Chôn lấp rác là biện pháp xử lý chất thải rắn sử dụng nhiều nhất và phổ biến ở nước ta.Lâu nay, các bãi rác thường được hình thành một cách tự phát,làm mất mỹ quan đô thị, lãng phí sử d
Cơ sở lý luận
Giới thiệu một số phần mềm GIS sử dụng trong đề tài
MapInfo là phần mềm GIS mạnh mẽ, giúp tạo và quản lý cơ sở dữ liệu địa lý nhỏ tới trung bình trên máy tính cá nhân Phần mềm này hoạt động trên hệ điều hành Windows và hỗ trợ đọc nhiều dạng dữ liệu như raster (ảnh), vector (dữ liệu số), và dữ liệu bảng từ các nguồn như Excel, Access Các tính năng nổi bật của MapInfo bao gồm phân tích thuộc tính không gian của đối tượng, quản lý và mã hóa thông tin theo ngôn ngữ bản đồ, đồng thời thể hiện kết quả trực quan trên màn hình hoặc dưới dạng in ấn.
Hình 1.2: Giao diện làm việc của MapInfo 11.5 a Các chức năng phân tích của MapInfo
- Tổng hợp các đối tượng.
- Xóa một phần của đối tượng.
- Tạo thành điểm nút của đối tượng giao nhau.
- Tạo ra vùng vành đai của đối tượng.
- Tổng hợp đối tượng thông qua trường dữ liệu thuộc tính.
- Liên kết lớp thông tin bản đồ với lớp thông tin thuộc tính. b Sử dụng phần mềm MapInfo trong đề tài
MapInfo là phần mềm GIS chủ yếu được sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài này, giúp phân tích và quản lý dữ liệu không gian một cách hiệu quả Phần mềm này hỗ trợ việc trực quan hóa dữ liệu địa lý, từ đó giúp các tác giả đưa ra những phân tích chính xác và có căn cứ MapInfo còn giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao độ chính xác trong việc xử lý các dữ liệu địa lý phức tạp Nhờ vào các tính năng ưu việt của MapInfo, các tác giả đã có thể mở rộng phạm vi nghiên cứu và phát triển các giải pháp phù hợp với mục tiêu đề tài.
- Chuyển đổi định dạng các dữ liệu về một dạng thống nhất:
Các bản đồ số thu thập được từ nhiều nguồn và định dạng khác nhau, do đó cần chuyển chúng về một định dạng thống nhất để dễ dàng sử dụng Các bản đồ này, ngoài định dạng của MapInfo, còn có định dạng của các phần mềm xử lý bản đồ khác như ArcGIS và MicroStation Để có thể thao tác với dữ liệu từ các định dạng này trong phần mềm MapInfo, đề tài đã sử dụng công cụ Universal Translator có sẵn trong MapInfo để chuyển đổi định dạng (Hình 1.3).
Hình 1.3: Chuyển đổi dữ liệu bằng Universal Translator
- Phân tích, xử lý các dữ liệu thu thập được
Dữ liệu thu thập được cần trải qua nhiều bước xử lý để trở thành phần nội dung của đề tài Các loại dữ liệu, bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, được phân tích và xử lý bằng các công cụ trong phần mềm MapInfo Quá trình này bao gồm xử lý các đối tượng không gian qua các công cụ trong Objects, chọn lọc các đối tượng phù hợp bằng các công cụ trong Query, và phân tích số liệu qua các công cụ trong Table để đảm bảo dữ liệu chính xác và phù hợp cho nghiên cứu.
Hình 1.4: Công cụ Objects Hình 1.5: Công cụ Query
Hình 1.6: Công cụ Table Hình 1.7: Công cụ Map
- Hiển thị kết quả và xuất kết quả dưới dạng bản đồ
Sau khi phân tích và xử lý dữ liệu cần thiết, MapInfo trở thành công cụ chủ đạo để trình bày kết quả trên bản đồ một cách trực quan và chính xác Quá trình này sử dụng các công cụ trong Map như "Create Thematic Map" (Hình 1.7) để thể hiện dữ liệu rõ ràng, sau đó chuyển sang hoàn thiện bản đồ trong cửa sổ Layout (Hình 1.8) nhằm tạo ra sản phẩm chuyên nghiệp, phù hợp với yêu cầu trình bày và tối ưu hóa cho công tác nghiên cứu hay báo cáo.
Hình 1.8: Hoàn thiện bản đồ trên trang Layout
ArcGIS sử dụng mô hình dữ liệu hướng đối tượng gọi là geodatabase để biểu diễn thông tin địa lý trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu, giúp thể hiện không chỉ đặc trưng không gian mà còn các hành vi, quy tắc và mối quan hệ với các lớp đặc trưng khác Việc hợp nhất các tính chất và đặc trưng của geodatabase cho phép tạo ra các mô hình GIS phức tạp và tiên tiến hơn, từ đó nâng cao khả năng quản lý dữ liệu không gian Để xây dựng và quản lý một geodatabase dùng chung cho nhiều người, cần có hệ thống GIS phù hợp gồm cơ sở dữ liệu, ArcGIS Desktop và ArcSDE ArcGIS là phần mềm tích hợp các thành phần hỗ trợ quản trị dữ liệu không gian một cách toàn diện.
- ArcGIS Desktop: Tích hợp những ứng dụng GIS tiên tiến, sẵn có như ArcView, ArcEditor và ArcInfo.
- ArcSDE Gateway: Cổng nối mạng để quản lý dữ liệu GIS bên trong một hệ quản trị dữ liệu.
- ArcIMS: GIS trên nền Internet để phân tán dữ liệu, bản đồ và các dịch vụ.
ArcMap là một chương trình quan trọng trong bộ ArcGIS được sử dụng trong khi tiến hành làm đề tài này.
Hình 1.9: Giao diện làm việc của ArcMap 9.2 a Một số chức năng của ArcMap
Chức năng hiển thị trực quan giúp thể hiện dữ liệu theo sự phân bố không gian, giúp người dùng dễ dàng nhận biết các quy luật phân bố của dữ liệu và các mối quan hệ không gian phức tạp Phương pháp này mang lại góc nhìn rõ ràng hơn so với các phương pháp truyền thống, từ đó nâng cao khả năng phân tích và ra quyết định dựa trên dữ liệu không gian.
