Lịch sử phát triển chất thải rắn

Ví dụ, tại Athens năm 500 trước Công nguyên, một bộ luật được thông qua đã yêu cầu tất cả các rác thải phải được mang đi xa ít nhất 2 km bên ngoài giới hạn thành phố vì các đống rác đặt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

BÀI THU HOẠCH Môn: Quản lý chất thải rắn và chất thải nguy hại

KHÁI QUÁT LỊCH SỬ

XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TRÊN THẾ GIỚI

VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

Ở VIỆT NAM HIỆN NAY

Giảng viên: Thầy Lê Ngọc Tuấn

Tháng 11 năm 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

BÀI THU HOẠCH Môn: Quản lý chất thải rắn và chất thải nguy hại

KHÁI QUÁT LỊCH SỬ

XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TRÊN THẾ GIỚI

VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

Ở VIỆT NAM HIỆN NAY

Giảng viên: Thầy Lê Ngọc TuấnNhóm: Giáo sư

Tháng 11 năm 2016

PHỤ LỤC

“Con người ở khắp mọi nơi như là một đại diện đáng lo ngại

Bất cứ nơi nào con người đặt chân đến, hòa âm của thiên nhiên chuyển thanh bất hòa.”

George Perkins Marsh, 1874

Chương 1 CÁC TIẾN TRÌNH LỊCH SỬ LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT

THẢI RẮN

Khi con người bắt đầu lang thang khắp trái đất, chất thải rắn có lẽ bao gồm những thứ còn sót lại từ việc săn bắn, thu thập và chuẩn bị thức ăn Khi rác thải tích lũy, những người du mục chỉ đơn giản là di chuyển đến một vị trí khác Quá trình tự nhiên của việc phân hủy do vi khuẩn sẽ dễ dàng hấp thụ và phân huỷ rác thải này

Trong khoảng 9000 TCN, mọi người bắt đầu từ bỏ cuộc sống du canh du cư

và tạo thành các cộng đồng cố định Con người tiến hoá từ săn bắt hái lượm trở thành nông dân, thợ thủ công, văn minh hơn và thiết thực hơn Đi kèm với điều đó, lượng rác thải cũng tăng lên và bắt đầu tích tụ trong thời gian dài hơn Kết quả là, rác thải có hại hơn với sức khỏe và môi trường tự nhiên và xã hội loài người phải học cách đối đầu với các vấn đề quản lý chất thải của họ

Bằng cách phân loại rác thải, các nhà khảo cổ đã đạt được cái nhìn sâu hơn vào lối sống, chế độ ăn uống và trật tự xã hội của các cư dân của các xã hội thời bấy giờ Như thời đồ đá, con người bỏ lại các mặt hàng không phân hủy được như các công cụ, vũ khí và đồ dùng Trong thời kỳ suy thoái kinh tế, người Maya ở Trung

Mỹ chôn đồ dùng hư hỏng, đồ trang trí và các vật dụng khác không còn hữu dụng trong nhà hay trong ngôi mộ hoàng gia của họ Một số rác thải dường như đã được tái chế như mảnh vụn, chậu bị phá vỡ và đồ gốm đã được tìm thấy trong các tảng cao và các bức tường của một số ngôi đền

Các loại vật liệu được sử dụng chủ yếu bởi các xã hội thời xưa, chẳng hạn như các công cụ, vũ khí và đồ thủ công, đã giúp xác định các thời đại khác nhau Ví

dụ như thời đồ đá, đồ đồng, đồ sắt… Khi các nhà khảo cổ khai quật và kiểm tra các làng của các dân tộc cổ đại, họ tìm thấy những đống rác thải, lò nấu, ngôi mộ, và hình thái sinh sống của các cư dân trước đây Bằng cách phân loại rác thải, các nhà khảo cổ đã đạt được cái nhìn sâu hơn vào lối sống, chế độ ăn uống và trật tự xã hội của các cư dân của các xã hội thời bấy giờ Như thời đồ đá, con người bỏ lại các mặt hàng không phân hủy được như các công cụ, vũ khí và đồ dùng Trong thời kỳ suy thoái kinh tế, người Maya ở Trung Mỹ chôn đồ dùng hư hỏng, đồ trang trí và các vật dụng khác không còn hữu dụng trong nhà hay trong ngôi mộ hoàng gia của

họ Một số rác thải dường như đã được tái chế như mảnh vụn, chậu bị phá vỡ và đồ gốm đã được tìm thấy trong các tảng cao và các bức tường của một số ngôi đền (Alexander, 1993)

1.1 Quản lý chất thải rắn

1.1.1 Nền văn minh tối cổ

Khi nền văn minh xuất hiện ở vùng Lưỡng Hà, Ai Cập và các nơi khác, những tác động của rác thải rắn trở nên đáng kể Kết quả là một số chương trình quản lý rác thải thô sơ đã được đưa ra Ngay từ năm 8000-9000 TCN, bãi rác được lập cách xa khu dân cư và được bố trí sao cho động vật hoang dã, côn trùng và mùi hôi sẽ không di chuyển đến các khu vực đông dân cư (Bilitewski et al., 1997) Các nền văn minh Minoan (3000-1000 TCN) phủ lên rác thải theo định kỳ với các lớp đất trong một cái hố lớn, tạo thành bãi chôn lấp sơ khai (Priestley, 1968; Wilson, 1977) Trước năm 2100 TCN, các cư dân trên đảo Crete đã xây các đường ống nối các ngôi nhà để vận chuyển rác thải (Melosi, 1981; Vesilind et al., 2002) Tại Kouloure ở thủ đô Crete cổ (khoảng 1500 TCN), người dân đã lập ra lò ủ rác (Kelly, 1973) Trước năm 800 TCN, người dân vùng Jerusalem thành lập hệ thống cống rãnh và đã đặt một nguồn cung cấp nước nguyên thủy Trong thung lũng Indus, thành phố Mohenjo-daro, các ngôi nhà được trang bị máng thải và thùng rác và có thể đã có hệ thống thu gom rác thải (Melosi, 1981) Harappa, trong khu vực Punjab, bây giờ là một phần của Ấn Độ, nhà vệ sinh được lắp đặt và có hệ thống thoát nước trong phòng tắm Nhiều thành phố châu Á thu rác thải trong các thùng chứa đất sét, sau đó đã được chở đi (Vesilind et al., 2002)

Trong những năm đầu thời đại đồ đồng, người Trojan để nhiều rác thải của

họ (xương, rác) tích lũy trên sàn nhà, sau đó bao phủ bởi một lớp đất và nén thành

bề mặt mới Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng người dân có thói quen nâng cao mái nhà và cửa ra vào của ngôi nhà họ định kỳ (Blegen, 1958; Alexander, 1993) Các chất thối rữa và rác thải cồng kềnh đã được ném ra đường phố, làm thức ăn cho heo hay ngỗng Ở một số địa điểm, nô lệ và các cư dân "tầng lớp dưới" được trao quyền để nhặt các rác thải và mang đi (Alexander, 1993) Tuy nhiên, đối với hầu hết các nơi, cư dân thành phố sống trong bối cảnh rác thải và bẩn thỉu Hành động trực

tiếp cho việc quản lý rác thải được thực hiện chỉ khi khối lượng rác thải ảnh hưởng quốc phòng địa phương Ví dụ, tại Athens năm 500 trước Công nguyên, một bộ luật được thông qua đã yêu cầu tất cả các rác thải phải được mang đi xa ít nhất 2 km bên ngoài giới hạn thành phố vì các đống rác đặt bên cạnh bức tường thành phố sẽ tạo

cơ hội cho quân ngoại xâm mở rộng quy mô vượt hơn họ (Bilitewski et al., 1997).Các học giả Hy Lạp và Ba Tư là những người đầu tiên đưa ra mối quan hệ giữa vệ sinh cá nhân, nước bị ô nhiễm, thực phẩm hư hỏng, bùng phát và lan truyền dịch bệnh Hippocrates (khoảng 400 TCN) và người Ba Tư Ibn Sina (980-1037 SCN) đưa ra mối quan hệ giữa các rác thải và các bệnh truyền nhiễm (Bilitewski et al., 1997)

