SO2 Khu vực Hà Nội khu vực tập trung nồng độ SO2 cao khu vực nghiên cứu, tháng có nồng độ thấp tháng 10 Nồng độ SO2 giảm dần xa khỏi Hà Nội sang tỉnh Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Hưng Yên Hình 3.16 Bản đồ nồng độ SO2 trung bình tháng 1, 4, 10 năm 2013 3.2.3.2 Hiện trạng NO2 Các kết cho thấy các tháng mùa Hè Thu có nồng độ thấp tháng mùa Đông Xuân Theo số liệu trung bình năm tính toán tất khu vực nồng độ NO2 trung bình năm vượt QCVN Cụ thể: khu vực Gia Lâm vượt 2,84 lần, khu vực Đông Anh vượt 2,1 lần, khu vực Thanh Xuân vượt 2,01 lần, khu vực Bắc Ninh vượt 1,57 lần, khu vực Hưng Yên vượt 1,72 lần khu vực Vĩnh Phúc vượt 1,68 lần 3.2.3.3 Hiện trạng PM10 Theo số liệu trung bình năm thu được, kết nồng độ PM10 vượt QCVN như: khu vực Gia Lâm vượt 2,2 lần, khu vực Đông Anh vượt 2,08 lần, khu vực Thanh Xuân vượt 2,14 lần, khu 10 vực Bắc Ninh vượt 1,81 lần, khu vực Hưng Yên vượt 2,04 lần, khu vực Vĩnh Phúc vượt 1,67 lần 3.2.3.4 Hiện trạng CO Tương tự chất ô nhiễm khác, vào mùa hè nồng độ CO thấp so với mùa đông Tuy nhiên, vào tất thời điểm tính toán, nồng độ CO nằm QCVN so sánh nồng độ trung bình giờ.Vào mùa hè nồng độ CO cao xấp xỉ 7000 µg/m3 vào mùa đông nồng độ đạt cao khoảng 8500µg/m3 (Đông Anh, Vĩnh Phúc) 3.3 LẮNG ĐỌNG KHÔ 3.3.1 Lắng đọng SO2 Kết tính toán khu vực nghiên cứu, vào tháng 10 có tốc độ lắng đọng SO2 thấp vào tháng Tốc độ lắng đọng khô SO2 vào thời điểm ban ngày cao ban đêm, tốc độ lắng đọng cao từ lúc 7h – 18h, thời điểm từ 19h – 6h sáng ngày hôm sau lúc có vận tốc lắng đọng thấp Vào tháng 1, 5, 8, tháng có tổng lắng đọng cao hẳn tháng lại Hà Nội Tại Bắc Ninh, tháng có tổng lắng đọng lớn tháng với mức lắng đọng 7,26 kg/ha/tháng Hưng Yên mức lắng đọng cao 7,87 kg/ha/tháng đạt vào tháng Tính toán tổng lắng đọng năm vị trí trích xuất liệu cho thấy tổng lắng đọng năm 2013 khu vực thuộc Hà Nội cao hẳn khu vực Hà Nội từ 1,5-1,8 lần 3.3.2 Lắng đọng NO2 Tốc độ lắng đọng NO2 tương tự tốc độ lắng đọng SO2 11 Hình 3.36 Tổng lắng đọng NO2 tháng 7, tháng 10 năm 2013 Khu vực Hà Nội nơi có tổng lắng đọng NO2 cao nhất, tháng 10 tháng có tổng lắng đọng cao tỉnh lựa chọn nghiên cứu, tháng có tổng lắng đọng thấp Tổng lắng đọng NO2 tháng 1-4 chiếm khoảng 11,6% - 19,9% tổng lắng đọng năm khu vực; khu vực Vĩnh Phúc có tỷ lệ cao 19,9% Các tháng – 11 có tổng lắng đọng cao nhất, tỷ lệ tổng tháng – 11 so với tổng lắng đọng năm từ 72,6% - 81,2% 3.3.3 Lắng đọng HNO3 Tại khu vực Hà Nội, tốc độ lắng đọng HNO3 trung bình tháng 1, 4, 10 là: 1,01 cm/s, 1,37 cm/s, 