Chức năng tạo lập bản đồ trong ArcMap giúp người dùng dễ dàng xây dựng các bản đồ chuyên đề để truyền tải thông tin một cách nhanh chóng và chính xác Công cụ này hỗ trợ người dùng tích hợp dữ liệu lên bản đồ, thể hiện và trình bày các thông tin một cách hiệu quả và ấn tượng ArcMap cung cấp bộ công cụ đa dạng giúp tối ưu quá trình xây dựng và tùy chỉnh bản đồ, nâng cao khả năng truyền đạt thông tin một cách chuyên nghiệp.
Chức năng trợ giúp quyết định của phần mềm ArcGIS cung cấp các công cụ phân tích và xử lý dữ liệu không gian, giúp người dùng dễ dàng trả lời các câu hỏi như "ở đâu?" và "có bao nhiêu?" Những thông tin này giúp người dùng đưa ra quyết định nhanh chóng, chính xác hơn về các vấn đề liên quan đến không gian Việc sử dụng phần mềm ArcGIS trong đề tài đảm bảo việc phân tích dữ liệu địa lý hiệu quả và hỗ trợ ra quyết định dựa trên dữ liệu chính xác.
- Hiển thị và xuất dữ liệu:
Các bản đồ về hiện trạng sử dụng đất, mạng lưới giao thông, khu dân cư, bệnh viện, nhà máy được trình bày trên phần mềm MicroStation phiên bản 7 và chứa nhiều lớp thông tin khác nhau như điểm, đường, vùng Để sử dụng các lớp dữ liệu này một cách riêng biệt, cần hiển thị và tách các lớp thông tin cần thiết Chức năng xuất dữ liệu trong ArcMap giúp phân tách các lớp dữ liệu và lưu dưới định dạng *.shp của ArcMap, sau đó sử dụng công cụ Universal Translator của MapInfo để chuyển đổi sang định dạng *.tab của MapInfo, giúp quản lý dữ liệu hiệu quả hơn.
Hình 1.10: Xuất dữ liệu từ định dạng của Microtation sang định dạng của ArcMap
- Phân tích, xử lý bản đồ địa hình:
Nguồn bản đồ địa hình thu thập gồm bản đồ đường bình độ định dạng MapInfo và bản đồ địa hình giấy của tỉnh Nghệ An Để hiển thị dữ liệu chính xác, cần sử dụng phần mềm ArcMap, vì đây là công cụ mạnh trong phân tích không gian Sau khi chuyển đổi sang định dạng *.shp của ArcMap, các đường bình độ dạng Line sẽ được chuyển thành điểm để bổ sung dữ liệu độ cao địa hình trước khi thực hiện nội suy Quá trình chuyển đổi này thực hiện qua công cụ trong ArcToolbox/Datamanagement Tool/Features/Features Vertical to Points.
Hình 1.11: Chuyển đổi từ dạng đường sang dạng điểm
Sau khi chuyển dữ liệu sang dạng điểm, cần bổ sung các điểm độ cao để chuẩn bị cho quá trình nội suy độ cao của lãnh thổ nghiên cứu Quá trình nội suy độ cao được thực hiện bằng cách sử dụng chức năng phân tích không gian trong ArcToolbox, cụ thể là trong Spatial Analyst Tool theo bước Interpolation/IDW Điều này giúp tạo ra bản đồ độ cao chính xác và liên tục cho khu vực nghiên cứu.
Hình 1.12: Nội suy độ cao địa hình
Sau khi đã nội suy thành công, tiến hành phân cấp độ cao bằng công cụ phân tích không gian có trong Arc Toolbox/3D Analyst Tool/Raster Reclass/Reclassify.
Để phân chia thang địa hình, cần sử dụng công cụ chuyển đổi trong thanh công cụ 3D Analyst để gán điểm cho từng thang độ cao Sau khi chuyển đổi thành công, sử dụng công cụ Universal Translator trong MapInfo để chuyển dữ liệu sang định dạng phù hợp, từ đó dễ dàng phân tích và xử lý dữ liệu địa hình một cách chính xác và hiệu quả.
Hình 1.14: Chuyển sang dạng vùng để gán điểm
Mục đích và vai trò của việc ứng dụng GIS trong lĩnh vực quản lý và quy hoạch môi trường
Áp dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý trung tâm dữ liệu (CTRĐT) giúp chuyển đổi dữ liệu quản lý từ dạng báo cáo, sơ đồ trên giấy sang hệ thống máy tính Công nghệ GIS cho phép xử lý thông tin nhanh chóng, trực quan và chính xác hơn so với phương pháp thủ công truyền thống Nhờ đó, việc cung cấp dữ liệu cho lãnh đạo trở nên hiệu quả hơn, giúp ra quyết định chính xác hơn Ngoài ra, sử dụng GIS còn tiết kiệm đáng kể chi phí trong quá trình tìm kiếm và xử lý thông tin, nâng cao hiệu quả quản lý trung tâm dữ liệu.
Hiện nay, công tác quản lý dữ liệu môi trường tại các tỉnh thành vẫn chưa được tin học hoá đầy đủ để đáp ứng yêu cầu của công tác quản lý môi trường hiện nay Việc quản lý bằng phương pháp truyền thống gây ra nhiều hạn chế, làm giảm hiệu quả theo dõi và xử lý các vấn đề môi trường Áp dụng công nghệ tin học trong quản lý dữ liệu môi trường sẽ giúp tăng cường tính chính xác, nhanh chóng và minh bạch trong quá trình giám sát và ra quyết định.
- Hiện nay việc theo dõi, lưu trữ, thống kê, được tiến hành riêngrẽ, chưa thành hệ thống.
- Việc tìm kiếm thông tin cần thiết trong mỗi dữ liệu chậm.
- Việc khai thác dữ liệu khó khăn, chưa được tự động hoá gây khó khăn cho làm báo cáo về môi trường.
Trong giai đoạn hiện nay, công tác quản lý môi trường tại các tỉnh thành đòi hỏi xử lý khối lượng lớn dữ liệu liên quan đến bảo vệ môi trường Việc lưu trữ, truy cập và chia sẻ thông tin môi trường trở nên khó khăn nếu không có giải pháp ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) hiệu quả Áp dụng CNTT một cách tối ưu là điều thiết yếu để nâng cao hiệu quả quản lý môi trường, giúp các cơ quan chức năng dễ dàng tiếp cận, xử lý dữ liệu và ra quyết định chính xác hơn.
Việc các cấp chính quyền tham gia vào quá trình phê duyệt các quyết định về môi trường còn gặp nhiều hạn chế do hệ thống tổng hợp số liệu chưa được tự động hóa hoàn toàn Điều này làm giảm hiệu quả trong việc đưa ra các quyết định môi trường chính xác và kịp thời Để cải thiện, cần nâng cao khả năng tự động hóa trong việc thu thập và phân tích dữ liệu môi trường, từ đó nâng cao vai trò và hiệu quả của các cơ quan chính quyền trong quá trình ra quyết định.
Các trung tâm khoa học công nghệ lớn của đất nước chưa tham gia hiệu quả vào việc giải quyết các bài toán bảo vệ môi trường và phát triển bền vững tại các tỉnh thành Một trong những nguyên nhân chính là nhiều tỉnh chưa công bố đầy đủ số liệu quan trắc môi trường, dẫn đến khó khăn trong việc đưa ra các giải pháp chính xác và kịp thời Việc chia sẻ dữ liệu quan trắc là bước quan trọng để nâng cao hiệu quả các chương trình bảo vệ môi trường và thúc đẩy phát triển bền vững địa phương.
Sự tham gia của người dân vào công cuộc bảo vệ môi trường còn hạn chế do họ gặp khó khăn trong việc tiếp cận các thông tin môi trường Thiếu kiến thức và thông tin đầy đủ là nguyên nhân chính khiến cộng đồng ít có khả năng tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường một cách chủ động Để nâng cao ý thức và tăng cường sự tham gia của người dân, cần có các chiến dịch truyền thông, cung cấp thông tin môi trường dễ hiểu và tiếp cận dễ dàng hơn.
Trong những năm gần đây, sự phát triển của công nghệ thông tin đã mang lại nhiều mô hình quản lý và xử lý dữ liệu không gian tiên tiến như bản đồ số, cơ sở dữ liệu bản đồ và công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) Công nghệ GIS không chỉ giúp quản lý dữ liệu không gian hiệu quả mà còn kết nối với thông tin môi trường, tạo ra một công cụ đắc lực hỗ trợ bảo vệ môi trường bền vững và hiệu quả hơn.
Trong thời gian qua, nhiều Sở ban ngành các tỉnh thành đã xây dựng thành công nhiều cơ sở dữ liệu bản đồ số đa dạng, góp phần tạo nguồn dữ liệu quý giá phục vụ các ứng dụng khác nhau Những dữ liệu này không chỉ giúp nâng cao chất lượng quản lý hành chính mà còn mở ra nhiều cơ hội phát triển các giải pháp GIS và ứng dụng truyền thông qua bản đồ số Việc tích hợp và khai thác hiệu quả các dữ liệu bản đồ số là yếu tố then chốt để thúc đẩy chuyển đổi số và nâng cao chất lượng dịch vụ công trong các địa phương.
1.1.4 Chất thải rắn và bãi chôn lấp chất thải rắn
Chất thải rắn (CTR) là các chất thải ở dạng rắn phát sinh từ hoạt động của con người và sinh vật CTR bao gồm các vật liệu được loại bỏ khi chúng không còn hữu ích hoặc không còn được sử dụng nữa Quản lý chất thải rắn đúng cách đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Trong đề tài này, thuật ngữ CTR bao gồm tất cả các chất rắn hỗn hợp thải ra từ cộng đồng dân cư đô thị cũng như các loại CTR đặc thù từ ngành nông nghiệp, công nghiệp và khai khoáng Đặc biệt, nghiên cứu tập trung vào CTR đô thị do sự tích lũy của chúng có khả năng ảnh hưởng lớn đến môi trường sống của con người Việc giảm thiểu và xử lý hiệu quả CTR đô thị là yếu tố then chốt để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và duy trì cân bằng sinh thái.
1.1.4.2 Bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh
Chôn lấp (landfilling) là quá trình đổ chất thải vào khu đất đã được chuẩn bị sẵn để xử lý và lưu trữ chất thải hợp lý Quá trình này bao gồm các bước như giám sát chất thải chuyển đến, thực hiện thao tác thải bỏ, nén ép để giảm thể tích và đảm bảo an toàn môi trường Ngoài ra, lắp đặt các thiết bị giám sát chất lượng môi trường xung quanh là phần quan trọng để kiểm soát và giảm thiểu tác động tiêu cực của hoạt động chôn lấp đối với môi trường.
Chôn lấp là phương pháp xử lý chất thải rắn công nghiệp (CTR) hiệu quả về mặt kinh tế và phù hợp với tiêu chuẩn môi trường Việc đảm bảo quy trình chôn lấp phù hợp và kiểm soát chặt chẽ sau khi đóng cửa là yếu tố quan trọng trong chiến lược quản lý tổng hợp CTR Ngay cả khi áp dụng các biện pháp giảm thiểu lượng phát thải, tái sử dụng hoặc chuyển hóa chất thải, việc xử lý lượng còn lại thông qua chôn lấp vẫn đóng vai trò không thể thiếu Công tác quản lý bãi chôn lấp cần tích hợp chặt chẽ với quy hoạch, thiết kế, vận hành và quá trình đóng cửa để đảm bảo an toàn môi trường và hiệu quả lâu dài.
Khái niệm bãi chôn lấp chất thải rắn:
Bãi chôn lấp CTR (landfills) là một diện tích hoặc một khu đất được quy hoạch, lựa chọn, thiết kế, xây dựng để thải bỏ CTR.[6]
Bãi chôn lấp hợp vệ sinh (sanitary landfill) ban đầu chỉ đơn giản là những bãi chôn lấp có che phủ chất thải vào cuối mỗi ngày vận hành Tuy nhiên, hiện nay, bãi chôn lấp hợp vệ sinh được định nghĩa là các bãi chôn lấp CTR được thiết kế và vận hành để giảm thiểu tác động đến sức khỏe cộng đồng và môi trường xuống mức thấp nhất có thể.
Bãi chôn lấp an toàn (secure landfill) là bãi chôn lấp dùng để chôn lấp chất thải nguy hại.[6]
1.1.4.3 Lựa chọn vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn
Các hoạt động chuẩn bị và thực hiện đầu tư, xây dựng bãi chôn lấp chất thải rắn phải tuân thủ theo Nghị định số 16/2005/NĐ-CP ngày 07/02/2005 của Chính phủ về quản lý đầu tư xây dựng, cùng với Nghị định 209/2005/NĐ-CP ngày 16/02/2004 về quản lý chất lượng công trình xây dựng Ngoài ra, việc lựa chọn địa điểm xây dựng và vận hành bãi chôn lấp còn phải tuân thủ các quy định trong Thông tư liên tịch số 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD ngày 18/01/2001 của Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường cùng Bộ Xây dựng về hướng dẫn bảo vệ môi trường đối với hoạt động này.
Khi lựa chọn địa điểm xây dựng bãi chôn lấp, cần căn cứ vào quy hoạch tổng thể của từng vùng, tỉnh hoặc thành phố đã được phê duyệt bởi cơ quan Nhà nước có thẩm quyền Việc này đảm bảo sự phát triển bền vững và phù hợp với kế hoạch phát triển của khu vực Ngoài ra, cần xem xét toàn diện các yếu tố môi trường, khoảng cách đến khu dân cư, điều kiện địa chất và khả năng xử lý chất thải hiệu quả để đảm bảo an toàn và bền vững lâu dài.
- Các yếu tố tự nhiên
- Các yếu tố xã hội
- Các yếu tố về cơ sở hạ tầng
- Khoảng cách thích hợp khi lựa chọn bãi chôn lấp.
Bảng 1: Khoảng cách thích hợp khi lựa chọn bãi chôn lấp
Các công trình Đặc điểm và quymô công trình
Khoảng cách tối thiểu từ vành đai công trình tới các bãi chôn lấp, (m) Bãi chôn lấp
1 2 3 4 5 Đô thị Các thành phố, thị xã, thị trấn, thị tứ
Sân bay, các khu công nghiệp, hải cảng
Từ quy mô nhỏ đến lớn
Cụm dân cư ở đồng bằng và trung du
Cụm dân cư ở miền núi
Theo khe núi (có dòng chảy xuống)
Chất thải rắn và bãi chôn lấp chất thải rắn
Công trình khai thác nước ngầm
(Nguồn thông tư 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD)
Bảng 2: Phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn
STT Loại bãi Dân số đô thị hiện tại
Lượng rác Diện tích bãi
4 Rất lớn >1.000.000 > 200.000 tấn/năm > 50 ha
(Nguồn thông tư 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD)
Việc lựa chọn quy mô của bãi chôn lấp phù hợp phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của từng địa phương Lượng rác thải hàng năm cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét để đảm bảo hiệu quả và bền vững của công trình Chọn quy mô phù hợp giúp tối ưu hóa quá trình xử lý chất thải và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Cơ sở thực tiễn: Ứng dụng GIS vào lĩnh vực quản lý và quy hoạch môi trường tại Việt Nam
Trong báo cáo khoa học "Phần mềm hỗ trợ quy hoạch bãi chôn lấp rác" trình bày tại Hội nghị khoa học và công nghệ Nam Trung Bộ và Tây Nguyên (21-22/12/2003), Tiến sĩ Bùi Văn Ga cùng nhóm cộng sự đã phát triển phần mềm hỗ trợ quy hoạch bãi chôn lấp rác cho thành phố Đà Nẵng Đây là dự án nhằm tối ưu hóa vị trí xây dựng bãi chôn lấp, dựa trên dữ liệu GIS và điều tra xã hội học, với các đề xuất về xây dựng trạm trung chuyển rác ở Hòa Quý và nhà máy sản xuất phân vi sinh phù hợp với quy hoạch tổng thể sau khi thành phố Đà Nẵng được nâng cấp lên thành phố loại 1 cấp quốc gia Tuy nhiên, do hạn chế về ngân sách, nhóm nghiên cứu chưa thể khảo sát các yếu tố quan trọng khác như đặc tính đất đai và mối quan hệ với nước ngầm của các vị trí đề xuất.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đang ngày càng được công nhận nhờ những lợi ích vượt trội trong công tác thu thập, đo đạc dữ liệu địa lý và quản lý tài nguyên GIS giúp tối ưu hóa quá trình xử lý dữ liệu, nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý và phân tích thông tin không gian Việc ứng dụng GIS góp phần cải thiện quyết định dựa trên dữ liệu chính xác, đồng thời hỗ trợ các lĩnh vực như quy hoạch đô thị, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững Nhờ những lợi ích đó, hệ thống thông tin địa lý trở thành công cụ không thể thiếu trong quá trình quản lý tài nguyên và phát triển hạ tầng.
GIS (Hệ thống Thông tin Địa lý) ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các cơ quan nghiên cứu môi trường ở Việt Nam nhờ khả năng phân tích hiện trạng và dự báo xu hướng diễn biến của 25 nguyên thiên nhiên Hiện nay, việc sử dụng GIS trong quản lý môi trường giúp phát hiện, đánh giá và dự báo mức độ ô nhiễm của các khu vực, từ đó đưa ra các giải pháp xử lý nhanh chóng và hiệu quả hơn.
Năm 2004, mô hình ENVIMAP 2.0 và ECOMAP 2.0 được xây dựng thành công, là công cụ quản lý và đánh giá ô nhiễm không khí qua các ống khói của nhà máy và cơ sở sản xuất Các mô hình này giúp theo dõi sự phát tán và lan truyền của ô nhiễm trong không khí, hỗ trợ kiểm soát và giảm thiểu tác động môi trường.
Năm 2005, ứng dụng GIS trong quản lý rác thải tại các tỉnh thành đã được triển khai, điển hình là quận 4 và quận 10, thành phố Hồ Chí Minh, sử dụng phần mềm TISWAM 1.0 Công nghệ GIS giúp dễ dàng nhập và tra cứu dữ liệu vị trí các điểm tập kết, điểm trung chuyển và theo dõi quá trình vận chuyển rác thải trên bản đồ, nâng cao hiệu quả quản lý môi trường và giảm thiểu ô nhiễm.
Năm 2006, thành phố Đà Nẵng đã thành công trong việc ứng dụng công nghệ thông tin để xác định vị trí bãi chôn lấp rác hiệu quả Phần mềm LANDFILL ra đời nhằm hỗ trợ các nhà quy hoạch trong việc khảo sát và lựa chọn địa điểm phù hợp nhất để xây dựng bãi chôn lấp rác, góp phần nâng cao quản lý và bảo vệ môi trường địa phương.
Lê Văn Thăng cùng cộng sự đã thành công trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về hệ thống thu gom chất thải tại TP Huế, giúp sắp xếp hiệu quả hệ thống này Việc ứng dụng GIS đã xác định rõ các điểm quá tải, không hợp lý và hư hỏng của các thùng rác, từ đó đề xuất thêm 18 thùng, điều chỉnh 10 vị trí và giữ nguyên 17 thùng hiện có để giải quyết vấn đề đổ rác sai quy định Tại khu vực Nam Vỹ Dạ, nơi có 71% thùng rác quá tải, hệ thống mới đã giảm thiểu tình trạng rác đổ tràn ra ngoài, nâng cao hiệu quả thu gom Ở khu vực Nam sông Hương, với 239 thùng rác, ứng dụng GIS đã khắc phục các bất cập như rác đổ ra vỉa hè, lề đường gây ô nhiễm môi trường Hệ thống thu gom chất thải dựa trên phân tích dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính hình thành bản đồ hệ thống, giúp tối ưu hóa vị trí và số lượng thùng rác dựa trên kết quả phân tích không gian, đảm bảo hiệu quả quản lý và bảo vệ môi trường thành phố Huế.
Sử dụng phần mềm MapInfo 8.0 nhằm ghép nối hai mảng dữ liệu và tạo bảng ghi thùng rác mới dựa trên đặc điểm riêng của từng tiểu vùng Ứng dụng này giúp phân tích không gian hiệu quả, kết hợp các phương pháp đánh giá nhanh nguồn phát sinh chất thải Ngoài ra, việc tham khảo ý kiến cộng đồng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đưa ra quyết định chính xác.
Ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống thu gom chất thải giúp đánh giá chi tiết hiện trạng và sắp xếp lại các thùng rác tại nhiều khu vực khác nhau Công nghệ GIS kết hợp với các phương pháp khác để phân tích mối quan hệ giữa hệ thống thu gom và các yếu tố tác động, nâng cao hiệu quả trong việc lập bản đồ Phương pháp này đặc biệt phù hợp trong các tình huống yêu cầu nhanh chóng, chính xác và giúp khắc phục nhược điểm của phương pháp lập bản đồ truyền thống về quản lý rác thải.
THỰC TRẠNG XỬ LÝ CTR VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG BÃI CHÔN LẤP RÁC THẢI CHO CÁC ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NGHỆ AN
Vấn đề xử lý chất thải rắn tại địa bàn tỉnh Nghệ An
2.1.1.1 Hiện trạng môi trường nước
Dựa trên kết quả phân tích chất lượng nước dưới đất tỉnh Nghệ An từ năm 2007-2011 và các nghiên cứu trước đây, có thể nhận định rằng hiện trạng môi trường nước dưới đất của tỉnh đang đối mặt với nhiều vấn đề cần được quan tâm Các số liệu cho thấy mức độ ô nhiễm nước dưới đất có xu hướng tăng lên qua các giai đoạn nghiên cứu, ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt và sản xuất của địa phương Việc đánh giá chính xác chất lượng nước dưới đất trong thời gian này giúp đề xuất các giải pháp quản lý hiệu quả, nhằm bảo vệ và nâng cao chất lượng nguồn nước ngầm của tỉnh Nghệ An.
+ Độ pH: phần lớn nước dưới đất có độ pH < 6,5; đạt tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt
Độ tổng khoáng hoá của nước biến đổi phức tạp, dao động từ 0,085 đến 2,053 g/l, thể hiện nước từ siêu nhạt đến lợ Những mẫu nước có tổng độ khoáng hoá M1g/l.
+ Hàm lượng Fe2+: dao động khá lớn, từ 0,07 – 39,92mg/l Hàm lượng sắt cao tập trung ở mẫu nước tại khu vực Tp.Vinh (tầng chứa nước Halocen và Pleistocen)
Các chỉ tiêu vi sinh trong nguồn nước đang gặp vấn đề nghiêm trọng, khi hàm lượng Coliform tại một số khu vực đã vượt tiêu chuẩn gấp 250-300 lần, điển hình là mẫu nước dưới đất tại Hưng Hoà Hầu hết các giếng đào khai thác nước dưới đất tầng nông đều bị ô nhiễm bởi các chỉ tiêu vi sinh, gây ảnh hưởng lớn đến an toàn sức khỏe cộng đồng.
2.1.1.2 Hiện trạng môi trường không khí
Môi trường không khí tỉnh Nghệ An vẫn còn tương đối sạch, ô nhiễm khí thải chỉ xảy ra cục bộ tại các khu vực công nghiệp tập trung, đô thị lớn và làng nghề Ô nhiễm bụi tập trung chủ yếu dọc các tuyến đường thi công và nơi có mật độ giao thông cao Khu vực gần các nhà máy xi măng ghi nhận nồng độ bụi xấp xỉ tiêu chuẩn cho phép (0,3 mg/m³), dao động từ 0,19-0,28 mg/m³, cho thấy mức ô nhiễm bụi còn trong giới hạn an toàn.
Các số liệu từ 28 măng Cầu Đước và Hoàng Mai qua các năm cho thấy mức độ bụi tại các nhà máy xi măng ổn định, dao động quanh chỉ số 0,2-0,28 mg/m³ Trong khi đó, nồng độ bụi tại khu vực dân cư thành phố Vinh duy trì trong khoảng 0,19-0,31 mg/m³, phản ánh mức độ ô nhiễm bụi không đáng kể và ổn định qua thời gian.
Nồng độ khí CO, SO2, NO2 tại các khu vực thành phố, thị xã và huyện đồng bằng Nghệ An đều thấp hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, cho thấy chất lượng không khí trong khu vực khá tốt Các mức khí độc hại này nằm trong giới hạn an toàn theo quy chuẩn, không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng Điều này phản ánh hiệu quả kiểm soát ô nhiễm và sự cải thiện của môi trường không khí tại Nghệ An.
SO2 và NO2 nồng độ khí CO thường cho giá trị cao tại các nút giao thông và khu công nghiệp.
2.1.1.3 Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất a Hiện trạng môi trường đất trong sản xuất nông nghiệp:
Trong tổng diện tích đất nông nghiệp của tỉnh, phần lớn diện tích đất sản xuất nông nghiệp nằm xen kẽ với các lâm phần tại các huyện Quế Phong, Quỳ Châu, Tương Dương và Kỳ Sơn, chủ yếu do các hộ dân du canh, du cư khai phá và sản xuất rồi bỏ hoang sau một thời gian Điều này dẫn đến chất lượng đất không ổn định và ngày càng suy thoái Ngoài ra, môi trường đất đang chịu tác động tiêu cực từ hoạt động sản xuất công nghiệp, gây ô nhiễm và làm giảm khả năng phục hồi của đất đai.
- Trong khai thác khoáng sản:
Khu vực miền núi phía Tây Nghệ An có trữ lượng lớn các mỏ khoáng sản như thiếc, vàng, chì phân bố rộng khắp Trong những năm gần đây, hoạt động khai thác khoáng sản tại đây diễn ra đa dạng và sôi động Tuy nhiên, việc khai thác khoáng sản trái phép, hay còn gọi là “thổ phỉ”, diễn ra bừa bãi và thiếu quản lý chặt chẽ, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đất đai Những hoạt động này khiến đất bị đào xới, thay đổi tính chất tự nhiên, dẫn đến ô nhiễm và suy thoái đất một cách nghiêm trọng.
- Trong các khu vực có các nhà máy chế biến:
Hầu hết các nhà máy, xí nghiệp tại Nghệ An phân bố rải rác khắp nơi, thậm chí xen kẽ trong khu dân cư chưa có quy hoạch rõ ràng Mặc dù tỉnh đã xây dựng quy hoạch các khu công nghiệp, khu chế xuất, nhưng số lượng cơ sở sản xuất chuyển vào các KCN còn rất ít Các doanh nghiệp vẫn sử dụng công nghệ lạc hậu, chưa có điều kiện đổi mới, dẫn đến lượng chất thải phát sinh gây ô nhiễm môi trường đất nghiêm trọng.
2.1.2 Thực trạng xử lý chất thải rắn tại tỉnh Nghệ An
Lượng chất thải rắn thu gom tại các đô thị ở Việt Nam, đặc biệt tại Nghệ An, chỉ đạt khoảng 70-75% so với lượng phát sinh thực tế, chủ yếu tập trung ở nội thị Tại các khu công nghiệp và khu vực thành phố, chất thải nguy hại không được phân loại riêng biệt mà thường chôn lấp cùng với chất thải sinh hoạt Điều này gây ra những nguy cơ về ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng Chính sách phân loại chất thải và nâng cao hiệu quả thu gom tại nguồn vẫn còn gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi cần có các giải pháp phù hợp hơn.
29 rắn chưa vận hành đúng quy trình kỹ thuật đã ảnh hưởng đến đời sống của nhân dân Việc lựa chọn điểm chôn lấp hoặc khu xử lý CTR gặp nhiều khó khăn do chưa nhận được sự ủng hộ từ người dân địa phương, như tại huyện Yên Thành Công nghệ xử lý CTR còn chưa được chú trọng nghiên cứu và hoàn thiện, khiến hiệu quả xử lý còn nhiều hạn chế.
- Thu gom, vận chuyển và xử lý CTR sinh hoạt ở các đô thị
Hầu hết rác thải không được phân loại tại nguồn, dẫn tới việc thu gom rác lẫn lộn và vận chuyển trực tiếp đến các bãi chôn lấp Trong thời gian từ năm 2007 đến 2011, tỷ lệ thu gom rác trung bình đã tăng từ 70% lên 75%, cho thấy sự cải thiện nhưng vẫn còn nhiều hạn chế trong công tác quản lý chất thải.
Hệ thống thu gom rác chưa phủ kín địa bàn quản lý và ý thức giữ gìn vệ sinh môi trường của người dân còn thấp, dẫn đến tình trạng đổ rác bừa bãi vẫn phổ biến Việc thải rác sinh hoạt xuống mương rãnh hở gây ô nhiễm nguồn nước và góp phần gây ngập úng khi mưa lớn kéo đến.
* Hiện trạng xử lý và tiêu huỷ chất thải rắn đô thị:
Hiện nay, việc xử lý chất thải chủ yếu vẫn diễn ra tại các bãi chôn lấp lộ thiên không có sự kiểm soát chặt chẽ, gây ra mùi hôi nặng nề và ô nhiễm đất, nước, không khí do nước rác thải chảy tràn Theo thống kê, toàn tỉnh có 16 dự án bãi chôn lấp chất thải rắn, nhưng chỉ có 2 bãi đang vận hành, làm tăng nguy cơ ô nhiễm môi trường nếu không có giải pháp xử lý phù hợp.
Bảng 3: Hiện trạng các bãi rác, khu xử lý, chôn lấp CTR đã và đang được đầu tư trong tỉnh
TT Tên bãi rác Địa điểm Diện tích
1 KLH xử lý CTR Nghi Yên Nghi Lộc 50 2009
3 Quỳnh Lưu Ngọc Sơn 4,5 Đang xây
4 Đô Lương Hồng Sơn 4,2 dựngĐang xây
5 Yên Thành Thay đổi địa điểmdựng
6 Quế Phong Tiền Phong 6 Đang xây dựng
7 Quỳ Hợp Châu Quang 5,7 Đang xây
8 Nghĩa Đàn Nghĩa Hoà 10 dựngĐang lựa chọn địa điểm
10 Tương Dương Thạch Giám 8,5 Đang xây dựng
11 Anh Sơn T.trấn Anh Sơn 2 Đang xây
12 Quỳ Châu Đang lựa chọn địa điểmdựng
13 Kỳ Sơn Xã Nậm Cắn 3,5 Đang xây
14 Diễn Châu Đang lựa chọn địa điểm
15 Nam Đàn Chưa lựa chọn được địa điểm
16 Con Cuông Chưa lựa chọn được địa điểm
* Hoạt động tái chế và sử dụng CTR
Tái sử dụng và tái chế là các phương pháp phổ biến để giảm lượng rác thải, tuy nhiên chỉ giảm được khoảng 10-12% khối lượng rác sinh hoạt Các hoạt động này chủ yếu tập trung vào xây dựng các nhà máy chế biến rác thành phân hữu cơ nhằm giảm thiểu rác thải sinh hoạt Tuy nhiên, hiệu quả của các phương pháp này còn hạn chế do chưa có khảo sát kỹ lưỡng về mức độ chấp thuận của cộng đồng đối với sản phẩm phân vi sinh Bên cạnh đó, kỹ năng phân loại rác trong quá trình sản xuất tại các nhà máy còn thấp, ảnh hưởng đến hiệu quả chung của quá trình tái chế.
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn địa điểm xây dựng bãi chôn lấp rác thải
Việc lựa chọn địa điểm bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt đòi hỏi phân tích không gian toàn diện, xem xét các yếu tố như địa hình, thủy văn, mục đích sử dụng đất và khoảng cách đến các khu dân cư nhằm đảm bảo sự phù hợp và an toàn Việc đánh giá tác động của các yếu tố này là cơ sở quan trọng để xác định tiêu chí lựa chọn địa điểm phù hợp, góp phần tối ưu hóa quy trình xử lý chất thải rắn và giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường và cộng đồng.
Trong đề tài này, chúng tôi đã chọn lọc 8 yếu tố ảnh hưởng chính đến việc bố trí và xây dựng bãi chôn lấp rác thải cho các khu đô thị tại tỉnh Nghệ An Các yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo môi trường sạch sẽ, phát triển bền vững và nâng cao chất lượng cuộc sống cộng đồng Việc phân tích các yếu tố như địa hình, địa chất, khoảng cách đến nguồn phát sinh rác, và các yếu tố về kinh tế xã hội giúp xác định vị trí phù hợp và tối ưu cho các dự án xử lý chất thải Đề xuất các giải pháp dựa trên các yếu tố này nhằm nâng cao hiệu quả quản lý rác thải và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường Bài viết hy vọng góp phần cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc lập kế hoạch và xây dựng các bãi chôn lấp phù hợp tại tỉnh Nghệ An.
34 chất, địa hình, thủy văn, hiện trạng sử dụng đất, giao thông vận tải, dân cư, các khu công nghiệp và các bệnh viện.
Yếu tố địa chất đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc các loại đá và sự ổn định kiến tạo Bãi chôn lấp không nên xây dựng tại các khu vực có nét đứt gãy, thường xuyên xảy ra động đất hoặc trên đá vôi để bảo vệ nguồn nước ngầm Trong trường hợp không còn lựa chọn, các bãi chôn lấp trên nền đá vôi cần có lớp chống thấm với hệ số thẩm thấu dưới 1 x 10^-7 cm/s, lớp chống thấm phải dày ít nhất 1 mét và có hệ thống thu gom, xử lý nước rác hiệu quả Các khu vực có cấu tạo địa chất phức tạp thường không phù hợp để xây dựng bãi chôn lấp vì gây khó khăn cho công tác quan trắc và thực hiện các biện pháp dự phòng.
Khi tiến hành điều tra địa chất, cần phải nắm được các thông tin sau:
- Diện phân bố của các lớp đất đá trong khu vực bãi chôn lấp;
- Thành phần thạch học của các lớp;
- Hệ số thấm nước của các lớp;
- Sự hiện diện của các đứt gãy không, mức độ động đất,
Phân tích yếu tố địa chất trên địa bàn tỉnh Nghệ An ta thấy được:
Thang địa tầng có tuổi Ocdovic – Silua chủ yếu gồm các đá phiến sét (serixit) xen kẽ với đá phiến thạch anh (serixit) và cát kết (serixit), tạo thành các vết uốn nếp do bị vò nhàu Các loại đá này có tính chống thấm cao, giúp giảm nguy cơ nhiễm bẩn nguồn nước ngầm Tuy nhiên, do đặc tính bị vò nhàu và uốn nếp mạnh, chúng không thích hợp cho xây dựng các khu xử lý rác thải Vì vậy, các khu vực địa hình này thường được đánh giá điểm số thấp, khoảng 2 điểm.
- Thang địa tầng có tuổi Silua – Devon:
Tuổi D 1-2 hl có thành phần thạch học gồm các loại bột kết, đá phiến sét, cuội kết, cát kết, cho thấy khả năng chống thấm kém hơn so với các loại đá tuổi Tuổi Ocdovic – Silua Địa hình hiện đại của thang địa tầng này thường là các dãy núi có độ dốc lớn, chính vì vậy các khu vực nằm trong thang địa tầng này thường được gán điểm số là 2 điểm.
Các tuổi S 2 D 1 hn, γDD 1 đl1,2, D 2 GD 3 fr nk, D 3 frncd, D 1-2 nt đều chứa thành phần thạch học chủ yếu là đá vôi, vôi silic, đá phiến sét xám đen, cát bột kết, những loại này dễ nứt nẻ và hòa tan Địa hình hiểm trở của khu vực tạo ra nguy cơ nhiễm bẩn nguồn nước ngầm, làm giảm độ an toàn của các công trình xây dựng Chính vì vậy, các khu vực này tuyệt đối không phù hợp để xây dựng các khu xử lý rác thải và được gán điểm số là X theo đánh giá an toàn.
- Thang địa tầng tuổi Tuổi Cacbon – Pecmi:
Các tuổi C-Pml và C-Pbs có thành phần thạch học chủ yếu gồm đá vôi, đá hoa, đá vôi silic và đá vôi đolomit, mang ý nghĩa quan trọng trong việc xác định đặc điểm địa chất của khu vực Khu vực có tuổi địa chất này được đánh giá có điểm số tương tự là X, phản ánh đặc trưng của các loại đá chủ yếu trong thành phần thạch học Việc hiểu rõ thành phần thạch học giúp hỗ trợ các hoạt động khai thác và nghiên cứu địa chất hiệu quả hơn.
Tuổi C1lk có thành phần thạch học gồm đá phiến sét than, quazit, đá phiến serixit, bột kết, cát kết, đá phiến silic, đảm bảo khả năng chống thấm khá tốt Tuy nhiên, do phân bố không thuận lợi về địa hình, nên điểm số đánh giá chỉ đạt 2 điểm.
Thang địa tầng có tuổi Trias trên địa bàn tỉnh Nghệ An có thành phần thạch học khá phức tạp, bao gồm các loại đá phiến, đá vôi, cát kết, bột kết và sét than xen lẫn nhau Do sự đa dạng này, việc phân tích chính xác tác động của các loại đá đến xây dựng khu xử lý rác thải gặp nhiều khó khăn Hiện tại, đề tài chưa thể xác định rõ sự phân bố và ảnh hưởng của các tầng đá này, nên các thang địa tầng có tuổi Trias được đánh giá với điểm số 3.
Địa tầng Jura tại khu vực Mường Hinh chứa các khoáng vật phun trào axit và trầm tích của chúng, phản ánh quá trình hình thành đặc trưng của thời kỳ này Tuy nhiên, cấu trúc thạch học của đá dạng này khá yếu và dễ nứt vụn, làm giảm khả năng chịu lực và không thích hợp để sử dụng làm khu vực xây dựng các bãi xử lý rác thải Do đó, khu vực này đã được gán điểm X vì không phù hợp cho mục đích xây dựng và đầu tư hạ tầng môi trường.
Thang địa tầng tuổi Paleogen chủ yếu gồm các loại đá núi lửa kiềm tính, có khả năng ứng dụng trong xây dựng khu xử lý rác thải Đặc điểm thạch học của lớp đá này phù hợp với các công trình yêu cầu độ bền và ổn định cao Vì vậy, thang địa tầng tuổi Paleogen đã được gán điểm số 2 điểm để đánh giá mức độ thuận lợi trong khai thác và sử dụng trong các dự án xây dựng bền vững.
- Thang địa hình có tuổi Đệ tứ:
Bậc βQ Q II-III, QIV có thành phần thạch học chủ yếu gồm Bazan olivin, các loại sét bột và cát pha, tạo thành dạng địa hình khá bằng phẳng Điều này làm cho khu vực trở nên lý tưởng cho việc xây dựng các khu xử lý rác thải, vì độ bằng phẳng của địa hình giúp thuận tiện cho hoạt động xây dựng và vận hành Nhờ những đặc điểm này, những khu vực thuộc bậc thạch học này được gán điểm số cao nhất, 10 điểm, phản ánh tiềm năng và phù hợp cao để phát triển các dự án xử lý rác thải.
Bậc a, aq gồm cuội, sỏi và sạn phù hợp cho xây dựng khu xử lý rác thải nhờ đặc tính ổn định Tuy nhiên, so với bậc βQ Q II-III, QIV, bậc a, aq có nhiều hạn chế về độ gắn kết của vật chất kém hơn và khả năng chống thấm nước ngầm thấp, dễ gây ô nhiễm môi trường Vì vậy, các khu vực có bậc a, ap được đánh giá cao và gán điểm số 7 để phản ánh đặc điểm này.
Bảng 5: Mã số và điểm số của yếu tố địa chất Địa tầng Mã số Điểm số
Tuổi Đệ tứ βQ Q II-III, QIV 9 10 a, aq 10 7
(Chú thích: điểm số “X” được xem là phạm vi khu vực không xét đến cho việc lựa chọn địa điểm xây dựng khu xử lý rác thải)
2.2.2 Địa hình Địa hình là yếu tố ảnh hưởng rất rõ đến vị trí bãi chôn lấp Thông thường thì người ta hay tận dụng tối đa địa hình tự nhiên nhằm giảm bớt khối lượng đào lấp Nếu ở những nơi nào có địa hình trũng thì việc đào hố sẽ tiết kiệm hơn khi tận dụng những ao hồ đã cạn Ở những khu vực đồi núi thì người ta thường quan tâm đến khu vực thung lũng, sườn núi hay hầm mỏ cũ để chôn lấp rác. Địa hình còn liên quan đến hướng dốc và độ dốc của bãi Việc chọn vị trí ở nơi quá dốc có thể sẽ làm lượng nước rác bị rò ri ra ngoài dễ hơn Nhưng nếu độ dốc vừa phải thì có thể giúp cho việc tránh ứ đọng nước mưa.
Việc lựa chọn kiểu bãi chôn lấp phù hợp phụ thuộc vào yếu tố địa hình khu vực Trong những khu vực miền núi cao, bãi chôn lấp chìm là lựa chọn tối ưu để đảm bảo an toàn và hiệu quả Ngược lại, ở những vùng thấp, nên sử dụng bãi rác nổi để tránh gây ảnh hưởng đến tầng nước ngầm và giảm thiểu nguy cơ sụt lún đất Đối với vùng có độ cao trung bình, bãi chôn lấp nửa chìm nửa nổi là giải pháp phù hợp giúp tiết kiệm diện tích và tăng khả năng chứa rác thải.