1.1.3 Rome

Tại Rome cổ đại, chất thải được đổ vào sông Tiber, ném ra các đường phố hoặc đổ vào hố lộ thiên ở ngoại ô thành phố Rome là nền văn minh đầu tiên tạo ra lực lượng lao động thu gom rác thải có tổ chức vào năm 14 SCN (Vesilind et al., 2002) Để xử lý những đống chất thải còn lại trên các đường phố, các nhóm công nhân vệ sinh dùng xẻng xúc vào trong toa xe ngựa kéo Nhóm người vận chuyển đã chuyển rác đến một cái hố, nằm bên ngoài cổng thành phố hoặc tại nơi cách xa cộng đồng, cư dân Nhà quản lý tuyên báo "Hãy mang rác của bạn đi xa hoặc bạn sẽ bị phạt." và dùng các dấu hiệu bao gồm mũi tên để chỉ đường ra khỏi thành phố (Kelly, 1973) Dưới sự cai trị của Caesars (27 TCN đến 410 SCN), hàng ngàn xác chết do chiến đấu võ sĩ giác đấu (cả người và động vật) được xử lý trong các mỏ ở vùng ngoại ô của thành phố Các tiểu ban vệ sinh của Thượng viện La Mã ra lệnh rằng vấn đề phân không được xử lý trong xe đẩy hoặc hố mở (Kelly, 1973)

Người La Mã đã thờ thần cho tất cả các dịp và họ cũng thờ một nữ thần dành riêng cho hậu quả của việc xử lý rác thải bừa bãi, nữ thần Fever Mặc cho sự cầu nguyện của họ tại các bàn thờ, Rome là một nạn nhân của bệnh dịch trong những năm 23 TCN, năm 65, năm 79 và năm 162 SCN Người La Mã chưa nắm bắt đầy đủ các mối liên hệ giữa các chất thải và các bệnh truyền nhiễm Trong suốt thế kỷ đầu tiên SCN, hoàng đế La Mã bắt đầu nhận ra rằng chất thải rắn đô thị có mối liên quan mật thiết đến sức khỏe cộng đồng Hoàng đế Domitian (81-96 SCN) đã ra lệnh kiểm soát dịch hại, bởi vì các cố vấn của ông nhận thấy rằng vấn đề thiếu sạch sẽ trong thành phố có liên quan với sự gia tăng số lượng của chuột, rận, rệp, và sâu bọ khác (Bilitewski et al., 1997) Hoàng đế Vespasian (69-79 C.E.) đã ra lệnh lắp đặt nhà vệ sinh công cộng, được thiết kế để có nước chảy bên dưới (Kelly, 1973) Năm

300 SCN, đã có 144 nhà vệ sinh công cộng tại Rome (Bilitewski, 1997) Một số nhà nghiên cứu cho rằng theo thời gian, sự tích tụ chất thải có thể đã góp phần vào việc

chôn vùi thành phố, sau đó đã được xây dựng lại Một phần La Mã cũ của thành phố Bath, Anh nằm bên dưới thành phố hiện tại từ 12 đến 20 ft (Wilson, 1977).

Dân số của Rome cuối cùng đã tăng đến hơn một và một phần tư triệu Tại thời điểm này, rác thải thành phố có thể không còn được xử lý một cách thỏa đáng Một số nhà sử học cho rằng mùi hôi dữ dội của những chất thải này có thể đã thúc đẩy các tầng lớp quý tộc từ thành phố phải chuyển nơi sinh sống vào núi hoặc dọc theo bờ biển Điều này có thể suy đoán rằng đó là dấu hiệu của sự suy tàn của đế chế (Alexander, 1993) Ngoài ra, các bãi rác thải bên ngoài bức tường ngày càng tăng được cho là đã tổn hại đến quốc phòng của thanh phố (Vesilind et al., 2002)

1.1.4 Châu Âu

Với sự kết thúc của đế chế La Mã dẫn đến sự mất mát của trật tự và kỷ luật

đã được thiết lập bởi luật pháp Điều không kém phần quan trọng là sự mất mát kiến thức kỹ thuật và khoa học về vệ sinh cơ bản Kết quả là, từ thời kỳ đen tối tới thời phục hưng, không có giải pháp xử lý chất thải, rác thải xả tràn lan trên các tuyến đường (Kelly, 1973) Người dân chỉ đơn giản là đổ chất thải, trong đó có phân, trực tiếp ra khỏi cửa sổ Những chất thải này sẽ phân hủy tự nhiên và cuối cùng lẫn vào đường nhựa Ở một số địa điểm, một chỗ chứa tập trung được thiết lập trực tiếp ở phía trước của các ngôi nhà trở thành bãi chôn chung của nước thải và chất thải khác Khi dân số ở châu Âu tăng mạnh và đô thị hoá, các tác động của các chất thải trở nên gay gắt hơn Tại London, mỗi hộ gia đình đặt đống chất thải của chính mình

ở ngoài trời Theo một báo cáo về vệ sinh môi trường của London (Hội đồng London Greater, 1969): Khi mật độ dân số tăng và áp lực về đất đai tại các khu vực

đô thị tăng lên thì hệ thống đường giao thông cũng cần phải cải tiến Các mô hình điểm xử lý rác thải thay đổi cho phù hợp với sự phát triển đó Tất cả mọi thứ từ rác thải, nước thải, tro từ các xưởng đúc, nội tạng [lò mổ] và phân từ chuồng ngựa được dẫn đến cống rãnh hoặc máng xối Việc đốt chất thải trong thành phố là không an toàn do có vô số các kiến trúc bằng gỗ (Wilson, 1977) Kết quả là, chất thải vẫn y nguyên, không có xử lý Trong năm 1297, khi một lệnh mới được ban hành yêu cầu tất cả người thuê nhà phải có một đường rãnh rõ ràng ở phía trước nơi ở của họ nhưng phần lớn người dân không tuân theo Tuy nhiên, đa phần chất thải đã bị đốt cháy trong bếp lửa của hộ gia đình

Hình 1.1 Bức điêu khắc thời Trung cổ cho thấy phân được đổ trực tiếp ra ngoài

đường

Các thành phố Paris đã có một kinh nghiệm độc đáo gắn liền với vấn đề chất thải của họ Trong năm 1131, một đạo luật được thông qua về việc cấm lợn chạy loạn lạc trong các đường phố sau khi vua Philip, con trai của Louis, đã chết trong một tai nạn gây ra bởi một con lợn chạy lạc Các nhà sư của một tu viện địa phương phản đối điều luật này và yêu cầu một cuộc tranh luận Cuộc tranh luận diễn ra liên tục trong nhiều năm về việc cho phép động vật chạy tự do trên đường phố (Melosi, 1981)

Trong thời kỳ trung cổ, việc tích trữ đủ thức ăn để nuôi động vật vào mùa đông thường không có sẵn trong các thành phố lớn như London Do đó, nhiều loài động vật ở trang trại đã bị giết hại trong mùa thu Thịt muối và thịt xông khói không

đủ dùng cho toàn bộ mùa đông, điều này tạo ra một nhu cầu mạnh mẻ đối với các loại gia vị Các loại gia vị này được sử dụng để che dấu, át đi mùi vị hôi thiu của thịt hư, cá, và các loại thực phẩm khác Ngay cả với những nỗ lực trên, thực phẩm

hư hỏng vẫn là một thành phần lớn trong chất thải thời trung cổ châu Âu (Alexander, 1993)

Vào năm 1354, khi một lệnh được ban hành về việc "rác" lắng đọng ở mặt tiền căn nhà được loại bỏ hàng tuần (Wilson, 1977) Các phường ở London chỉ định, thuê những "rakers – người thu gom rác" Mỗi tuần một lần, những người này

sẽ thu thập rác và phân từ giữa đường phố và từ mặt tiền của ngôi nhà, sau đó rác thải được chở bằng xe bò ra bên ngoài thành phố (Alexander, 1993; Harris và Bickerstaffe, 1990) Theo trích dẫn của Rawlinson (1958): Các đống rác được gom lại và xếp lên khoang xe [toa xe của người nông dân], được kéo bởi hai con ngựa London có khoảng 12 chiếc xe thiết kế đặc biệt Một số ụ rác lớn được thiết lập ở

vùng ngoại ô thành phố và trên bờ sông Mỗi tuần sẽ có một ngày đặc biệt được chỉ định để người dân để rác ra bên ngoài cho những người thu gom đến thu thập Trong suốt những năm 1700, nơi đây quy định rằng cư dân London không được phép chôn phân trong phạm vi thành phố, và không được vức rác sau 9:00 giờ tối Vào ban đêm, các nhà thiết lập luật pháp lý luận, bất kỳ người thành thật ở trong nhà và người lang thang đường phố nào đều có lẽ có cùng mục đích, lén đổ rác ở đâu đó (Kelly, 1973) Điều này và các đề xuất khác như "việc loại bỏ đồ dơ (rác, phân động vật, phân bón) và rác nằm trên các đường phố" và một gợi ý đặt toàn bộ khu vực London dưới sự quản lý thống nhất cộng đồng để tất cả rác sẽ được vận chuyển bằng thuyền trên sông Thames (Wilson, 1977).

Lợi ích có thể được nhận thấy, tuy nhiên, đối với hầu hết các loại chất thải phát sinh trong giai đoạn này, cho đến đầu cuộc cách mạng công nghiệp Người Anh

đã khá mạnh dạn khi xử lý các chất thải nhất định Thời gian cao điểm rác bao phủ một số nhà trong thời kỳ Tudor dày đến 3ft Các rác thải này giàu nitrat, và trong những năm đầu thế kỷ 17 đã "khai thác" được Nitrat, nó được sử dụng trong sản xuất thuốc súng (Wilson, 1977) Khoảng năm 1815, bụi từ một đống rác từ một thế

kỷ trước ở tầng dưới cùng của Grays Inn Lance được khai thác và bán cho Nga để làm gạch cho việc xây dựng lại Moscow sau cuộc xâm lược của Napoleon Các chất thải đã được thu gom và cuối cùng đem đi bán (Wilson, 1977) Các thành phần chung của các chất thải thời kỳ này thì tro, bụi, và than có xu hướng cao Thành phần chất thải của London trong hơn một thế kỷ được trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phầnh chất thải rắn ở Lôn Đôn, 1888-2000

Dựa theo Wilson, D.G., Handbook of Solid Waste Management, Van Nostrand

Reinhold Company, New York, 1977.

Cuộc cách mạng công nghiệp đã có khởi đầu trong thế kỷ 18, khi nguyên

liệu là sẵn có, tăng trưởng thương mại và người dân được khuyến khích phát minh

ra máy móc dẫn đến một sự phụ thuộc quá nhiều vào máy móc Tăng sản xuất dẫn đến tăng lên rất nhiều chất thải Charles Dickens và các tác giả đã kể lại những điều kiện sống của những người nghèo làm việc ở các thành phố châu Âu trong thế kỷ

19 Sản xuất công nghiệp là lựa chọn hàng đầu của các chính phủ và doanh nghiệp, còn sức khỏe cộng đồng và chất lượng môi trường thì ít quan trọng hơn Cấp nước

và xử lý nước thải, theo tiêu chuẩn hiện đại, là hoàn toàn không đủ Ví dụ, Manchester, Anh, đã có trên trung bình một nhà vệ sinh cho 200 người Khoảng một 1/6 cư dân thành phố sống trong hầm, thường xuyên sống với sự rò rỉ chất thải của con người từ những khu vực ô uế gần đó Mọi người thường sống quanh khoảng sân nhỏ, nơi chất thải của con người đã được chất đống, và cũng từng là sân chơi của trẻ

em (Vesilind et al., 2002) Năm 1741, Lord Tyrconnel mô tả các đường phố của London là “những đống chất bẩn thỉu như một sự dã man sẽ nhìn vào trong sự ngạc nhiên." Vào năm 1832, người dân phàn nàn rằng các đường phố gần Westminster Abbey là "những thùng rác của các loại rác mục nát và hư thối, gây ô nhiễm không khí và nó đủ cho "một bữa ăn của một bầy heo" (Tammemagi, 1999) (Hình 2.2)

Năm 1842, Sir Edwin Chadwick đã soạn thảo bản báo cáo từ Luật uỷ ban người nghèo dựa trên bảng câu hỏi về điều kiện vệ sinh của người dân lao động Vương quốc Anh Báo cáo mô tả các điều kiện vệ sinh như sau:

Rất nhiều nhà của người nghèo được bố trí xung quanh cái sân nhỏ và chỉ

có một đường nhỏ, hẹp thông ra đường chính Trong những cái sân này, một vài người tự tạo ra một đống rác thải và có nhiều đống trong sân Trong một số trường hợp, các đống rác được chất cao, chỉ còn khoảng trống tại đường rãnh thoát nước

Ở chỗ khác, một cái hố được đào ở giữa sân để tất cả những người cư ngụ ở đó bỏ rác Một vài nơi thì rác thải được xả bừa bãi trong sân đến sát cửa nhà người dân.

…khiếm khuyết của việc làm sạch thị trấn là đã nuôi dưỡng thói quen suy thoái tệ hại nhất và có xu hướng phá hoại đạo đức của một số lượng lớn người, những người tồn tại bằng những gì họ tìm thấy trong những đống rác độc hại tích

tụ trên đường phố.

Báo cáo bao gồm một đề nghị rằng "cơ quan công quyền thực hiện việc loại

bỏ tất cả từ chối như nơi ở, đường phố, đường giao thông, và sự cải thiện của các nguồn cung cấp nước."

Vào giữa đến cuối thế kỷ 19, nghiên cứu của các bác sĩ và các nhà khoa học người Pháp Louis Pasteur, người Đức Robert Koch, và Đức-Hung Ignaz Semmelweis tiết lộ tóm tắt lịch sử của quản lý chất thải là sự kết nối giữa các vi khuẩn vi rút và các bệnh dịch cụ thể Các quan chức y tế cộng đồng cuối cùng liên

kết thực hiện vệ sinh môi trường, bao gồm cả xử lý chất thải không phù hợp đến tỷ

lệ mắc bệnh và khiếu nại khác về sức khỏe Do đó đã sản sinh ra "sự thức tỉnh về vệ sinh thích hợp" (Great Sanatary Awakening) Những hiểu biết về bệnh lý của bệnh truyền nhiễm có thể đã được khuyến khích đáng kể đằng sau phương pháp vệ sinh hiện đại như xử lý nước thải và chôn lấp hợp vệ sinh (Bilitewski et al., 1997)

Vào giữa những năm 1830, London đã nghiêm ngặt hơn về các chính sách thực thi liên quan đến xử lý chất thải Đạo luật Cảnh sát Metropolitan 1839 được ban hành, trong đó phạt những ai "cắt gỗ hoặc đá; than, đá phiến, vôi, gạch, gỗ, sắt hoặc các vật liệu khác; hoặc bỏ bất kỳ bụi bẩn, rác hay tro, hoặc bất kỳ vật thối rữa,

cá, nội tạng hoặc rác vào bất kỳ trục đường (Wilson, 1977) Đạo luật Y tế công cộng của London 1875 bắt buộc loại bỏ rác do Cơ quan vệ sinh vào những ngày được phân bổ Tất cả những người thuê nhà đã được yêu cầu phải bỏ chất thải của họ vào một thùng chứa di động (điều này là tình cờ, là sự công nhận pháp lý đầu tiên của các thùng rác) Đạo luật Y tế cộng đồng năm 1891 chỉ đạo các Cơ quan vệ sinh để

"tạo việc làm hoặc hợp đồng với một số lượng đủ những người nhặt rác để đảm bảo quét và làm sạch của một số đường phố trong huyện" Cho đến năm 1965, việc xử

lý rác ở Greater London đã giải quyết được khoảng 90 chính quyền địa phương (Wilson, 1977)

1.1.5 Hoa Kì

Ngay từ năm 1657 các cư dân của New Amsterdam (New York) bị cấm ném rác ra đường phố; Hơn nữa, việc giữ đường phố sạch sẽ là trách nhiệm của chủ sở hữu nhà cá nhân (Gerlat, 1999) Rác thải được chất đống, gợi nhớ thời La Mã cổ đại, lợn, ngan, ngỗng, chó, và kền kền lục lọi thức ăn trong những đống rác đó Vào năm 1834, Charleston, West Virginia, ban hành một đạo luật bảo vệ kền kền ăn rác

từ những người thợ săn (Vesilind et al., 2002) Tại các thành phố Mỹ, sự thu thập

chất thải rắn đô thị (MSW - Municipal Solid Waste) là rất hiếm Benjamin Franklin

được coi là một trong những người đầu tiên tổ chức một dạng thô sơ về vệ sinh trong bất kỳ thành phố thuộc địa nào Năm 1792, Franklin được thuê để xử lý chất thải từ các đường phố của Philadelphia (Alexander, 1993), nơi đã phát triển đến một mức độ dân số là 60.000 người Theo kế hoạch phát triển bởi Franklin, nô lệ mang một tải lượng chất thải trên đầu và lội xuống sông Delaware cho việc xử lý chất thải

ở hạ nguồn từ thành phố (Kelly, 1973) Năm 1795, Tổng công ty của Georgetown

đã thông qua pháp lệnh đầu tiên được ghi nhận tại Mỹ liên quan đến quản lý chất thải Các quy định cấm lưu trữ lâu dài của chất thải trên sở hữu tư nhân, đổ trên đường phố (APWA, 1976; Wilson, 1977) Tuy nhiên pháp lệnh này không cung cấp chi tiết về việc thu thập hoặc loại bỏ các chất thải Năm 1800, Georgetown và

Washington, DC, ký hợp đồng với "tàu sân bay" để làm sạch đường phố và ngõ hẻm.

Vấn đề chất thải rắn đô thị do công nghiệp hóa nhanh chóng và quá nhiều là cấp tính ở Đông Bắc Hoa Kỳ, và có lẽ là một trong những vấn đề tồi tệ nhất trên thế giới là tại thời điểm đó Những người nhập cư từ châu Âu và châu Á làm trầm trọng thêm, sự di dời cư dân từ nông thôn đến thành phố (Alexander, 1993) Các khu ổ chuột ở New York là khu vực đông dân cư nhất trên thế giới, tệ hơn là có cả những người ở Bombay (Melosi, 1981) Vỉa hè bị chất đầy rác và lòng đường đông đúc xe,

ngựa, và mọi người (Hình 1.3) Theo Zinn (1995), các thành phố: là sự phát sinh của bệnh sốt phát ban, bệnh lao, đói Tại New York, 100.000 người sống trong các hầm của khu ổ chuột thùng rác, nằm sâu 2 feet dưới các đường phố.

Như trong thời kỳ thuộc địa, xe rác đã được cho phép để chạy miễn phí bởi

vì họ nhặt nhiều rác (Alexander, 1993) Các phần khác của đất nước không phải là không có vấn đề về vệ sinh kém và quản lý chất thải không đầy đủ Zinn (1995) ghi

nhận điều kiện của cư dân đô thị ở miền Nam sau cuộc Nội chiến: Và những khu ổ chuột của thành phố phía Nam nằm trong số những người da trắng nghèo nhất sống như những người da đen, trên đường phố bụi bẩn không trải nhựa "với rác thải, rác rưởi và bùn", theo một báo cáo của hội đồng quản trị về tình trạng sức khỏe.

Hình 1.3 Các vấn đề rác thải ở thành phố New York

Rác thải trên vỉa hè cản trở cả người đi bộ và giao thông xe cộ

Ngựa có đóng góp lớn cho Hoa Kỳ trong vận chuyển chất thải đô thị (Hình 1.4) Có nhiều hơn ba triệu con ngựa ở các thành phố của Hoa Kỳ vào thời điểm chuyển giao thế kỷ, riêng ở thành phố New York là 120.000 (Melosi, 1981) Mỗi con ngựa tạo ra khoảng 20 pound (9,1 kg) phân mỗi ngày Cũng tại thời điểm đó, hơn 80.000 con ngựa, con la, và con bò này được duy trì trong thành phố Chicago Người ta ước tính rằng động vật tạo ra khoảng 600.000 tấn phân bón hàng năm

(Melosi, 1973; Wilson, 1977) Năm 1900, 15.000 con ngựa Rochester, New York,

"sản xuất đủ phân để phủ một mẫu đất đến độ cao 175 feet (53,34 m)" (Bettmann,

1974, Alexander, 1993) Một vấn đề khó khăn của thời kỳ này là việc xử lý xác ngựa và gia súc chết, do số lượng và kích thước

Hình 1.4 Vấn đề nhân viên vệ sinh và ngựa, thành phố New York, 1900

Thu gom chất thải với chi phí công đã bắt đầu vào năm 1856, và năm 1895, District of Columbia đã thông qua một dự luật cho việc xây dựng các lò đốt Tuy nhiên, các lò đốt đã được sử dụng chỉ trong những tháng mùa đông Trong suốt mùa

hè, chất thải được đặt lên thuyền đáy phẳng gọi là sà lan, và vận chuyển đến một vùng phía nam của Alexandria, Virginia để xử lý cuối cùng (Hình 1.5) Trong giữa những năm 1800, điều kiện sức khỏe ở các thành phố lớn của Mỹ đã bị tuyên bố là

tệ Một công dân thành phố New York, George Strong, ghi trong nhật ký của mình

vào năm 1852 (Kelly, 1973): Chuyến đi lên phố đó! Cái nóng bỏng da ấy của ánh nắng đến từ hai bên của những toa xe lửa ngột ngạt Sau đó là bữa tiệc của các thứ chất béo, mùi nồng nặc bẩn thỉu từ con đường Trung tâm cung cấp trong rãnh nước bốc mùi, lên men, thối rữa và độc hại Tôi nghĩ rằng tôi nên chết vì mùi hôi thối, giận dữ và đau đầu trước khi tôi đến đường số 21 Tuy nhiên, người New York vẫn

thực sự yêu mến thành phố mặc dù tổng thể của nó là "đô thị bẩn thỉu"

Hình 1.5 Dỡ rác từ sà lan ngoài khơi Đại Tây Dương

Quan chức y tế công cộng Hoa Kỳ, quan sát sự tiến bộ ở châu Âu, đã yêu cầu

để cải thiện xử lý rác và "đất đêm" (phân người) Mặc dù các khiếu nại của kỹ sư vệ sinh, nhà báo, và những người khác, tình trạng thu thập và xử lý rác thải tại Hoa Kỳ trong năm 1880 và đầu năm 1890 vẫn nghèo nàn Các phương pháp không phù hợp, công nghệ là nguyên thủy, và cộng đồng, như một toàn thể, dường như không được quan tâm (Wilson, 1977) Tại Chicago, St Louis, Boston, và Baltimore, phần lớn các chất thải chỉ đơn giản là chở bằng xe bò đến bãi mở Tại New York, các đội đường phố thu thập rác tới bãi rác nơi nó được chở đi bằng xe bò được ngựa kéo (với những con ngựa làm tắt nghẽn các đường phố trong khi thu thập) đến các sà lan

để đem đổ ở 25 dặm ngoài khơi Điều này thực tế vẫn là cải tiến hơn so với các phương pháp cũ Trước năm 1872, thành phố sử dụng các bãi đổ rác đơn giản được xây dựng trên sông East để dỡ bỏ các chất thải của thành phố Với vị trí tương đối khép kín của các Vịnh Lower Manhattan, dòng chảy và thủy triều phân tán nhỏ các chất thải vào vùng nước biển, phần lớn trôi dạt vào các bãi biển ở đảo Long và New Jersey (Hình 1.6) (Bettmann, 1974, Alexander, 1993) Một cách xử lý chất thải khác liên quan đến công trình cộng đồng gọi là “chuyển đổi sử dụng-dispose” cái mà được sử dụng để chuyển xác động vật, các sản phẩm từ thịt và các chất thải từ thực phẩm thành các nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác nhau từ xà phòng đến vật liệu nổ Các cơ sở này biến mất cùng với sự suy giảm trong việc cung cấp nguyên liệu và tăng lên các pháp lệnh đia phương về việc điều tiết dòng chảy có mùi hôi thối mà họ tạo ra (Melosi, 1981) Theo George Waring: "Khoảng hai mươi người Ý dỡ bỏ các hàng hóa của một boong sà lan trong khoảng hai và một tiếng rưỡi Năm 1896, hơn 760.000 khối bãi rác được xử lý theo cách này, trên 1531 sà lan "

Hình 1.6 Ô nhiễm bãi biển Coney Island từ việc xả rác từ bở biển Thành phố New

York

Vào cuối những năm 1980, các cá nhân mạnh dạn lùng sục các đường phố và các bãi rác để tìm kiếm rác có giá trị, về cơ bản thực hiện một hình thức đơn giản của việc tái chế Người hốt rác, cũng được gọi là”rag picker”, loại bỏ nhiều nguyên liệu không mong muốn trong các thành phố Ví dụ tại Chicago, những người nhặt rác đã thu hơn 2000 yd3 mỗi ngày (Gerlat, 1999) Một phần là vì những nổ lực đó và một phần là vì lối sống đơn giản của thời kỳ này, năm 1916, các đội thu gom, thành phố chỉ thu về 0.23 kg rác bình quân đầu người mỗi ngày, bằng khoảng mười mấy lần so với ngày nay

Hình 1.7 Những nhặt rác loại bỏ các vật liệu có giá trị từ rác thải

Do các vấn đề vệ sinh tạo ra bởi sự phát triển công nghiệp và đô thị hóa của Hoa Kỳ trong nửa sau của thế kỷ 19, các chương trình quản lý chất thải rắn hiện đại xuất hiện vào những năm 1890 (Blumberg và Gottlieb, 1989) Các nhà cải cách kêu gọi kiểm soát thành phố về vấn đề rác thải đô thị Trước thời điểm đó, chất thải được coi là trách nhiệm chủ yếu của cá nhân với sự tham gia của chính phủ nhỏ Sự thiếu quan tâm của chính phủ đã góp phần làm gia tăng rác trên đường phố Châu

âu, thời điểm này đã phát triển tương đối phức tạp hệ thống xử lý và công nghệ Vào cuối năm 1880, chỉ có 43 % các thành phố của Mỹ có hình thức thu gom rác Chỉ 24% trong số các thành phố được khảo sát vận hành hệ thống thu gom rác thải, và 19% kí hợp đồng với các đơn vị dịch vụ (Blumberg and Gottlieb, 1989) Một cuộc khảo sát năm 1902 của MIT tại 161 thành phố của Mĩ cho thấy 79% thu nhặt rác thải thường xuyên Khoảng năm 1915,89% các thành phố lớn của Mĩ đã có

hệ thống thu gom rác thải, và tới năm 1930 hầu hết các thành phố lớn đều có dịch

vụ thu gom rác thải (Tammemagi, 1999)

New York là thành phố đi đầu trong xử lý quản lý chất thải đô thị và khuyến

khích giữ sạch môi trường sống cho công dân Đại tá E Waring, Jr, một cựu chiến binh và các cá nhân khác chịu trách nhiệm cho việc thiết lập 1 hệ thống cống của thành phố ở Memphis, Tennesee, từng là Ủy viên của thành phố về Cục Street–Cleaning từ năm 1895 đến 1898 Một trong những bước đầu tiên trong việc quản lý chất thải rắn của thành phố là thiết lập một hệ thống phân loại Ồng khuyến khích việc cho các loại rác hữu cơ khác nhau vào các thùng riêng biệt tại nhà và các doanh nghiệp Sau đó, ông đã ký hợp đồng bán các vật liệu có thể sử dụng được để tạo ra lợi nhuận từ giai đoạn này của hoạt động (hình 1.8) Quá trình giảm đã được phát triển, ví dụ như, đối với các chiết xuất từ các chất thải của các sản phẩm như amoniac, keo, mỡ, cặn bã khô được sử dụng làm phân bón (hình 1.9) Thành phố sẽ thu được lợi nhuận đáng kể bằng cách tận dụng các vật liệu này (Melosi, 1973)

Hình 1.8 Hoạt động phân loại rác thải ban đầu

Hình 1.9 Nhà máy giảm chất thải, đảo Barren, ca 1897

Để làm cho đường phố sạch sẽ hiểu quả và triệt để hơn, Waring tăng thẩm quyền và trạng thái của các công nhân Những người quét đường mặc những đồng phục trắng để liên kết chúng với các ngành nghề y tế, cái mà đã trở thanh thương

hiệu của Bộ Các công nhân được mệnh danh “White Wings” (Hình 1.10) Những

nổ lực của Waring đã mang lại hiệu quả tích cực tới người dân thành phố Việc thu gom rác thải trở nên hiệu quả hơn, và chi phí để làm sạch thành phố giảm khoảng một nữa so với năm 1895 Y tế cộng đồng cũng được cải thiện Theo hội đồng y tế,

tỉ lệ tử vong và tỉ lệ bệnh giảm rõ rệt Tỷ lệ trung bình hàng năm của New York là 19.63/1000 trong nửa đầu năm 1897, giảm từ 26.78/1000 từ năm 1882 đến năm

1894 Tương tự như vậy bệnh tiêu chảy cũng giảm (Melosi, 1973)

Hình 2.10 Một trong những “White Wings” của thanh phố New York, năm 1905

Để đối phó với việc xử lý cuối cùng của rác, Waring đã sử dụng cả 2 biện pháp là đổi mới và kỹ thuật Hầu hết các chất thải khô được thải vào biển, cho đến khi thí nghiệm đốt có kiểm soát được hoàn thành Đối với xử lý trên đại dương, Waring khuyến cáo việc sử dụng các tàu catamaran kiểu mới, tàu đáy bằng tự đổ Delehanty, là các loại tàu tự đổ và tự hành Waring khuyến khích thử nghiệm để tìm phương pháp giảm chất thải và sử dụng hiệu quả, kinh tế hơn Mục tiêu của ông, là

có tầm nhìn xa hơn tiêu chuẩn ngày nay, là để giảm lượng chất thải của thành phố

để xử lý cuối cùng, và đặt toàn bộ hệ thống thuộc thành phố quản lý Một nhà máy giảm chất thải đã được xây dựng trên đảo Barren (Hình 2.11) Tổ chức Street – Cleaning như một tổ chức bán quân sự của ông đã thu hút nhiều sự nhạo bán từ báo chí Tuy nhiên, sự chỉ trích nhanh chóng chuyển sang khen ngợi khi người dân New York, lần đầu tiên trong nhiều năm, có thể đi dọc theo vỉa hè gọn gàng và lái xe qua các đường phố không có rác thải và phân bón Những lời khen ngợi về công việc của ông trở nên phổ biến

Hình 1.11 Chuyển rác thải từ tàu tại đảo Barren

Ở thời điểm chuyển giao thế kỷ, các chất thải trung bình tạo ra trên mỗi công dân Manhattan là 160 lb rác thải (chất thải thực phẩm và các mảnh vỡ), 1230 lb tro,

và 97 lb rác Tổng số phát sinh chất thải hàng năm là khoảng 675 kg (1.487 lb), cao hơn mức trung bình quốc gia ngày nay (Melosi, 1981; Alexander, 1993) Các phần tro, từ việc đốt than đá hoặc gỗ trong lò nhà, chiếm đa số Lò đốt than vẫn được sử dụng phổ biến ở nhiều nơi của Mĩ cho đến khi kết thúc Chiến tranh Thế giới thứ II

Hình 1.12 Tù nhân chuyển tro ở đảo Riker

Tro được sử dụng để xây dựng các mạng lưới nhà tù trong tương lai.

1.1.6 Sáng kiến quản lý gần đây

Việc quản lý rác thải đô thị đã thay đổi đáng kể trong những năm qua; các thành phần của chất thải của Hoa Kỳ cũng đã thay đổi Một số sự kiện thay đổi đáng

kể các đặc tính của chất thải rắn trong thế kỷ qua được thể hiện trong Bảng 1.3

Bảng 1.3 Các cột mốc quan trọng trong hệ thống quản lý chất thải rắn tại Hoa Kỳ

Năm Các cột mốc quan trọng trong hệ thống quản lý và quản lý chất thải rắn

1868 Celluloid, thương mại đầu tiên tổng hợp nhựa, được phát minh

1903 các thùng chứa các tông được sử dụng thương mại

1907 Khăn giấy đầu tiên phát triển

1908 Cốc giấy thay thế ly thiếc trong các máy bán hàng tự động, trong các tòa nhà công cộng, và trên xe lửa

1913 Các tông trở nên phổ biến như bao bì

1924 giấy lau mặt đầu tiên ra thị trường

1930s Kimberly-Clark tung ra thị trường các sản phẩm băng vệ sinh

1930 Phát minh ra nylon

1935 Lần đầu tiên sản xuất bia lon

1939 Xuất hiện cuốn sách bìa mềm 25 xu, đủ rẻ để vứt đi

1944 Dow Chemical phát minh ra xốp

1949 Johnson giới thiệu tã dùng 1 lần đến Hòa Kỳ, phát minh ra ở Thụy Điển

1950 Xử lý rác thải tại nhà trở nên phổ biến Tại một số thanh phố, 25-30% rác được xử lý triệt để (wastes are ground up)

1953 Swanson giới thiệu TV dinner

1960 Lon bia Bop top được phát minh

1960 Nhựa trở nên phổ biến như 1 vật liệu bao bì

1963 Lon đựng thức uống bằng nhôm được phát triển

1972 Oregon đưa ra chai hoàn lại lần đầu tiên

1972 Intel MCS-4 dựa trên SIM4 là máy vi tính đầu tiên (nhưng không phải

là máy tính cá nhân đầu tiên)

1976 có hơn 50 triệu lò vi sóng trong các hộ gia đình ở Hoa Kỳ

1977 Apple sản xuất thành công máy tính cá nhân sản xuất hàng loạt đầu tiên

1977 Chai nước ngọt PETE thay thế chai thủy tinh

1981 Máy tính IBM được giới thiệu

1985 Bắt đầu tiếp thị đồng hồ Swatch

1986 Fuji giới thiệu máy ảnh dùng 1 lần

1986 Bãi rác Fresh Kills trên đảo Staten, New York, trở thành bãi rác lớn nhất thế giới

1988 Ước tính khoảng 20 triệu máy tính cá nhân đã trở nên lỗi thời

Năm Các cột mốc quan trọng trong hệ thống quản lý và quản lý chất thải rắn

2003 DVD dùng một lần được giới thiệu

2004 Điện thoại di động được giới thiệu

Bước sang thế kỷ 20, một loạt các hoạt động xử lý chất thải đã được thông qua bởi các thành phố, từ chôn lấp, xử lý nước (bao gồm đổ vào đại dương), thiêu đốt, cắt giảm, hoặc kết hợp các phương pháp (Bảng 1.4) Với sự gia tăng nhận thức cộng đồng, việc đổ vào đại dương nhận được những lời chỉ trích nhất Đổ chất thải trong nước mặt chỉ được coi như chuyển chất thải tư nơi này sang nới khác, không

có liên quan với sức khỏe cộng đồng Sự ô nhiễm của Bờ Đông và Bờ Tây bắt buộc thông qua luật Liên bang vào năm 1934 làm cho việc đổ rác thải ra biển là bất hợp pháp Các ngành công nghiệp và các cơ sở thương mại được miễn các quy định, tiếp tục đổ rác thải ra biển (Vesilind et al., 2002)

Bảng 1.4 Xu hướng xử lí chất thải rắn tại Mĩ, thế kỷ 20 so với dữ liệu hiện

1.1.7 Những sự kiện nổi bật trong lịch sử quản lý chất thải rắn

Những sự kiện nổi bật và quan trọng trong lịch sử quản lý chất thải rắn được

tóm tắt ngắn gọn như bảng sau:

Bảng 1.2 Những sự kiện nổi bật trong lịch sử quản lý chất thải rắn

Thời gian Sự kiện nổi bật

Nền văn

minh tối

cổ

8000-9000 TCN Bãi rác được lập cách xa dân cư.

3000-1000 TCN Minoans phủ các lớp đất định kì lên rác thải trong một

cái hố lớn, hình thành bãi chôn lấp sơ khai.

800 TCN Jerusalem thành lập hệ thống cống rãnh và đã đặt một

nguồn cung cấp nước nguyên thủy

Hy Lạp

TK V TCN Thiết lập các bãi rác chung cho thị trấn

500 TCN Bộ luật mới thông qua, yêu cầu tất cả rác thải phải mang

đi cách xa 2km bên ngoài thành phố

400 TCN Đưa ra mối quan hệ của rác thải và bệnh truyền

81 – 96 SCN Đưa ra lệnh kiểm soát dịch hại liên quan đến rác

thải.

Châu Âu 1354 Các phường ở London chỉ định, thuê những "rakers –

người thu gom rác", sau đó rác thải được chở bằng xe

bò ra bên ngoài thành phố

1815 Tại Anh, các chất thải đã được thu gom và cuối cùng

đem đi bán.

1927 Xây một đường rãnh thu gom rác ở trước nơi ở

Rác thải chủ yếu được thiêu đốt

1958 Thu gom rác tại London bằng xe ngựa kéo

1969 Mỗi hộ gia đình đặt đống chất thải của chính mình ở

ngoài trời Rác thải, nước thải được dẫn đến cống rãnh hoặc máng xối.

TK 18 Cuộc cách mạng công nghiệp dẫn đến sự gia tăng

của lượng chất thải

Cuối thế kỉ 19 Sản xuất công nghiệp là lựa chọn hàng đầu của các

chính phủ và doanh nghiệp, còn sức khỏe cộng đồng và chất lượng môi trường thì ít quan trọng hơn

Thời gian Sự kiện nổi bật

Louis Pasteur đưa ra tóm tắt về lịch sử quản lý chất thải

TK 19 Chất thải từ ngựa và gia súc là một trong những nguyên

nhân chính gây ô nhiễm New York đi đầu trong xử lý quản lý chất thải đô thị và khuyến khích giữ sạch môi trường sống cho công dân.

1856 Thu gom chất thải với chi phí công xuất hiện.

Hình 1.13 Một bãi chứa rác mất vệ sinh.

Hình chụp bởi Wright Environmental Management, Inc Không rõ nguồn.

1.2 Công nghệ xử lý chất thải rắn

1.2.1 Đốt chất thải rắn và phương pháp xử lý nhiệt khác

Anh và Đức là hai nước tiên phong trong việc phát triển hệ thống đốt chất thải rắn hiệu quả, cho cả 2 mục đích là giảm khối lượng và sản xuất năng lượng Hệ thống đốt chất thải rắn đô thị hoạt động đầu tiên ở Nottingham, Anh, vào năm 1874 (Murphy, 1993) Vào năm 1892, bệnh dịch tả quét qua Hamburg, Đức Cư dân sống quanh thành phố thải ra chất thải mang bệnh tả, do đó buộc thành phố phải xây dựng và vận hành một trong những lò đốt rác đầu tiên của Đức, nó được các kỹ sư

người Anh hợp tác thiết kế Lò đốt bị một loạt các vấn đề vận hành ban đầu Một nguyên nhân liên quan đến thành phần khác nhau đáng kể của chất thải hộ gia đình

ở Đức so với ở Anh (Erhard, 1991; Bilitewski et al., 1997)

Trong cùng thời kỳ đó, ở Mỹ, việc xây dựng những lò đốt được xem là không hợp lý về mặt kinh tế Allegheny, PA, đã lắp đặt lò đốt đô thị đầu tiên vào năm 1885, tiếp sau đó là Pittsburgh và Des Moines vào năm 1887 và Yonkers, New York, và Elwood, Indiana, vào năm 1893 (Hình 1.14) (Kelly, 1973) Trong thiết kế của lò đốt rác, bao gồm hệ thống đi động và cố định, các kỹ sư áp dụng phương pháp đã được phát triển ở châu Âu Tuy nhiên, mãi cho đến sau năm 1910, lò đốt mới được đưa vào sử dụng rộng rãi tại Mỹ Cái gọi là “hỏa táng rác” xuất hiện trên khắp nước Mỹ (Hình 1.15) Chicago đã thử nghiệm với cả lò đốt di động và cố định Sau đó lăn qua những ngõ hẻm trong thành phố để xử lý rác ở những nơi nó đi qua Một sự cạnh tranh khốc liệt giữa các thiết kế lò di động và lò cố định Trong số này, “điều kiện để những ngõ hẻm trong thành phố sạch trở thành một sự cạnh tranh phong phú đáng ngạc nhiên” (Hin2h 1.16) (Lane, 1894; Melosi, 1973)

Hình 1.14 Sơ đồ một bãi chôn lấp hợp vệ sinh ở California, 1939

Hình 1.15 Lò đốt MSW ban đầu

Hình 1.16 Lò đốt chất thải đô thị di động

Những lò đốt đã sớm được ứng dụng tại Mỹ, tuy nhiên cũng xảy ra một danh sách dài các vấn đề lỗi và thất bại Lỗi thiết kế và xây dựng cộng thêm những nghiên cứu sơ bộ không đầy đủ đã góp phần gây trục trặc hệ thống một cách phổ biến Thông thường, các lò đốt của Mỹ chỉ đốt chất thải ướt mà không cần các vật liệu hữu cơ để duy trì sự cháy Phần nào là do lỗi ban đầu, nên 102 lò trong 180 lò đốt được xây ở Mỹ từ năm 1885 đến 1908 đã bị bỏ đi từ năm 1904 (Wilson, 1986; Blumberg and Gottlieb, 1989) Sau đó không lâu, một thế hệ các lò đốt mới được đẩy mạnh bởi các kỹ sư, và trong thập kỷ sau 1910, lò đốt lại được sử dụng rộng rãi Đến thời điểm này một số chuyên gia về vệ sinh dịch tễ nghĩ rằng các lò đốt sẽ thay thế các bãi rác trong các cộng đồng nhỏ hơn Một báo cáo năm 124 chỉ ra rằng trong

số 96 thành phố được khảo sát thì có 29% chất thải của họ được đốt So với 17% chất thải được đổ thành bãi hoặc chôn lấp, 38% chất thải được làm phân bón hoặc làm thức ăn cho động vật, 2% được cán ép, và phần còn lại thì xử lý không có phương pháp hệ thống nào cả Lúc cao điểm vào những năm 1930 đến 1940, từ 600 đến 700 thành phố của Mỹ đã xây dựng các nhà máy đốt rác Tránh một số vấn đề thiết kế trước đó, đốt từ nguồn cố định trở thành phương pháp quan trọng của việc

xử lý chất thải đô thị (U.S EPA, 1973; Blumberg and Gottlieb, 1989)

