Áp dụng mô hình ive kiểm kê phát thải khí ô nhiễm từ phương tiện giao thông đường bộ trên tuyến đường Lê Văn Việt

KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 P a g e 51 | 82 ÁP DỤNG MÔ HÌNH IVE KIỂM KÊ PHÁT THẢI KHÍ Ô NHIỄM TỪ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG LÊ VĂN VIỆT Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trịnh Xuân Báu Sinh viên thực hiện: Trần Văn Thắng Lớp: CQ.57.KTMT Lê Thanh Hoàng Lớp: CQ.57.KTMT Nguyễn Trọng Nghĩa Lớp: CQ.57.KTMT Lê Anh Văn Lớp: CQ.57.KTMT Huỳnh Minh Hân Lớp: CQ.57.KTMT Tóm tắt: Đề tài nghiên cứu: “Áp dụng mô hình IVE kiểm kê phát thải khí ô nhiễm từ phương tiện giao thông đường bộ trên tuyến đường Lê Văn Việt” tiến hành kiểm kê phát thải các chất ô nhiễm từ khí thải của các phương tiện giao thông cơ giới đường bộ. Trên cơ sở đó, đánh giá mức độ ô nhiễm và tác động sức khoẻ của người tham gia giao thông. Tuyến đường được đề xuất áp dụng nghiên cứu là đường Lê Văn Việt, đoạn tuyến từ Phân hiệu Trường Đại học Giao thông vận tải tại TP.HCM đến nút giao Ngã tư Thủ Đức, đồng thời dự báo mức độ phát thải đến năm 2025. Từ khóa: International Vehicle Emission Model, ô nhiễm không khí. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đối với khu vực nghiên cứu là tuyến đường Lê Văn Việt, hoạt động giao thông và vấn đề ô nhiễm môi trường cũng không nằm ngoài những tồn tại đã nêu trên. Trong những năm gần đây tuyến đường Lê Văn Việt đã được cải tạo, mở rộng cả về qui mô lẫn cảnh quan với sự đầu tư của Chính phủ, Thành phố. Tuy nhiên, với lượng phương tiện tham gia giao thông qua tuyến đường này quá lớn nên sự đầu tư chưa đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân, hiện tượng ách tắc giao thông trong các giờ cao điểm vẫn thường xuyên xảy ra tại đây và một số tuyến đường lân cận. Đầu vào của tuyến đường là nút giao thông ngã tư Thủ Đức là nơi giao cắt của các tuyến đường: đường Võ Văn Ngân, đường Lê Văn Việt và xa lộ Hà Nội. Vào giờ cao điểm, có hàng vạn phương tiện qua lại khu vực, chủ yếu vẫn là xe máy, ôtô con, ôtô du lịch và xe buýt. Tại đây, các dòng phương tiện bốn con đường ra vào, giao cắt với nhau tạo nên các luồng tuyến, nhưng do lượng phương tiện quá đông cũng như ý thức người dân khi tham gia giao thông còn chưa tốt theo kiểu “mạnh ai nấy đi” đã dẫn đến xung đột giữa các luồng tuyến gây ra ách tắc giao thông. Không chỉ thế mà nút ở giữa tuyến đường đoạn gần cổng đình Phong Phú thường xuyên ùn tắc vì bề rộng đường còn hẹp cũng gây tình trạng ùn tắc. Sự ùn tắc đó dẫn đến hiện tượng các phương tiện dừng lại quá lâu và phát thải vào môi trường không khí tại điểm nút giao thông một lượng khí thải lớn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH 2.1. Tổng quan về nghiên cứu Thông tin và vị trí KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 P a g e 52 | 82 - Địa điểm kiểm kê phát thải: Địa điểm lựa chọn để nghiên cứu là tuyến đường Lê Văn Việt (đoạn từ Phân hiệu Trường Đại học Giao thông vận tải tại TP.HCM đến Ngã tư Thủ Đức). - Đối tượng kiểm kê phát thải: Do hạn chế về thời gian, kinh phí và chưa có dữ liệu phân loại đối với ô tô, xe tải, xe bus tại Việt Nam đối với các tiêu chí áp dụng cho mô hình IVE nên nghiên cứu này lựa chọn đối tượng là xe máy. - Khoảng cách kiểm kê phát thải: Đoạn tuyến nghiên cứu dài 3km. Hình 1. Sơ đồ tuyến đường Lê Văn Việt đoạn từ Phân hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải tại TP.HCM đến Ngã tư Thủ Đức 2.2. Phương pháp nghiên cứu Tư liệu sử dụng: Nghiên cứu đã sử dụng các dữ liệu thứ cấp, bao gồm dữ liệu loại hình công nghệ, hành vi lái xe, các biến môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, loại đường,), đặc tính nhiên liệu. Phương pháp xử lý số liệu: Để dự báo nồng độ các chất ô nhiễm dạng khí phát sinh từ phương tiện giao thông ta cần kiểm lượng phát thải dựa trên mức độ phát thải của mỗi loại công nghệ và các hệ số điều chỉnh . Trong giới hạn của đề tài nghiên cứu, nhóm sinh viên chọn đối tượng nghiên cứu là xe gắn máy sử dụng chu trình lái của Thượng Hải và sự phân bố công nghệ. Bảng 1. Loại hình công nghệ phương tiện sử dụng TT Chỉ số Loại hình công nghệ phương tiện sử dụng Tỷ lệ 1 1172 Pt:SmlEng: Lt : 2Cyc: None : None : > 50K km 0.4 2 1184 Pt:SmlEng: Med : 2Cyc: Improved : None : > 50K km 0.4 KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 P a g e 53 | 82 2.3. Phương tiện nghiên cứu Mô hình kiểm kê phát thải các phương tiện giao thông (IVE) là một mô hình máy tính được thiết kế để ước tính lượng khí thải từ xe cơ giới đường bộ. Mô hình tính toán và dự báo các chất gây ô nhiễm không khí tại địa phương, khí thải nhà kính và các chất ô nhiễm độc hại. Đại học California tại Riverside, Đại học Kỹ thuật - Trung tâm Nghiên cứu và Công nghệ Môi trường (CE-CERT), Viện nghiên cứu Hệ thống Bền vững Toàn cầu (GSSR) và Trung tâm Nghiên cứu Hệ thống Bền vững Quốc tế (ISSRC) đã hợp tác và phát triển mô hình. Tài trợ cho phát triển mô hình được cung cấp bởi Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ. Phiên bản đầu tiên của mô hình IVE được phát hành vào năm 2003 (IVE 1.0.3) và được nâng cấp, cải tiến với các phiên bản IVE 2.0 (7/2008) và IVE 2.0.2 là phiên bản mới nhất ra đời năm 2010. Tuy nhiên ở Việt Nam thì hầu như chưa được ứng dụng trong thực tiễn. Nội dung nghiên cứu đã thực hiện: Đề tài đã sử dụng mô hình IVE để tính toán lượng phát thải ô nhiễm khí như CO, NOx, CH4,... từ hoạt động của các phương tiện giao thông cơ giới đường bộ trên tuyến đường Lê Văn Việt đoạn từ Phân hiệu Trường Đại học Giao thông vận tải tại Tp. Hồ Chí Minh đến ngã tư Thủ Đức, đồng thời tính toán dự báo về nồng độ các khí ô nhiễm nêu trên đến năm 2025. Kết quả mô hình: Số lượng xe máy trung bình di chuyển trên tuyến đường Lê Văn Việt hiện nay trong 1 giờ (chọn giờ cao điểm) là: 46872 xe. Với tỷ lệ gia tăng phương tiện giao thông cơ giới (xe máy) là 10% hằng năm. 3 1206 Pt:SmlEng: Lt : 4 Cyc Card : None : None : < 25K km 8 4 1207 Pt:SmlEng: Lt : 4Cyc Card : None : None : 26- 50K km 6 5 1208 Pt:SmlEng: Lt : 4Cyc Card: None : None : > 50K km 8.6 6 1209 Pt:SmlEng: Med : 4Cyc Card : None : None : < 25K km 13.45 7 1210 Pt:SmlEng: Med : 4Cyc Card : None : None : 26 - 50K km 8.6 8 1211 Pt:SmlEng: Med : 4Cyc Card : None : None : > 50K km 5.2 9 1214 Pt:SmlEng : Hv : 4Cyc Card:None : None : >50K km 0.4 10 1215 Pt:SmlEng: Lt : 4Cyc Card : Improved : None : <25 K km 15.5 11 1216 Pt:SmlEng: Lt : 4Cyc Card : Improved : None : 26 - 50K km 0.8 12 1218 Pt:SmlEng: Med: 4Cyc Card: Improved : None : <25 K km 12.5 13 1219 Pt:SmlEng: Med : 4Cyc Card : Improved : None : 26 - 50K km 1.8 14 1223 Pt:SmlEng: Hv : 4Cyc Card : Improved : None : > 50K km 0.5 15 1224 Pt : SmlEng: Lt : 4Cyc Carb : High Tech : None : < 25K km 0.5 16 1227 Pt:SmlEng: Med : 4Cyc Card: High Tech : None : < 25K km 11.0 17 1228 Pt:SmlEng: Med : 4Cyc Card: High Tech : None : 26 – 50 K km 0.2 18 1230 Pt:SmlEng: Hv : 4Cyc Card: High Tech : None : < 25K km 0.1 19 1245 Pt:SmlEng: Med : 4Cyc FI : Catalyst : PVC : < 25K km 6.0 20 1248 Pt:SmlEng: Hv : 4Cyc FI : Catalyst : PVC : < 25K km 0.05 KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 P a g e 54 | 82 Bảng 2. Dự báo lượng phát thải khí CO, Formaldehydes, CO2 đến năm 2025 Năm tính