1,32 cm/s 1,23 cm/s Căn liệu tính toán từ mô hình nhận thấy: có chênh lệch tốc độ lắng đọng HNO3 tháng năm tất vị trí Tốc độ lắng đọng HNO3 vào ban ngày cao ban đêm, thời điểm cao từ 7h – 18h hàng ngày 12 Kết tổng lắng đọng khô cho HNO3 rõ vào tháng có lắng đọng thấp so với tháng 4, 10 Vào mùa đông tổng lắng đọng HNO3 nhỏ năm cho tất khu vực, tỷ lệ tổng lắng đọng HNO3 vào mùa đông so với tổng lắng đọng HNO3 theo năm dao động từ 6,6 – 13,7% cho tất vị trí thuộc khu vực nghiên cứu 3.4 ĐÓNG GÓP Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TỪ CÁC DẠNG NGUỒN THẢI 3.4.1 Đối với SO2 Việc tính toán tỷ lệ phát thải ngành khu vực có khác cho thấy: Phát thải từ nguồn thải công nghiệp chiếm tỷ lệ lớn từ 60% đến 67% tổng phát thải khu vực nghiên cứu, sau nguồn thải dân sinh (chiếm tỷ lệ từ 22% – 25 tổng phát thải), phát thải từ Giao thông chiếm tỷ lệ từ 7% đến13% Hà Nội khu vực có tổng phát thải từ nguồn giao thông lớn tỉnh lựa chọn nghiên cứu Vĩnh Phúc tỉnh có tỷ lệ phát thải từ nguồn thải công nghiệp cao khu vực nghiên cứu Hình 3.40 cho thấy: Tại Hà Nội có mức đóng góp từ nguồn thải giao thông tới nồng độ SO2 không khí dao động khoảng 7,6% đến 10,69% tùy vị trí Tại Thanh Xuân mức đóng góp từ nguồn thải giao thông cao vào tháng thấp vào tháng 10 năm 2013 Tỷ lệ đóng góp SO2 Thanh Xuân vào tháng 10.69 % vào tháng 10 8.32% Tuy nhiên, khu vực Gia Lâm tháng có mức đóng góp ô nhiễm từ nguồn giao thông lớn tháng tháng 10 Tỷ lệ đóng góp chất ô nhiễm khu vực từ nguồn thải giao thông tháng 1,4,7,10 8,49%; 10,66%; 10,72% ; 9,40% 13 Hình 3.40 Tỷ lệ đóng góp SO2 từ nguồn thải khác 3.4.2 Đối với NO2 Kết tính toán cho thấy mức đóng góp nguồn thải từ công nghiệp cao nhất, vị trí có nồng độ NO2 cao phát thải từ nguồn thải công nghiệp tạo khu vực nghiên cứu thuộc địa phận Hà Nội, tập trung khu vực Đông Anh, Mê Linh.Tỷ lệ ô nhiễm có nguồn gốc từ hoạt động dân sinh chiếm tỷ lệ lớn thứ nguồn thải lớn, giống O2, tỷ lệ đóng góp NO2 từ giao thông chiếm tỷ lệ thấp nguồn thải lớn 3.4.3 Đối với PM10 Mức đóng góp PM10 lớn từ nguồn thải công nghiệp, sau nguồn thải dân sinh dạng nguồn khác Mức đóng góp nồng độ PM10 không khí thấp từ nguồn phát thải giao thông (tỷ lệ cao 10.48% đạt khu vực Gia Lâm vào tháng năm 2013) 14 3.5 ĐÁNH GIÁ PHÂN BỐ CHẤT Ô NHIỄM THEO CHIỀU CAO (PROFILE) 3.5.1 Phân bố nồng độ SO2 theo chiều cao Biến thiên nồng độ SO2 vào thời điểm (ví dụ thời điểm 1h00, 13h00) tất vị trí tỉnh có xu hướng tương tự Xu hướng chung profil SO2 tất các vị trí giống nhau: lên cao nồng độ giảm (hình 3.45) Tại thời điểm 1h00, 7h00, 19h00: tất vị trí nồng độ SO2 giảm nhanh theo chiều cao khoảng từ 0m đến 200m tính từ mặt đất Điều cho thấy khả tích tụ chất ô nhiễm lớp sát mặt đất lớn Vào thời điểm ban đêm tốc độ suy giảm nồng độ SO2 cao thời điểm ban ngày Riêng thời điểm 13h00: tất vị trí nồng độ SO2 suy giảm theo chiều cao tốc độ suy giảm chậm nhiều so với thời điểm 1h00, 19h00 7h00 15 Hình 3.45 Phân bố nồng độ SO2 theo chiều cao khu vực nghiên cứu 3.5.2 Phân bố nồng độ NO2 theo chiều cao Biến thiên nồng độ NO2 vào thời điểm 1h00, 7h00, 19h00 có tính tương đồng (hình 3.46) Tại 03 thời điểm nồng độ NO2 suy giảm mạnh khoảng từ 0m đến 200m tính từ mặt đất Tốc độ suy giảm nồng độ vào ba thời điểm ngày đồng (suy giảm theo độ cao) 16 Hình 3.46 Phân bố nồng độ NO2 theo chiều cao khu vực nghiên cứu Vào thời điểm 13h00, tương tự SO2, tốc độ suy giảm nồng độ NO2 diễn chậm khoảng từ 0m đến 600m thời điểm có nồng độ NO2 thấp mức 100 µg/m3 Riêng tháng tốc độ suy giảm nồng độ NO2 theo chiều cao diễn mạnh so với tháng khác nhiên tốc độ suy giảm chậm so với thời điểm khác ngày 3.5.3 Phân bố nồng độ PM10, CO theo chiều cao Biến thiên nồng độ theo chiều cao PM10, CO vào thời điểm 1h00, 7h00, 19h00 có tính tương đồng (hình 3.47) Tại thời điểm nồng độ PM10 CO suy giảm mạnh khoảng từ 0m đến 200m tính từ mặt đất Tốc độ suy giảm nồng độ vào ba thời điểm ngày đồng Từ độ cao 400m trở lên, nồng độ chất PM10 CO tiếp tục suy giảm tốc độ chậm Tại thời điểm 13h, tốc độ suy giảm PM10 CO khoảng từ 0m đến 700m (tính từ mặt đất) diễn chậm Từ 700m đến 1000 diễn nhanh, sau 1000m tốc độ suy giảm diễn chậm 17 Hình 3.47 Phân bố nồng độ PM10 CO theo chiều cao khu vực Hà Nội 3.6 DỰ BÁO Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.6.1 Dữ liệu phát thải Dữ liệu phát thải tính toán cho năm 2020 dựa phương pháp trình bày mục 2.3 3.6.2 Đối với SO2 Vào tháng 10 năm 2020, nồng độ SO2 gia tăng cao nhất, mức tăng đạt 2,4 đến lần so với năm 2013 Vị trí có mức tăng nồng độ cao khu vực Bắc Ninh (tăng lần vào tháng 10) Tháng có tỷ lệ gia tăng nồng độ SO2 năm 2020 2013 nhỏ tháng tháng 10 khoảng lần Tính bình quân toàn khu vực nghiên cứu, đến năm 2020 mức gia tăng nồng độ SO2 so với năm 2013 đạt 2.2 lần 3.6.3 Đối với NO2 Vào tháng 10, tỷ lệ nồng độ NO2 trung bình năm 2020/2013 cao Vào tháng 10 năm 2020, mức gia tăng nồng độ NO2 so với tháng 10 năm 2013 cao khu vực Hà Nội Vĩnh Phúc, mức gia tăng xấp xỉ lần 18 Tháng có tỷ lệ thay đổi nhỏ tháng 10 khoảng lần Khu vực có mức thay đổi nồng độ cao khu vực Đông Anh Thanh Xuân, Hà Nội Vào tháng 10 năm 2020, mức độ gia tăng nồng độ NO2 hai khu vực 3,42 3,54 lần so với năm 2013 Bảng 3.10 Tỷ lệ thay đổi nồng độ NO2 trung bình năm 2020/2013 Thanh Xuân Đông Anh Gia Lâm Bắc Ninh Vĩnh Phúc Hƣng Yên Tháng 1.74 1.80 1.71 1.48 1.70 1.55 Tháng 2.65 2.79 2.50 2.27 2.70 2.34 Tháng 1.59 1.68 1.49 1.33 1.61 1.38 Tháng 10 2.85 2.95 2.82 2.44 2.81 2.53 3.6.4 Đối với PM10 Vào tháng 10, tỷ lệ thay đổi nồng độ PM10 trung bình tháng năm 2020 2013 cao nhất, đặc biệt vào thời điểm tháng 10 Tại khu vực Vĩnh Phúc tỷ lệ gia tăng nồng độ NO2 so với năm 2013 lên đến 3,8 lần Tháng có tỷ lệ thay đổi nhỏ tháng 10 nhiên mức thay đổi không lớn chất khí SO2, NO2 19 Hình 3.51 Phân bố nồng độ PM10 trung bình tháng 1, 4, 7, 10 năm 2020 3.6.4 Đối với CO Tỷ lệ thay đổi nồng độ CO năm 2013 2020 tháng 1,4,7,10 trình bày bảng 3.12 Tại vị trí, tỷ lệ thay đổi CO dao động lớn tháng với Bình quân, Hà Nội đến năm 2020 nồng độ CO tăng khoảng 2,5 lần so với năm 2013 KẾT LUẬN Luận án nghiên cứu lựa chọn nguồn liệu kiểm kê phát thải REAS 2.1 công bố quốc tế mô hình chất lượng không khí CMAQ để đánh đánh giá chất lượng không khí tỉnh/ thành phố Hà Nội, Bắc Ninh, Hưng Yên Vĩnh Phúc (các tỉnh thuộcvùng kinh tế trọng điểm phía Bắc Việt Nam) Kết qủa nghiên 20 cứu việc sử dụng liệu kiểm kê phát thải REAS 2.1 làm đầu vào cho mô hình CMAQ phù hợp có giá trị việc đánh giá chất lượng môi trường không khí khu vực nghiên cứu Dựa liệu REAS 2.1, luận án bước đầu đưa phương án tính toán liệu phát thải cho khu vực nghiên cứu sau năm 2008 Kết tính toán liệu phát thải kiểm định lại với liệu quan trắc thực tế, liệu ảnh vệ tinh cung cấp toàn câu cho kết tốt Từ luận án xây dựng đồ liệu phát thải số chất gây ô nhiễm không khí cụ thể: SO2, CO, NO2, bụi PM10 cho năm sau 2008 Kết tính toán áp dụng để tính toán, đánh giá chất lượng không khí cho khu vực nghiên cứu sau năm 2008 khu vực lựa chọn nghiên cứu Dựa liệu phát thải tính toán làm đầu vào cho mô hình CMAQ, luận án tính toán đặc trưng phân bố nồng độ SO2, NOx, CO, PM10 không khí theo không gian thời gian vào năm 2013 dự báo cho năm 2020 Thông qua mô hình CMAQ, luận án nghiên cứu tính toán tốc độ lắng đọng khô tổng lượng lắng đọng khô, phân bố lắng đọng không khu vực nghiên cứu số chất gây ô nhiễm SO2, NO2 HNO3 Đây chất dễ tham gia vào phản ứng quang hóa gây nên tình trạng suy giảm CLKK Luận án tính toán, đánh giá mức đóng góp ô nhiễm NO2, SO2 từ nguồn thải lớn (nguồn dân sinh, công nghiệp giao thông) khu vực nghiên cứu Dựa kết tính toán từ mô hình, luận án xây dựng biến thiên nồng độ số chất ô nhiễm theo chiều cao lớp biên khí quyển, cụ thể: SO2, NO2, CO, bụi PM10 Kết phân 21 tích liệu cho thấy biến thiên nồng độ chất theo độ cao phụ thuộc nhiều vào yếu tố nhiệt độ xáo trộn thẳng đứng lớp không khí sát đất Vào thời điểm xáo trộn bề mặt lớp sát đất diễn mạnh mẽ (thời điểm 13 ngày), tốc độ suy giảm nồng độ chất theo độ cao chậm nhiều so với tốc độ suy giảm vào khác ngày (1 giờ, giờ, 19 giờ) Luận án tính toán dự báo nồng độ chất SO2, NO2, bụi PM10 CO cho năm 2020 Kết dự báo vào năm 2020 nồng độ SO2, NO2, bụi PM10 CO tăng 2.2 lần, 2.1 lần, 2.6 lần 2.5 lần so với năm 2013 KIẾN NGHỊ Cần có nghiên cứu sâu lắng đọng khô trình ảnh hưởng đến mức độ lắng đọng khô khu vực nghiên cứu nói riêng Việt Nam nói chung Cần nghiên cứu sâu phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo chiều cao đặc biệt chất dễ tham gia phản ứng hóa học khí 22 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Đàm Duy Ân, Lê Văn Linh, Đàm Duy Hùng (2015), “Sử dụng mô hình CMAQ đánh giá ảnh hưởng công nghiệp đến ô nhiễm không khí”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, 31(3S), tr 6-13 Đàm Duy Ân, Lê Văn Linh, Đàm Duy Hùng, Mai Trọng Thông (2016), “Đánh giá ảnh hưởng lan truyền xuyên biên giới đến lắng đọng khô Miền Bắc Việt Nam”, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, 32(3S), tr 1-6 Đàm Duy Ân, Lê Văn Linh, Đàm Duy Hùng, Mai Trọng Thông (2016), “Đánh giá tổng cột tầng đối lưu NO2 O3 từ mô hình CMAQ vệ tinh AURA/OMI”, Tạp chí Môi trường, Chuyên đề II, tr 27-32 Đàm Duy Ân, Lê Văn Linh, Đàm Duy Hùng, Mai Trọng Thông (2016), “Đánh giá lắng đọng khô cho khu vực miền Bắc Việt Nam”, Tạp chí Môi trường, Chuyên đề III, tr 51-55 Đàm Duy Ân, Lê Văn Linh, Đàm Duy Hùng, Nguyễn Thị Hạnh (2016), “Sử dụng mô hình CMAQ đánh giá lắng đọng khô cho khu vực Việt Nam”, Tạp chí Môi trường, Chuyên đề I, tr 15-20 ... hình CMAQ đánh giá dự báo chất lượng môi trường không khí số khu vực thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía bắc Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả sử dụng mô hình CMAQ với số liệu khí tượng... DỤNG MÔ HÌNH CMAQ TRONG NGHIÊN CỨU CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Tổng quan nghiên cứu ứng dụng mô hình CMAQ phục vụ đánh giá cho chất lượng không khí giới Việt Nam 1.3... pháp mô hình hóa chất lượng môi trường không khí Cụ thể: Mô hình CLKK CMAQ với đầu vào khí tượng từ mô hình WRF liệu phát thải REAS ứng dụng nhằm đánh giá chất lượng môi trường không khí vùng nghiên