VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MÔN ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC TÌNH HUỐNG THỰC TIỄN CHỦ ĐỀ XỬ LÝ PIN ÁCQUY

Việc xuất khẩu chì thô giá thấp và nhập khẩu chì làm nguyên liệu sản xuất các loại pin, ắcquy chì chuyên dụng với giá cao đang khiến Việt Nam gánh chịu thiệt hại nặng nề về ngoại tệ, môi

Cuộc thi Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho học sinh trung học

- Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh/thành phố: Hà Nội

- Trường: THPT VÂN TẢO-Thường Tín- Hà Nội

- Địa chỉ: Chương Dương- Thường Tín- Hà Nội

- Điện thoại:01646906579

- Email: Cao_thien174@yahoo.com.vn

- Họ và tên học sinh (hoặc nhóm học sinh):

1 TRẦN THẾ TÙNG

2 PHẠM CAO THIÊN

Tên tình huống: XỬ LÍ ẮC QUY- PIN PHẾ THẢI

2 Mục tiêu giải quyết tình huống:

-Chì là kim loại nặng, đặc biệt độc hại đối với não, thận, hệ thống sinh sản và tim mạch của con người Hợp chất chì có thể hấp thụ qua đường ăn uống và thở Nhiễm độc chì sẽ gây hại đến các chức năng của trí óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai và tăng huyết áp Đặc biệt, chì là mối nguy hại với trẻ em, có thể làm giảm chỉ số thông minh (IQ) của trẻ Việc xuất khẩu chì thô giá thấp và nhập khẩu chì làm nguyên liệu sản xuất các loại pin, ắcquy chì chuyên dụng với giá cao đang khiến Việt Nam gánh chịu thiệt hại nặng nề về ngoại tệ, môi trường và nòi giống.Theo báo cáo của Tổ chức Tài chính quốc tế IFC (thuộc Ngân hàng Thế giới), năm 2010 Việt Nam có khoảng 40.000 tấn ắcquy chì được thải bỏ và dự báo đến năm 2015, con số này sẽ lên gần 70.000 tấn Số ắc quy này phần lớnđang

được tái chế gia công tại các làng nghề thủ công, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe con người Làng nghề tái chế chì Đông Mai ở Hưng Yên là một ví dụ điển hình, với trên 500 lao động tham gia thu gom ắcquy Do không có biện pháp quản lý, thiết bị xử lý ô nhiễm chưa đáp ứng các yêu cầu về môi trường nên đất, nước và không khí của làng nghề này bị ô nhiễm bởi khói bụi chì, nước thải axít trầm trọng dẫn đến mức độ nhiễm chì của trẻ em trong làng đã ở mức báo

động.Hơn nữa, việc thu gom, tái chế ắcquy hiện nay chủ yếu vẫn là hoạt động tự phát của người dân

với công nghệ lạc hậu, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe của người dân Ước tính, cả nước hiện có khoảng 28 triệu xe môtô cùng 1,5 triệu xe ôtô và con số này vẫn tiếp tục tăng thêm khoảng 20-25% mỗi năm Dự báo đến năm 2020, Việt Nam có khoảng 60 triệu xe môtô và ôtô các loại, điều này, đồng nghĩa với việc sẽ có hàng triệu loại ắcquy hết hạn sử dụng trở thành phế thải

Hiện nay, tỉ lệ tăng trưởng sản xuất ắc quy chì ở nước ta hàng năm không ngừng tăng lên Tính tăng trưởng theo Quy hoạch phát triển ngành Hóa chất Việt Nam giai đoạn đến năm 2010 và dự báo đến

2020 như sau:

-Tổ chức Tài chính Quốc tế (IFC) cũng chỉ ra, nguồn ắc quy này đủ cung cấp nguyên liệu cho một nhà máy tái chế chì tinh luyện phục vụ thị trường trong nước Trong khi đó, Việt Nam đang phải nhập khẩu một lượng lớn chì chất lượng cao làm nguyên liệu sản xuất pin và ắc quy Nguồn tài nguyên to lớn này cần được sử dụng có hiệu quả và giữ lại trong nước thay vì người dân tự tái chế