toán Số xe máy trong 1 ngày Tổng khoảng cách di chuyển (km) Hàm lượng khí CO (kg) Hàm lượng Formaldehydes Hàm lượng CO2 2019 46872 140616 35923.11 872.21 173854.68 2020 51559.2 154677.6 39515.42 959.43 191240.15 2021 62386.63 170145.36 43466.96 1055.37 210364.16 2022 68625.29 187159.9 47813.66 1160.91 231400.58 2023 75487.82 205875.89 52595.03 1277 254540.64 2024 83036.6 226463.47 57854.53 1404.7 279994.7 2025 91340.26 249109.82 63639.98 1545.17 307994.17 Hình 2. Biểu đồ dự báo lưu lượng CO phát thải Hình 3. Biểu đồ dự báo hàm lượng Formaldehydes KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 P a g e 55 | 82 Hình 4. Biểu đồ dự báo hàm lượng CO2 Nhận xét: Thông qua bảng kết quả tính toán và biểu đồ nhận thấy rằng song song với sự gia tăng lưu lượng xe máy di chuyển trên tuyến đường Lê Văn Việt thì hàm lượng các chất ô nhiễm điển hình như CO, Formaldehydes, CO2 cũng theo đó tăng lên. Sự gia tăng hàm lượng các chất ô nhiễm trung bình hàng năm xấp xỉ 9,9%. Trong đó CO, CO2 vẫn là lượng khí phát thải lớn nhất và chủ yếu từ phương tiện giao thông cơ giới (xe máy) trong tương lai. 3. KẾT LUẬN Với bản số liệu trên ta thấy được rằng hàm lượng CO, Formadehit, CO2 trên tuyến đường Lê Văn Việt nhóm nghiên cứu sau 7 năm tăng khoảng 50% và có khả năng gây độc ảnh hưởng tới sức khỏe người dân. Nhóm có kiến nghị các cơ quan chức năng cần nhanh chóng xác định và hạn chế lượng xe máy lưu thông trong khu vực. Khuyến khích các bà con sinh sống hai bên đường cần chồng nhiều cây xanh để giảm đi lượng khí độc từ phương tiện giao thông ảnh hưởng tới sức khỏe. Cùng với việc phát động phong trào sử dụng phương tiện công cộng cho các bạn sinh viên tại các trường ven tuyến lưu thông trên góp phần làm sạch bâu không khí. Từ việc ứng dụng mô hình IVE trong kiểm kê lượng phát thải có thể thấy được sự ảnh hưởng của các loại hình công nghệ, hành vi lái xe, các biến môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, loại đường,), đặc tính nhiên liệu, đến lượng phát thải các khí ô nhiễm. Căn cứ vào các kết quả đó để lựa chọn các giải pháp hạn chế phát thải khí ô nhiễm phù hợp, ưu tiên sử dụng những loại hình công nghệ tiên tiến, ít phát thải. Hướng thay đổi thói quen ko tốt của người sử dụng phương tiện, dần dần sử dụng nhiên liệu sạch, Tài liệu tham khảo [1]. Bộ Tài nguyên và Môi trường: Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2007 - Môi trường không khí đô thị Việt Nam. KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 P a g e 56 | 82 [2]. Bộ Tài nguyên và Môi trường: Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2013 - Môi trường không khí. [3]. Bộ Tài nguyên và Môi trường: Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2010 - 2015. [4]. Bộ Y tế (2012): Niên giám thống kê y tế. [5]. Chi cục Bảo vệ môi trường TP.HCM (2016): Báo cáo tóm tắt hiện trạng chất lượng môi trường không khí TP.HCM năm 2016 ( [6]. Sở Giao thông vận tải TP.HCM (2017): Thực trạng giao thông và định hướng phát triển hệ thống giao thông thông minh TP.HCM, Báo cáo tham luận tại Hội nghị tổng kết công tác An toàn giao thông 2016 tại TP.HCM. [7]. IVE - Model User Manual Version 2.0, May/2008. [8]. IVE - Field Data Collection Activities, 2008. [9]. Nguyen Thi Kim Oanh et all: Analysis of motorcycle fleet in Hanoi for estimation of air pollution emission and climate mitigation co-benefit of technology implementation, Atmospheric Environment 59 (2012) 438e448. [10]. World Health Organization (2005): Health effects of transport-related air pollution. [11]. World Health Organization (2014): Ambient (outdoor) air quality and health. [12]. Website: