Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ nạo vét hồ trên địa bàn thành phố hà nội làm phân bón hữu cơ

Hiện nay , xử lí bùn thải đang là vấn đề được cảnh báo và quan tâm của toàn xã hội.Việc nạo vét bùn ở hồ nếu không được xử lý kịp thời mà cứ để lưu lại trong nguồn nước nhiều năm sẽ gây

TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa Công nghệ - Môi trường

Người hướng dẫn khoa học ThS ĐỖ THỦY TIÊN

HÀ NỘI - 2015

LỜI CẢM ƠN

Bài khóa luận này được hoàn thành tại Khoa Hóa học- Trường đại học

sư phạm Hà Nội 2 và tại Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên- viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam

Sau một thời gian nghiên cứu, em đã hoàn thành khóa luận của mình với

đề tài:“Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ nạo vét hồ trên địa bàn thành phố Hà Nội làm phân bón hữu cơ ” Trong quá trình thực hiện khóa luận, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè và người thân

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.S Đỗ Thủy Tiên, người hướng dẫn khoa học đã tận tình chỉ bảo và tạo điều kiện cho em hoàn thành khóa luận này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị trong Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên và các thầy cô trong tổ Hóa lý-Môi trường, trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã dạy, giúp đỡ em trong suốt bốn năm học và đặc biệt trong thời gian em thực hiện khóa luận này

Em xin chân thành cảm ơn bạn bè và người thân đã tạo điều kiện thuận lợi , động viên và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận

Hà Nội, ngày… tháng… Năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thị Toan

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về bùn thải 3

1.1.1 Khái niệm bùn thải và phân loại 3

1.1.2 Đặc điểm và tính chất của bùn thải 5

1.1.3 Tác động của bùn thải tới môi trường và con người 6

1.1.4 Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải 9

1.2 Hiện trạng quản lý và xử lý bùn thải đô thị Hà Nội 15

1.3 Các phương pháp xử lý bùn thải 15

1.3.1 Xử lý bằng thiêu đốt 15

1.3.2 Xử lý bằng phương pháp chôn lấp 16

1.3.3 Xử lý bằng phương pháp ủ sinh học 16

1.3.4 Xử lý bằng phương pháp thu hồi tái chế 16

CHƯƠNG 2:ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Đối tượng và phạm vị nghiên cứu 19

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 19

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 19

2.2 Phương pháp nghiên cứu 19

2.2.1.Phương pháp thu thập tài liệu 19

2.2.2 Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa 19

2.2.3 Phương pháp thực nghiệm 19

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu bằng Excel 25

2.2.5 Phương pháp so sánh 25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Kết quả phân tích mẫu trầm tích các hồ tại Hà Nội 27

3.2 Một số tính chất hóa lý của trầm tích 27

3.2.1.Giá trị pH của trầm tích 27

3.2.2 Hàm lƣợng chất hữu cơ trong trầm tích 29

3.2 Một số đặc điểm dinh dƣỡng trong trầm tích 30

3.2.1 Hàm lƣợng nitơ tổng số trong trầm tích 30

3.2.2 Hàm lƣợng photpho tổng số của trầm tích 31

3.2.3 Hàm lƣợng kali tổng số trong trầm tích 32

3.3 Hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích hồ 33

3.3.1 Hàm lƣợng Cu tổng số trong trầm tích 34

3.3.2 Hàm lƣợng Zn tổng số trong trầm tích 35

3.3.3 Hàm lƣợng Cd tổng số trong trầm tích 36

3.4 Hàm lƣợng vi sinh vật 37

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38

Kết luận 38

Kiến nghị 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Giá trị giới hạn của một số kim loại trong bùn (mg/kg) 11

Bảng 1.2: Giá trị giới hạn nồng độ của các vi sinh vật gây bệnh 14

Bảng 2.1.Thang đánh giá giá trị pH trong đất [4] 20

Bảng2.2 Thang đánh giá hàm lƣợng N tổng số trong đất [4] 21

Bảng 2.3 Thang dánh giá hàm lƣợng P2O5 tổng số trong đất.[4] 22

Bảng 2.4 Thang đánh giá hàm lƣợng K2O tổng số trong đất [4] 22

Bảng 2.5 Thang đánh giá hàm lƣợng chất hữu cơ của đất [4] 24

Bảng 2.6 Giới hạn hàm lƣợng tổng số của một số kim loại nặng trong 24

một số loại đất – QCVN 03/2008/BTNMT 24

Bảng 3.1 Kết quả phân tích trầm tích một số hồ trên địa bàn Hà Nội 27

Bảng 3.2 Bảng kết quả pH của trầm tích 28

Bảng 3.3 Bảng kết quả hàm lƣợng chất hữu cơ trong trầm tích hồ 29

Bảng 3.4 Bảng kết quả nitơ tổng số trong trầm tích 30

Bảng 3.5 Bảng kết quả hàm lƣợng photpho tổng số trong trầm tích tại các điểm quan trắc 31

Bảng 3.6 Kết quả hàm lƣợng kali tổng số trong trầm tích hồ 32

Bảng 3.7 Bảng kết quả kim loại nặng trong trầm tích hồ (mg.kg-1) 33

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Máy đo điện thế pH met điện cực chọn lọc hiđro 20

Hình 2.2 Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 6800 Shimazdu Nhật Bản 25

Hình3.1: Giá trị pH của trầm tích hồ 28

Hình 3.2: Hàm lƣợng chất hữu cơ trong trầm tích hồ 29

Hình 3.3: Hàm lƣợng N tổng số trong trầm tích hồ 31

Hình 3.4: Hàm lƣợng P2O5 tổng số trong trầm tích hồ 32

Hình 3.5: Hàm lƣợng K2O tổng số trong trầm tích tại các điểm quan trắc 33

Hình 3.6: Hàm lƣợng Cu tổng số trong trầm tích hồ 34

Hình 3.7: Hàm lƣợng Zn tổng số trong các mẫu trầm tích 35 Hình 3.8 : Biểu đồ hàm lƣợng mg/kg Cd tổng số trong các điểm trắc quang 36

ISO: Tổ chức tiêu chuẩn hóa Quốc tế

EEC: Cộng đông kinh tế Châu âu

BTNMT: Bộ tài nguyên môi trường

VSV: Vi sinh vật

VLXD: Vật liệu xây dựng

MỞ ĐẦU

Việt Nam đang trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa và đã đạt được nhiều thành tựu rực rỡ trong phát triển kinh tế xã hội , đồng thời cũng nảy sinh nhiều vấn đề môi trường nổi cộm từ vấn đề nước thải, khí thải, rác thải đến bùn thải Hiện nay , xử lí bùn thải đang là vấn đề được cảnh báo và quan tâm của toàn xã hội.Việc nạo vét bùn ở hồ nếu không được xử lý kịp thời mà cứ để lưu lại trong nguồn nước nhiều năm sẽ gây ách tắc dòng chảy

và làm tăng nguy cơ ô nhiễm nặng trên các dòng hồ.…

Bùn sau khi thu gom được vận chuyển đến đổ bỏ tại các khu đất trống cách xa khu dân cư hoặc tại các ao nuôi thủy sản cần được san lấp, thậm chí

đổ vào bất cứ khu vực nào có thể Chính việc đổ bùn tràn lan và hoàn toàn không được xử lý sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường, đặc biệt là việc tích tụ các kim loại, gây tình trạng mất vệ sinh, mùi hôi thối Nghiêm trọng hơn, bùn thải đang gây ra những ảnh hưởng nặng nề do được đổ bỏ, chôn lấp không có lớp lót chống thấm nên các chất ô nhiễm thấm xuống nguồn nước ngầm và nước mặt làm cho chất lượng nguồn nước bị suy giảm Thậm chí, đối với chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động sản xuất công nghiệp cũng đang rất khó khăn trong việc xử lý vì thiếu nhà máy Vấn đề thiếu bãi đổ bùn thải tại Hà Nội hiện rất nan giải, hiện chỉ có bãi rác thải Nam Sơn, Sóc Sơn mới xử lý được Với một đô thị lớn như Hà Nội, để giải quyết bền vững bài toán môi trường, việc quy hoạch, xây dựng một nhà máy xử lý bùn thải đúng tiêu chuẩn là hết sức cần thiết.[4]

Việc đổ trực tiếp bùn thải ra môi trường như hiện nay không chỉ gây ô nhiễm mà còn lãng phí tài nguyên môi trường Bởi thực tế, sau khi được xử lý hết các thành phần độc hại, bùn thải hoàn toàn có thể được tận dụng làm VLXD (bê tông, gạch ) và san nền, giúp hạn chế đáng kể tình trạng khai thác đất mặt tại các quận, huyện ngoại thành để phục vụ việc san lấp Cần nhấn mạnh rằng, việc quy hoạch và xây dựng ngay hệ thống quản lý lượng bùn nói

trên bao gồm cả các nhà máy xử lý, tái chế và tái sử dụng bùn là vấn đề cấp thiết và cấp bách trước mắt, trước khi vấn đề ô nhiễm bùn tại thành phố ngày càng nghiêm trọng hơn.Số lượng bùn thải nói chung chỉ được xử lý sơ bộ hoặc không được xử lý mà đem thẳng tới các bãi chôn lấp hoặc được đổ tại các địa điểm không xác định Chính điều này đã gây ô nhiễm môi trường cực

kỳ nghiêm trọng do bùn thải khi phân hủy sẽ sinh ra các chất khí như CH4,

CO, CO2, NH3, N2

Dựa vào đặc tính của từng loại bùn có thể xử lý và tận dụng với các phương pháp khác nhau: phần chất hữu cơ cao trong bùn là nguồn cải tạo đất rất tốt, trong khi hàm lượng chất vô cơ trong bùn hoàn toàn có thể sử dụng cho mục đích san lấp mặt bằng hoặc làm vật liệu xây dựng Nhờ đó, giảm chi phí xử lý, tận dụng hiệu quả các thành phần có giá trị trong bùn, giảm lượng bùn thải chôn lấp và tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên [9]

Xuất phát từ những thực trạng trên,tôi chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ nạo vét hồ trên địa bàn thành phố Hà Nội làm phân bón hữu cơ.”

Mục đích của đề tài: Nghiên cứu cáctính chất của bùn thải từ nạo vét hồ Thành phố Hà Nội để định hướng sử dụng làm phân bón hữu cơ

Nội dung đề tài:

- Nghiên cứu một số tính chất hóa lý của trầm tích đáy hồ: Hàm lượng CHC, pH, độ ẩm

- Nghiên cứu một số đặc điểm, tính chất dinh dưỡng của trầm tích đáy như: Hàm lượng nitơ tổng số, hàm lượng photpho tổng số, hàm lượng kali tổng số;

- Nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích đáy hồ như: Zn,

Pb, Cd, Hg…, số lượng vi sinh vật trong bùn thải trong trầm tích hồ

- Đề xuất phương án sử dụng trầm tích hồ để làm phân bón hữu cơ

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về bùn thải

1.1.1 Khái niệm bùn thải và phân loại

 Khái niệm:

Bùn là hỗn hợp chất rắn và nước có thành phần đồng nhất trong toàn bộ thể tích, có kích thước hạt nhỏ hơn 2mm và có hàm lượng nước (độ ẩm) lớn hơn 70% Có nhiều dạng bùn phát sinh cùng với hoạt động của các đô thị hiện nay là bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt, bùn bể tự hoại, bùn sông hồ, cống rãnh thoát nước, bùn thải từ hoạt động công nghiệp

Hiện nay khái niệm về “bùn thải” vẫn chưa được xác định trong các văn bản pháp luật Việt Nam

EPA (Environmental Protection Agency - Cơ quan bảo vệ môi trường)định nghĩa bùn thải như sản phẩm thải cuối cùng được tạo ra từ quá trình xử lý nước thải dân dụng và nước thải công nghiệp từ nhà máy xử lý nước thải ở dạng hỗn hợp bán rắn Thuật ngữ này đôi khi cũng được sử dụng như một thuật ngữ chung cho chất rắn được tách biệt với huyền phù trong nước, hỗn hợp vật chất này thường chứa một lượng đáng kể nước giữa các khoảng trống của các hạt rắn Các quá trình xử lý nước thải dẫn đến việc tách các chất gây ô nhiễm và chuyển chúng sang pha có thể tích nhỏ hơn (bùn) Như vậy sau quá trình xử lý và làm sạch nước thải, nước sạch có thể được tái

sử dụng lại còn bùn tạo thành sẽ được thải đi Việc xử lý và thải bùn rất khó

do lượng bùn lớn, thành phần khác nhau, độ ẩm cao và bùn rất khó lọc Giá thành xử lý và thải bùn chiếm khoảng 25 - 50% tổng giá thành quản lý chất thải

Bùn bao gồm chủ yếu là nước, khoáng chất và chất hữu cơ

Bùn thải có thể chứa các chất dễ bay hơi, sinh vật gây bệnh, vi khuẩn, kim loại nặng, các ion vô cơ cùng với hóa chất độc hại từ chất thải công

nghiệp, hóa chất gia dụng và thuốc trừ sâu Lượng bùn thải tăng theo mức độ tăng dân số và tăng trưởng sản xuất Số lượng bùn thải thường rất lớn và gây

ô nhiễm cho môi trường nếu không được xử lý tốt.[9]

 Phân loại:

Người ta phân loại bùn dựa vào nguồn gốc và thành phần của chúng Thành phần này cũng đồng thời phụ thuộc vào bản chất ô nhiễm ban đầu của nước và phương pháp làm sạch: xử lý vật lý, hoá lý, sinh học

 Bùn hữu cơ ưa nước: Đó là loại phổ biến nhất, khó khăn của việc làm khô bùn là do sự có mặt của phần lớn các chất keo ưa nước Người ta xếp trong loại này tất cả các bùn thải xử lý sinh học nước thải, mà hàm lượng chất bay hơi có thể đạt đến 90% toàn bộ chất khô (nước thải của công nghiệp thực phẩm, hoá hữu cơ)

 Bùn vô cơ ưa nước: Các bùn này chứa hydroxyt kim loại tạo thành của phương pháp hoá lý bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nước

xử lý (Al, Fe, Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối ferreux hoặc ferit, muối nhôm)

 Bùn chứa dầu: Nó đặc trưng bằng việc trong các chất thải có mặt một lượng dầu nhỏ hoặc mỡ khoáng chất (hoặc động vật) Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp thụ các phần tử bùn ưa nước Một phần bùn sinh học cũng có thể có mặt trong trường hợp xử lý cuối cùng bằng bùn hoạt tính (Ví dụ: xử lý nước thải của nhà máy lọc dầu)

 Bùn vô cơ kị nước: Các bùn này được đặc trưng bằng một tỷ lệ trội hơn các chất đặc biệt có hàm lượng giữ nước nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy rèn, muối đã kết tinh)

 Bùn vô cơ ưa nước – kị nước: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất

kị nước chưa vừa đủ chất ưa nước để cho ảnh hưởng bất lợi của chất

này đến việc làm khô bùn chiếm ưu thế hơn Các chất ưa nước thường

là các hydroxyt kim loại (chất kết tụ)

 Bùn có sợi: nói chung loại bùn này rất dễ làm khô trừ khi việc thu hồi bùn làm cho các sợi chuyển sang loại ưa nước do sự có mặt hydroxyt hoặc bùn sinh học.[9]

1.1.2 Đặc điểm và tính chất của bùn thải

Hơn 60.000 độc chất và chất độc hóa học đã được tìm thấy trong bùn thải Stephen Lester (CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các nhà nghiên cứu Đại học Cornell và Hiệp hội các kỹ sư xây dựng đã xác định rằng bùn thải có chứa các độc tố sau đây:

1 Polychlorinated biphenyls (pcbs)

2 Clo thuốc trừ sâu bao gồm DDT, dieldrin, aldrin, endril, chlordane,

heptachlor, Lindane, mirex, kepone, 2,4,5-T, 2,4-D

3 Clo hóa các hợp chất như dioxin

4 Polynuclear hydrocacbon thơm

5 Kim loại nặng: arsenic, cadmium, chromium, chì và thủy ngân

6 Vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm

7 Các độc tố khác bao gồm: amiang, sản phẩm dầu mỏ và các dung môi

công nghiệp

Năm 2009, EPA công bố báo cáo quốc gia về nghiên cứu bùn nước thải, mà các báo cáo về mức độ kim loại, hóa chất và các tài liệu khác có trong một mẫu thống kê của cặn của nước thải Một số điểm nổi bật bao gồm:

• Ag: 20 mg / kg bùn, một số cặn có hàm lượng đặc biệt cao có đến

200 mg Ag / kg bùn, Ba: 500 mg / kg, trong khi Mg có mặt với tỷ lệ 1 g / kg bùn

• Mức độ cao của sterol và các kích thích tố đã được phát hiện, với mức trung bình trong phạm vi lên đến 1.000.000 mg / kg bùn

• Pb , As , Cr , và Cd với các hàm lượng khác nhau ước tính của EPA

có mặt với số lượng phát hiện trong 100% cặn của nước thải ở Mỹ

Các loại bùn thải có tính chất rất khác nhau, điều đó phụ thuộc vào nguồn gốc của bùn thải Nhìn chung, bùn thải bao gồm các hợp chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, một số loại các vi chất dinh dưỡng không cần thiết, dấu vết kim loại, chất gây ô nhiễm vi sinh hữu cơ và vi sinh vật Nước thải bùn cũng

có thể chứa chất độc hại khác như chất tẩy rửa, các muối khác nhau và thuốc trừ, chất hữu cơ độc hại… Kết quả nghiên cứu về đặc điểm bùn thải tại băng Indiana (Mỹ) cho thấy bùn thải có chứa khoảng 50% chất hữu cơ và 1- 4% cacbon vô cơ N hữu cơ và P vô cơ là thành phần chủ yếu của N và P trong bùn Cacbon hữu cơ và vô cơ hiện diện tương đối ổn định trong thời gian lấy mẫu Tuy nhiên, sự dao động lớn nhất đó chính là thành phần các kim loại nặng như Cd, Zn, Cu, Ni, Pb trong bùn thải (Sommers et al 1976).[10]

1.1.3 Tác động của bùn thải tới môi trường và con người

Bùn được xác định bởi EPA như một chất gây ô nhiễm Trong năm

2011, EPA đưa một nghiên cứu tại Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ (NRC) để xác định các nguy cơ tới sức khỏe của con người và sinh vật do bùn thải Trong tài liệu này, NRC đã chỉ ra rằng rất nhiều sự nguy hiểm của bùn chưa được làm rõ hoặc chưa được quan tâm thỏa đáng, đặc biệt khi bùn thải

đô thị được sử dụng như một loại phân bón hữu dụng hay nước thải từ nguồn nước thải đô thị bị ô nhiễm được sử dụng như một nguồn nước tưới

Bùn thải chứa vi khuẩn gây bệnh, vi rút và các động vật nguyên sinh cùng với giun sán ký sinh trùng khác có thể làm tăng nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe của con người, động vật và thực vật Bổ sung bùn tươi vào đất gây

ra mức độ vi khuẩn E coli tăng lên giá trị lớn hơn đáng kể (Unc et al, 2006) Theo WHO (1981), báo cáo về nguy cơ đối với sức khỏe đã xác định các vi sinh vật gây bệnh chủ yếu là Salmonella và Taenia là mối quan tâm lớn nhất

Bùn thải từ các nhà máy xử lý nước thải tuy được xử lý qua các quy trình phức tạp về mức độ ô nhiễm giảm nhưng không loại bỏ hết được tác nhân gây bệnh và các chất nguy hại ở mức độ thấp của các thành phần như PAHs, PCB , dioxin, kim loại nặng [6] Các nghiên cứu khác kết luận rằng thực vật hấp thu một lượng lớn kim loại nặng và các chất ô nhiễm độc hại được lưu giữ sản phẩm, sau đó được tiêu thụ bởi con người (Turek et al, 2005)

Bùn thải tác động đến sức khỏe con người có thể được chia thành ảnh hưởng nhìn thấy ngay sau khi tiếp xúc (như: mùi hôi, nhiễm trùng do hít/ nuốt

vi khuẩn) hoặc phát sinh do tiếp xúc dài hạn (tiếp xúc với kim loại phát tán từ quá trình xử lý bùn), ảnh hưởng từ từ, không thấy ngay được hậu quả Những người có nguy cơ bị ảnh hưởng nhiều nhất là người thường xuyên tiếp xúc với bùn thải như nhân viên xử lý nước thải, công nhân nạo vét bùn, công nhân tại các cơ sở ủ phân, nông dân canh tác trên đất từ bùn thải và các hộ gia đình có

sự tiếp xúc

Thành phần và tính chất bùn thải có ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên cứu khả năng tận dụng bùn cho các mục đích khác nhau (cải tạo đất nông nghiệp, san lấp mặt bằng, sản xuất vật liệu xây dựng…), nó cũng cho phép xác định các nguyên nhân tích tụ các chất ô nhiễm trong bùn của mỗi kênh rạch cũng như thành phần ônhiễm độc hại trong bùn Do đó, các tác động tiềm tàng của bùn thải đến môi trườngcó thể kể đến bao gồm:

+ Gây ô nhiễm không khí: Bùn thải với hàm lượng hữu cơ và đạm cao sau khi phân hủy đều gây các chất độc và ô nhiềm không khí ( CH4, H2S,

CO2…).Hiện tượng ô nhiễm không khí ở các đô thị và khu công nghiệp đang

là vấn đề trầm trọng và cấp bách, tác động xấu tới sinh hoạt, sản xuất và làm giảm chất lượng sống của con người đặc biệt là chịu ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính

+ Gây ô nhiễm nước ngầm:Trong thành phần bùn nạo vét có chứa một lượng nước khá lớn, vào mùa khô lượng nước này không đủ để thấm đến tầng nước ngầm và dễ dàng bốc hơi Tuy nhiên, vào mùa mưa có thể hòa trộn các chất độc hại có trong bùn và thấm xuống mạch nước ngầm, làm ô nhiễm nước ngầm

+ Gây ô nhiễm nước mặt: Giữa môi trường bùn lắng và môi trường nước có một cân bằng nhất định, khi tính chất môi trường thay đổi, các chất ô nhiễm tích trữ trong bùn lắng có thể hòa trộn trở lại trong nước gây ô nhiễm nước

+ Gây ô nhiễm môi trường đất: Ô nhiễm đất chủ yếu gây ra bởi các thành phần độc hại có trong bùn với nồng độ cao, bao gồm chất hữu cơ, các kim loại nặng và cả những chất khó phân hủy như bao nylon, lon sắt trong bùn nạo vét sẽ gây ô nhiễm đất và khó khắc phục

+ Tác động đến hệ sinh thái: Làm mất mỹ quan đô thị, ảnh hưởng đến thủy sinh sống trong nước

+ Tác động đến động vật: bùn đáy cũng là môi trường sống của hàng nghìn loài sinh vật, vi sinh vật,… và thông qua chuỗi thức ăn mà bùn có thể tác động đến các động vật bậc cao hơn trong đó có con người, đặc biệt là bùn chứa nhiều kim loại nặng

Hàm lượng kim loại nặng trong bùn là mối quan tâm đầu tiên khi nạo vét kênh rạch, có liên quan chặt chẽ đến mục đích tái sử dụng bùn hoặc các tác động đổ bùn không đúng quy định như ảnh hưởng đến hệ sinh thái tại khu vực bãi đổ bùn Thành phần các kim loại nặng rất dễ hấp thụ trên bề mặt các chất lơ lửng dạng hữu cơ và vô cơ Khi các chất này lắng xuống tạo thành bùn lắng thì các kim loại nặng cũng sẽ bị tích tụ trong bùn Một số kim loại nặng

là các nguyên tố vi lượng không thể thiếu đối với các loại sinh vật trong quá trình trao đổi chất, tuy nhiên một số kim loại nặng khác lại là chất độc Có 6

nguyên tố cơ bản là (Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Co) được gọi là các chất dinh dưỡng vi lượng cần thiết cho cây Các kim loại khác như Ca, Si, Ni, Se, Al cần thiết cho quá trình đồng hóa của cây nhưng lại không cần thiết cho các sinh vật khác Đồi với Hg và Pb là những thành phần kim loại hoàn toàn không cần thiết cho thực vật, vi sinh vật và gây độc đối với con ngườI, sức khỏe cộng đồng

+ Tác động tới sức khỏe cộng đồng:Ô nhiễm môi trường do bùn thải gây ra ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe cộng đồng, khí thải từ bùn thải theo con đường hô hấp vào cơ thể , một phần khác như chất hữu cơ,kim loại nặng thâm nhập vào nguồn nước vào cơ thể thông qua đồ ăn,nước uống làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người,là nguyên nhân của khoảng 22 bệnh của con người trong đó có bệnh ung thư và các loại bệnh về tai, mũi, họng, sốt rét, viêm phổi, đường ruột, …

+ Ảnh hưởng của bùn thải đến cảnh quan đô thị

Tình trạng ứ đọng bùn thải ở sông, nơi sinh hoạt, làm việc nơi công cộng là biểu hiện hết sức thấp kém về lối sống văn minh.Các loại chất thải phát sinh làm biến đổi nguồn nước ngầm ,nước mặt và địa tầng trong khu vực

và vùng lân cận, phá vỡ cân bằng sinh thái , làm chất lượng cuộc sống giảm sút, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tói mĩ quan đô thị.[10]

1.1.4 Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải

Việc đánh giá mức độ tác động và ảnh hưởng của bùn thải cần có một tiêu chuẩn để tham chiếu, tuy nhiên hiện nay chúng ta chưa có một tiêu chuẩn đánh giá bùn thải riêng của Việt Nam, do vậy việc so sánh tính chất bùn thải được dựa theo các tiêu chuẩn của các nước phát triển

 Đề xuất tiêu chuẩn của EU

 Đối với các hợp chất hữu cơ

Hợp chất hữu cơ Hàm lượng trung

bình (mg/kg)

Đề xuất tối đa của

EU (mg/kg)

Liner alkylbenzen sulfonate (LAS) 6500 2600

Nonylphenol and ethoxylates (NPE) 26 (UK: 330 – 640) 50

Đơn vị: ng/kg TEQ (lượng độc hại tương đương)

 Đối với kim loại nặng:

Yếu tố Giá trị trung bình 86/278/EEC

mg Zn/kg

[3]

Không bao gồm Ba Lan, giá trị trung bình của Cd trong bùn Ba Lan

là 9.9 mg/kg Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm Ba Lan là 2.8 mg Cd/kg

[4]

Không bao gồm Hy Lạp, giá trị trung bình của Cr trong bùn từ HTXLNT Athens là 886 mg/kg Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm Hy Lạp là 141 mg Cr/kg

Giá trị giới hạn của kim loại nặng trong bùn theo quy định của một số quốc gia được trình bày trong bảng dưới đây Trong đó, hầu hết các giá trị giới hạn thấp hơn nhiều so với yêu cầu của Quy chuẩn 86/278/EEC

 Quy định của một số nước trên thế giới

Bảng 1.1: Giá trị giới hạn của một số kim loại trong bùn (mg/kg)

0.7 – 2,5f

Các vi sinh vật gây bệnh phổ biến nhất được quy định trong điều luật là

vi khuẩn Salmonella và Enterovirus Các giá trị giới hạn này ở mỗi quốc gia

là khác nhau và được trình bày ở bảng dưới đây Ngoài ra, theo quy định tại

Ba Lan, bùn không được sử dụng nếu chứa vi khuẩn Salmonella và các yếu tố gây bệnh khác

Bảng 1.2: Giá trị giới hạn nồng độ của các vi sinh vật gây bệnh

Trứng giun sán: 3 MPCN/10g

No egg of worm likely to be contagious

Ba Lan Bùn không được sử dụng

nếu chứa Salmonella

Ký sinh trùng: 10/ kg

MPN: Most Probable Number

MPCN: Most Probable Cytophatic Number

Tại Đan Mạch, bùn sau xử lý phải không có sự xuất hiện của vi khuẩn Salmonella và phân liên cầu khuẩn phải dưới 100/g (SO/2000/49) [10]

 Tại Việt Nam

 Quy định, phân loại quản lý bùn thải

 Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải được quản lý theo quy

định về quản lý chất thải rắn (từ điều 77 đến điều 80, Mục 3, Chương VIII, Luật Bảo vệ môi trường năm 2005)

 Bùn thải có yếu tố nguy hại phải được quản lý theo quy định về

chất thải nguy hại (từ điều 70 đến điều 76, Mục 2, Chương VIII, Luật Bảo vệ môi trường)

Việt Nam đã ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại QCVN 07: 2009/BTNMT, được áp dụng với bùn thải trong trường hợp xác định ngưỡng nguy hại của các thông số trong bùn thải từ các hệ thống xử

lý nước và hiện đang xây dựng quy chuẩn riêng quy định ngưỡng nguy hại của các thông số trong bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải, xử lý

nước cấp (gọi chung là hệ thống xử lý nước), làm cơ sở để phân loại và quản

lý bùn thải

1.2 Hiện trạng quản lý và xử lý bùn thải đô thị Hà Nội

Theo báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường tại Hội thảo quốc tế Môi trường và người Hà Nội diễn ra ngày 24-06-2010, mỗi ngày hệ thống sông, hồ thoát nước của Hà Nội phải gồng mình tiếp nhận khoảng 1 triệu m3nước thải sinh hoạt và công nghiệp từ các làng nghề, khu công nghiệp, bệnh viện… và tất cả hầu như chưa qua xử lý

Thành phố Hà Nội hiện nay có ước tính khoảng 3,4 triệu người, ngoài

ra còn có dân cư tạm trú Trạm xử lý nước thải Kim Liên chỉ có thể xử lý được tối đa 1/10 lượng nước thải của Hà Nội Lượng bùn thải trung bình của hai trạm xử lý hiện nay vào khoảng 20 tấn/ ngày đêm [4]

1.3 Các phương pháp xử lý bùn thải

1.3.1 Xử lý bằng thiêu đốt

Phương pháp thiêu đốt là phương pháp khá phổ biến trên thế giới hiện nay để xử lý chất thải rắn nói chung, đặc biệt là chất thải rắn độc hại và bùn thải công nghiệp Đây là phương pháp xử lý triệt để nhất so với các phương pháp khác Thiêu đốt là giai đoạn oxy hóa nhiệt đô cao với sự có mặt của oxy trong không khí, các thành phần rác độc hại được chuyển hóa thành khí và các thành phần không cháy được (tro, xỉ) Xử lý chất thải bằng phương pháp thiêu đốt có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm tối đa chất thải cho khâu xử

lý cuối cùng là đóng rắn hoặc tái sử dụng tro xỉ

Ưu điểm của phương pháp thiêu đốt là xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải rắn, giảm tối đa thể tích của chất thải rắn, hơn nữa xử lý được toàn bộ chất thải rắn mà không cần nhiều diện tích như biện pháp chôn lấp Tuy nhiên, giá thành đầu tư, chi phí tiêu hao năng lượng cao và chi phí xử

lý lớn

1.3.2 Xử lý bằng phương pháp chôn lấp

Chôn lấp là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất trong xử lý chất thải rắn Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp tiêu hủy sinh học có kiểm soát các thông số chất lượng môi trường (mùi, không khí, nước rò rỉ bãi rác) trong qua trình phân hủy Chi phí đầu tư và xử lý cho chôn lấp không lớn Bùn thải các ngành điện tử cũng có thể chôn lấp cùng với bùn thải các ngành khác Tuy nhiên, những bãi chôn lấp chiếm diện tích lớn, thời gian phân hủy chậm và gây ô nhiễm cho các vùng xung quanh

Hiện nay ở Việt Nam, các bãi chôn lấp bùn thải thường là bãi chôn lấp

hở, gây ô nhiễm môi trường và mất mỹ quan

1.3.3 Xử lý bằng phương pháp ủ sinh học

Ủ sinh học là quá trình ổn định sinh học các chất hữu cơ để thành các chất thải mùn Quá trình ủ thực hiện theo hai phương pháp: ủ yếm khí và ủ hiếu khí (thổi khí cưỡng bức) Việc ủ chất thải với thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ có thể phân hủy được Đối với nguồn bùn chưa tập chung thì có thể áp dụng phương pháp này, do lượng chất hữu cơ chứa nhiền trong bùn Tuy nhiên đối với bùn thải công nghiệp nói riêng chứa nhiều kim loại nặng là không phù hợp

1.3.4 Xử lý bằng phương pháp thu hồi tái chế

Tái chế là hoạt động thu hồi lại từ chất thải các thành phần có thể sử dụng được để biến thành các sản phẩm mới, hoặc các dạng năng lượng để phục vụ cho các hoạt động sinh hoạt sản suất Thu hồi và tái chế chất thải là một trong các phương pháp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường Ở Việt Nam, các loại chất thải nguy hại được quy định xử lý đổ thải chủ yếu theo phương pháp đóng rắn, chôn lấp, thiêu hủy (khoảng 50% trong tổng số chất thải rắn phát sinh được xử lý bằng phương pháp chôn lấp không kiểm soát)