để xuất khẩu chì thô giá rẻ như hiện nay Một nhà máy tái chế ắcquy chì với công suất 40.000 tấn chì/năm chỉ cần hoạt động với một nửa công suất thì ngành sản xuất ắcquy sẽ tiết kiệm được 20 triệu USD chi phí nhập khẩu chì tinh luyện mỗi năm.Thêm vào đó, việc sản xuất, tái chế chì thải ra ít khí nhà kính hơn sản xuất chì mỏ và nhà máy tái chế chì công suất 40.000 tấn chì/năm này có thể giảm được hơn 60.000 tấn khí nhà kính trong 10 năm.Nếu như 10 năm về trước, các doanh nghiệp sản xuất pin và ắcquy lớn của Việt Nam như công ty cổ phần pin ắcquy miền Nam hoặc công ty cổ phần pin ắc quy Tia Sáng đều thu hồi ắcquy chì và xử lý để tái sử dụng thì hiện nay các công ty không thể duy trì công việc này do không cạnh tranh được với đội quân thu gom phế liệu về giá cả vậy chúng tôi phải làm sao để thu gom được ngồn ắc quy phế thải khổng lồ này để những đội quân thu gom phế liệu này không thu gom chúng và tự tái trế thủ công gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người

và ô nhiễm môi trường

Bất chấp lệnh cấm, những lò chì thủ công này vẫn tồn tại và phá chì một cách công khai

3 Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống

3.1 Cấu tạo của pin xe đạp điện

-Gồm có các bản cực bằng chì và ô xít chì ngâm trong dung dịch axít sulfuaric Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, dẹp, dạng khung lưới, làm bằng hợp kim chì antimon, có nhồi các hạt hóa chất tích cực Các hóa chất này khi được nạp đầy là điôxít chì ở cực dương, và chì nguyên chất ở cực

âm Các bản cực được nối với nhau bằng những thanh chì ở phía trên, bản cực dương nối với bản cực dương, bản cực âm nối với bản cực âm chiều dài, chiều ngang, chiều dầy và số lượng các bản cực sẽ xác định dung lượng của bình ắc - Quy Thông thường, các bản cực âm được đặt ở bên ngoài,

do đó số lượng các bản cực âm nhiều hơn bản cực dương Các bản cực âm ngoài cùng thường mỏng hơn, vì chúng sử dụng điện tích tiếp xúc ít hơn Chất lỏng dùng trong bình ắc quy này là dung dịch axít sunfuaric Nồng độ của dung dịch biểu trưng bằng tỷ trọng đo được, tuỳ thuộc vào loại bình ắc quy, và tình trạng phóng nạp của bình có rất nhiều loại ắc quy

3.2Những thông tin, con số giật mình

-Với thông tin gần 500 trẻ em bị phơi nhiễm độc chì từ gấp 4-7 lần ngưỡng cho phép tại làng tái chế bình ắc-quy cũ ở huyện Đông Mai, Hưng Yên trong chương trình thời sự vào 19g ngày

30-11 trên VTV1 khiến Bộ Y tế đã phải vào cuộc điều tra.Số liệu thống kê khiến chúng ta phải giật mình với lượng ắc-quy tại Việt Nam thải loại ra năm 2010 là 40.000 tấn, dự kiến đến năm 2017 sẽ lên đến khoảng 70.000 tấn ắc-quy chì, quá trình sản xuất ra ắc-quy chì đã là một quá trình gây ô nhiễm: (sản xuất các tấm chì điện cực, sản xuất nhựa vỏ bình ắc-quy, sản xuất ra a-xít ), và việc thu hồi tái chế hay tiêu hủy lại càng gây ô nhiễm hơn.Chính vì thế khi nói xe đạp điện, xe máy điện đôi khi chúng ta ngộ nhận là thân thiện môi trường, thuật ngữ tiêu chí mà nhà sản xuất thường đưa ra

“xanh” thì chỉ nói đến vấn đề giảm xả thải khí SO2, CO2 mà họ đã cố tình không nhắc đến việc sản xuất cũng như trách nhiệm của mình trong việc tái chế, tiêu hủy chúng

Độc hại từ chì và nhựa

-Với giá xe đạp điện và xe máy điện như hiện nay, chỉ trong vài tháng nữa, cả nước sẽ có thêm hàng triệu chiếc Hậu quả là hằng năm sẽ thải ra môi trường (chủ yếu là vứt bỏ, tái chế đạt yêu cầu rất ít) hàng ngàn tấn chì độc hại và hàng triệu vỏ nhựa ắc-quy, nguy cơ ngộ độc khi sử dụng các sản phẩm nhựa được tái chế theo công nghệ lạc hậu từ nhựa vỏ ắc-quy là rất cao Chưa kể, thói quen sử dụng sai của người dân như: chở quá tải, nạp điện khi điện ắc-quy vẫn còn, nạp chưa đủ thời gian

dẫn đến bình ắc-quy giảm tuổi thọ Nếu không có cách sử dụng đúng và sử dụng quá nhiều thì trung bình tuổi thọ bình ắc-quy của xe đạp điện khoảng 1 - 2 năm.Mặt khác, để góp phần bảo vệ môi trường sống, chúng ta nên sử dụng xe đạp truyền thống là hợp lý nhất Thông tin từ Bộ Y tế cho biết, lượng lớn trẻ em ở địa phương trên bị nhiễm chì do hậu quả của việc người dân địa phương có nghề tái chế pin, ắc quy vài chục năm nay Những người dân nơi đây đi mua pin, ắc quy từ nhiều địa phương khác rồi quy tập về Đông Mai để tái chế để bán kiếm lời Theo trung tâm chống độc (Bệnh viện Bạch Mai) mấy năm gần đây, bình quân mỗi năm tiếp nhận gần 1.300 người đến khám do có biểu hiện ngộ độc kim loại chì

Đốt tương lai bên những lò chì: Axít từ những bình ắc quy hỏng được xả thẳng ra môi trường

Từ năm 2013 đến nay, số bệnh nhân đến khám ngộ độc chì tại Bệnh viện Bạch Mai vẫn ở

mức báo động Cụ thể, trong số 797 bệnh nhân có biểu hiện ngộ độc chì đến khám thì có 179 trẻ em

có hàm lượng chì trong máu cao hơn mức cho phép Theo các nghiên cứu nhỏ lẻ của Trung tâm Chống độc, nguồn lây nhiễm chủ yếu được cho là từ thuốc cam chữa tưa lưỡi, sơn có nhiễm chì và

từ các làng nghề tái chế chì PGS, TS Phạm Ruệ, nguyên Giám đốc trung tâm chống độc (Bệnh viện

Bạch Mai) cho biết, phơi nhiễm chì gây nên 0,6% gánh nặng bệnh tật toàn cầu Trên thế giới mỗi năm có 600.000 trẻ em bị khuyết tật trí tuệ từ tiếp xúc với chì 99% trẻ em bị ảnh hưởng bởi phơi nhiễm chì mức độ cao là thuộc các nước có thu nhập thấp và thu nhập trung bình Năm 2012, từng

có vụ việc hàng loạt trẻ em bị ngộ độc chì sau khi dùng thuốc cam Tại Việt Nam, hiện chưa có thống kê đầy đủ về tình trạng này nhưng qua những ca bệnh trong mấy năm vừa qua, nhiều trẻ bị co giật chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến trí tuệ Theo TS Ruệ: Nếu trẻ nhiễm độc ở mức độ nhẹ thì thường khó tính, dễ cáu bẳn, hay quấy, khóc hoặc bướng bỉnh, nghịch ngợm, không chịu nghe lời Ở mức độ nặng hơn thì có thể bị liệt cơ, mềm nhũn chân tay, thiếu máu, co giật và hôn mê Nhiều cháu bị nhiễm chì nhưng có biểu hiện không rõ ràng, vài cháu có dấu hiệu co giật Do đó, gia đình mới biết

để đưa cháu đi khám Như vậy, nguy cơ nhiều cháu bị nhiễm chì nhưng không có biểu hiện gì vì vậy không được đi thải độc cấp Các cháu bị nhiễm chì sẽ bị suy giảm trí tuệ, lùn, khả năng học kém, rối loạn tư duy Một nghiên cứu của Trung tâm Chống độc thì một nguồn lây nhiễm chì nữa là tại những làng nghề tái chế chì bằng biện pháp thủ công như làng Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên Tại đây, hầu hết người lớn và trẻ em trong làng được xét nghiệm đều có lượng chì trong máu cao hơn mức cho phép Đối với người lớn nhiễm độc chì thường chán ăn, mất ngủ, đau đầu, thiếu máu, suy giảm sức khỏe, suy giảm trí nhớ và giảm năng suất lao động Đây là nguồn lây nhiễm chì rất lớn cho con người.Chì tồn tại ở khắp mọi nơi và luôn có nguy cơ đe dọa đến sức khỏe của cộng đồng nói chung và trẻ em nói riêng Các chuyên gia y tế cho rằng, trẻ em thường hấp thụ chì nhiều hơn người lớn Trong khi, người lớn nhiễm độc chì có thể chữa khỏi hoàn toàn thì trẻ em phải chịu hậu quả rất nặng nề, thậm chí có thể tàn tật suốt đời

Nhiều trẻ nhập viện vì ngộ độc chì

Lý do là vì kim loại chì tích lũy lâu dài trong xương của trẻ và phải điều trị nhiều lần Với những cháu bé bị nhiễm độc chì tại thôn Đông Mai, huyện Văn Lâm, Hưng Yên bị nhiễm độc gấp 4 lần sẽ được điều trị thải độc chì tại Bệnh viện Bạch Mai Ngoài ra, chính quyền địa phương có giải pháp đưa hoạt động tái chế ắc quy ra xa khu dân cư Cùng với sự phát triển nhanh về khoa học công nghệ, nhu cầu sử dụng pin và ắcquy chì ở Việt Nam trong những năm gần đây ngày càng gia tăng, do sự gia tăng số lượng ôtô, xe máy cũng như nhu cầu sử dụng các thiết bị chiếu sáng và lưu kho công nghiệp ở các vùng sâu vùng xa đang trở nên cao hơn.Tuy nhiên, hoạt động tái chế ắcquy chì thường không tuân thủ các yêu cầu về môi trường và sức khỏe, vì vậy, đã tác động tiêu cực đến cộng

đồng Vừa độc hại, vừa lãng phí

3.3Áp dụng kiến thức liên môn:

3.3.1Môn giáo dục công dân:

-Tuyên truyền cho cho mọi người đặc biệt là các học sinh THCS và THPT biết cách thu gom xử lí Pin, Ắc quy phế thải đúng cách để tránh gây độc hại cho con người và môi trường

Phải biết sử dụng pin, ắc quy đúng cách để kéo dài tuổi thọ cho pin, hạn chế phần nào pin phế thải

xả ra môi trường

Nếu không biết sử dụng đúng cách và không biết cách xử lí pin phế thải thì nó sẽ là một mối no ngại rất lớn đến sức khỏe của con người và môi trường Người dân chỉ ham cái lợi trước mắt sẽ gây hậu quả lớn đến cuộc sống, nòi giống con cháu sau này của chúng ta Liệu con cháu chúng ta có được hưởng một cuộc sốn tốt đẹp, trong sạch hay khồng?

3.3.2 Môn địa lí:

+ Vẽ biểu đồ tỉ lệ tăng trưởng sản xuất ắc quy

+ Ắc quy gồm có các bản cực bằng chì và ô xít chì Chì là một kim loại nặng khi thải ra môi trường

sẽ gây ô nhiễm môi trường

3.3.3 Môn Vật lí: Phần lớn số lượng ác quy phế thải đều do người dân tự thu gom và tái chế thủ

công, và một phần được các công ti sản xuất thu gom lại để tái chế đúng cách có nhiều loại ắc quy nhưng đề có cấu tạo gồm có các bản cực bằng chì và ô xít chì ngâm trong dung dịch axít sulfuaric Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, dẹp, dạng khung lưới, làm bằng hợp kim chì antimon, có nhồi các hạt hóa chất tích cực Các hóa chất này khi được nạp đầy là điôxít chì ở cực dương, và chì nguyên chất ở cực âm Các bản cực được nối với nhau bằng những thanh chì ở phía trên, bản cực dương nối với bản cực

dương, bản cực âm nối với bản cực âm chiều dài, chiều ngang, chiều dầy và số lượng các bản cực sẽ xác định dung lượng của bình ắc – Quy Việc các chất độc hại này thải ra môi trường là rất khó tránh khỏi vì người dân vẫn chưa có ý thứ bảo vệ môi trường, mà chủ yếu là những lứa tuổi học sinh và các người dân phải nuôi sống gia đình bằng cái nghề thu gom và tái chế pin xe đạp điện đọ hại này

Vì vầy mà chúng ta phải biết thành phần tác hại của chúng để sử dung một cách hợp lí và an toàn nhất

3.3.4Môn hóa học: Nắm rõ thành phần hóa học của ắc quy và tác hại của nó khi thải ra môi trường

Trong pin và ắc quy điện năng tạo ra bởi các phản ứng hóa học Để biết được nguyên lý hoạt động của ắc quy, bạn có thể xem hình dưới đây:

Mô phỏng bản cực ắc quy a-xít (ảnh sưu tầm)

Trong hình này vẽ đại diện hai bản cực của một ắc quy, trong đó cực cả hai cực được làm bằng Chì (Pb) và oxít Chì (PbO2) Điền đầy giữa các bản cực là dung dịch axít sulfuric (H2SO4) loãng, và tất nhiên là dung dịch loãng như vậy thì chứa Nước (H2O) là chiếm phần lớn thể tích

Ở trạng thái được nạp đầy, các bản cực ắc quy ở trạng thái hóa học nêu trên (như hình, tức là cực dương là PbO2, cực âm là Pb), trong các quá trình phóng điện và nạp điện cho ắc quy, trạng thái hóa học của các cực bị thay đổi Có thể xem về trạng thái hóa học trong các quá trình phóng – nạp như hình dưới đây

Quá trình phóng điện diễn ra nếu như giữa hai cực ắc quy có một thiết bị tiêu thụ điện, khi này xảy

ra phản ứng hóa học sau:

Tại cực dương: 2PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O + O2

Tại cực âm: Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2

Phản ứng chung gộp lại trong toàn bình là: Pb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O

Quá trình phóng điện kết thúc khi mà PbO2 ở cực dương và Pb ở cực âm hoàn toàn chuyển thành PbSO4

Quá trình nạp điện cho ắc quy, do tác dụng của dòng điện nạp mà bên trong ắc quy sẽ có phản ứng ngược lại so với chiều phản ứng trên, phản ứng chung gộp lại trong toàn bình sẽ là:

2PbSO4 + 2H2O = Pb+PbO2+2H2SO4

Kết thúc quá trình nạp thì ắc quy trở lại trạng thái ban đầu: Cực dương gồm: PbO2, cực âm là Pb trong ắc quy có một lương chì không nhỏ nếu thỉa ra môi trường sẽ là ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đếb sức khỏe con người

4 Giải pháp giải quyết tình huống

Cần hiện thực hóa luật

-Tác hại của việc thu gom, tái chế các sản phẩm pin và ắcquy thải cùng với tiềm năng kinh tế của tái chế, sản xuất chì tinh luyện là điều mà ai cũng nhìn thấy, hiểu và biết rõ

Trong Luật Bảo vệ Môi trường cũng đã có quy định rõ ràng chủ cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ

có trách nhiệm thu hồi sản phẩm đã hết hạn sử dụng hoặc thải bỏ thuộc các ngành hàng pin và

ắcquy, thiết bị điện tử, điện dân dụng và công nghiệp, dầu nhớt, mỡ bôi trơn, bao bì khó phân hủy trong tự nhiên, săm lốp và các hoá chất, nguồn phóng xạ trong sản xuất…

Tuy nhiên cho đến nay, do chưa có hướng dẫn chi tiết để thực hiện trách nhiệm mở rộng của doanh nghiệp sản xuất/nhập khẩu, nên hoạt động thu hồi, xử lý các sản phẩm hết hạn sử dụng hoặc thải bỏ chưa được các tổ chức, cá nhân có liên quan thực hiện

- Hiện tại Việt Nam, việc xử lý chúng chưa có quy hoạch tổng thể, công tác thu gom, vận chuyển, xử

lý chất thải chúng mang tính tự phát, chưa đúng quy định về quy trình, kỹ thuật dẫn đến môi trường ngày càng bị ô nhiễm Do pin, ắc quy có chứa kim loại, axit và các hợp chất khác có thể được xấu khi phát hành ra môi trường

- Để tránh tình trạng gây ô nhiễm do ắc quy và pin thải gây ra, biện pháp cần thiết là phải tái chế, xử

lý chúng

Đây là quá trình bao gồm việc thu thập phân loại và vận chuyển ắc quy và pin đem về gia công chế biến Yêu cầu của quy trình tái chế là phải phục hồi lại được các vật liệu một cách có hiệu quả để tái

sử dụng, đồng thời mang lại giá trị về mặt kinh tế và môi trường

Từ những vấn đề nêu trên, Đề án tập trung đề xuất các giải pháp thu gom xử lý PIN, ẮC

QUY VÀ NÂNG CAO Ý THỨC CỘNG ĐỒNG THÔNG QUA MÔ HÌNH GIÁO DỤC TẠI CÁC TRƯỜNG CẤP I, II, III

Nội dung của đề án tập trung nghiên cứu, đề xuất giải quyết: Quy hoạch; nghiên cứu mô hình tổ chức thu gom, vận chuyển, xử lý PIN, ẮC QUY

1 Đối tượng của đề án

Việc thu gom sẽ được thực hiện ở tất cả các đối tượng sinh sống và hoạt động trên địa bàn Ví dụ như tại các hộ gia đình, doanh nghiệp, bệnh viện, trường học…