Phương pháp xử lý nhiệt mới ở đầu thế kỷ liên quan đến công nghệ “giảm thiểu” Điều này thực chất dẫn đến “chế biến” rác thải dể trích xuất một loạt các phụ phẩm có thể bán được, bao gồm dầu mỡ và “bã”, nghĩa là các chất thải khô của động vật có thể bán dưới dạng phân bón (Blumberg and Gottlieb, 1989) Ngoài các

lò đốt đơn giản như một hệ thống giảm chất thải, Anh và Đức đã phát triển công nghệ phục hồi năng lượng từ việc đốt chất thải (Hình 1.17) Nhà máy đầu tiên tạo ra điện từ việc đốt được phát triển ở Anh vào giữa thập niên 1890 Từ năm 1912, 76 nhà máy ở Anh đã sản xuất năng lượng hơn 17 quốc gia còn lại ở châu Âu Một dự

án thí điểm được xây dựng tại thành phố New York vào năm 1905 Tuy nhiên, sự quan tâm trong việc sử dụng lò đốt để chuyển đổi chất thải thành năng lượng đã giảm đi trong kỷ nguyên của năng lượng thay thế giá rẻ Trong thời gian này chỉ có hai thành phố ở Bắc Mỹ - Westmount, Quebec, và Milwaukee – nhận được lợi từ lò hơi được sản xuất bằng các lò đốt (Marshall, 1929; Melosi, 2000) Các công nghệ

"chuyển chất thải thành năng lượng" thất bại trong việc thiết lập tại Hoa Kỳ thêm 60 năm nữa (Blumberg và Gottlieb, 1989)

Hình 1.17 Nhà máy chuyển đổi chất thải thành năng lượng thời kỳ đầu

ở U.S Patent Office, Washington, DC

Qua những năm 1960, tại nhiều thành phố lớn của Mỹ, chất thải hộ gia đình được đốt trong buồng đốt để giảm khối lượng chất thải Đáng tiếc những lò đốt này

đã đốt cháy luôn những chất thải không được phân loại, vận hành ở nhiệt độ tương đối thấp và thiếu sự kiểm soát ô nhiễm không khí Kết quả là kim loại, bồ hóng và các sản phẩm của quá trình cháy không hoàn toàn đã được phát tán đi nhiều thông qua những ống khói Một nghiên cứu gần đây về các trầm tích trong hồ Central Park, New York City, có tương quan tích lũy chì, thiếc, kẽm và với việc sử dụng lò đốt (Chillrud et al., 1999) Vào cuối những năm 1960 đến đầu những năm 1970,

mối quan tâm của công chúng đối với quản lý cả chất thải hộ gia đình và chất thải nguy hại gia tăng Luật Chất lượng không khí năm 1967 giới thiệu các tiêu chuẩn khí thải mới, yêu cầu trang bị thêm các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí, chẳng hạn như bộ lọc khí và lọc bụi tĩnh (xem Chương 9) cho lò đốt cũ Bởi vì lò đốt tốn kém và có công nghệ cao hơn so với các bãi chôn lấp, nên luật về giá đốt cơ bản ra khỏi thị trường Trong thời hạn năm năm của Đạo luật, 100 lò đốt quy mô lớn đã bị đóng cửa (Tammemagi, 1999).

Các cuộc khủng hoảng năng lượng những năm 1970 đã tạo ra một sự quan tâm đang trỗi dậy trong khả năng thu năng lượng giá rẻ từ sự phân hủy nhiệt của lò MSW Cái gọi là nhà máy "chất thải thành năng lượng" và hệ thống "nhiên liệu từ rác thải" được thiết kế và phát triển Với việc tiếp tục đóng cửa các bãi chôn lấp hợp

vệ sinh trên khắp Hoa Kỳ, lò đốt với sản xuất năng lượng bắt đầu xuất hiện như là một sự thay thế thu hút Trong khoảng đầu đến giữa những năm 1980, tại Hoa Kỳ

có khoảng 100 nhà máy mới được xây lên và 200 nhà máy khác được lên kế hoạch (Tammemagi, 1999)

1.2.2 Xử lý đất và bải chôn lấp vệ sinh

Cho đến những năm 1900, việc "xử lý đất" của chất thải rắn không có gì ngoài việc xả, đổ trực tiếp lên bề mặt đất Ở vùng ngoại ô của các thành phố, vùng đất ngập nước, thường được coi là "vùng phiền toái," đã được phủ bằng chất thải hộ gia đình và tro Vào những năm đầu thế kỷ, những phương pháp xử lý về việc tạo lập các bãi chôn lấp hợp vệ sinh bắt đầu phát triển Công tác chôn lấp được thực hiện tại Mỹ vào năm 1904 (Dịch vụ hành chính công, năm 1970; McBean et al., 1995) Các địa điểm chôn lấp đầu tiên đã được phủ đất định kỳ Địa điểm chôn lấp này là tiền thân của bãi rác vệ sinh hiện đại ngày nay, thành lập vào năm 1935 tại California (Hình 1.14) Ngoài MSW, các bãi chôn lấp này cũng chứa chất thải công nghiệp

Tuy nhiên, đến những năm 1950, các hố đổ chất thải lộ thiên cần tuân theo một quy trình chuẩn nhất định (California State Water Pollution Control Board năm 1954; McBean et al, 1995) Do sự không tương thích của các chất thải (ví dụ, xử lý tro nóng với các sản phẩm giấy) nên vấn đề hỏa hoạn là một mối nguy hiểm thường xuyên Ở nhiều đô thị, việc đốt có kiểm soát nhằm giảm thiểu số lượng rác thải và luôn tồn tại các vấn đề về mùi, khói, côn trùng, tiếng ồn và hải âu Tính đến thời điểm này, hầu hết các địa điểm xử lý không được thiết kế, xây dựng theo đúng quy chuẩn kỹ thuật, cùng với đó là chiến lược để giải quyết và bảo vệ môi trường vẫn không thực sự hiệu quả Công tác xác định địa điểm của bãi rác lúc này dựa trên sự tiện lợi và hiệu quả chứ không đặt nặng về vấn đề kỹ thuật thực tế hay ảnh hưởng

lên nước mặt, nước ngầm, đất và yếu tố địa chất Khi các bãi chôn lấp hoàn thành, chúng thường được bao phủ bằng một lớp đất mỏng và trồng các loại rau củ Hiện tượng sụt lún đất thường xảy ra tại những điểm này sao một vài thập kỉ Các lớp đệm để phân tầng lớp rác thải rất ít khi được đưa vào sử dụng và độ dày của lớp rác thải chỉ dày vài mét nên khi các bãi chôn lấp được mở rộng sẽ phát triển rộng theo chiều ngang và chiếm một phần lớn diện tích đất Nhiều bãi chôn lấp nằm gần khu vực đô thị và nguồn cung cấp nước đã dẫn đến việc công khai phản đối với những bãi rác này

Những kỹ thuật xử lý chất thải thay thế được thử nghiệm tại Mỹ, tuy nhiên các bãi chôn lấp vẫn là phương pháp phổ biến nhất do chi phí thích hợp về đất đai

và lao động và áp dụng công nghệ đơn giản, tiết kiệm kinh phí Khái niệm về "bãi chôn lấp vệ sinh" đã được giới thiệu trong năm 1950 Còn được gọi là kỹ thuật "cắt

và che" hay hệ thống chia nhỏ kiểm soát, các bãi chôn lấp hợp vệ sinh được xem như một hệ thống thiết kế cho xử lý chất thải rắn trên đất bằng cách chia chúng thành những lớp mỏng, nén với khối lượng thực tế nhỏ nhất, và phủ bằng một lớp đất sau khi hoàn thành (Stone, 1977) Ý tưởng này được đưa ra để giữ chất thải không bốc mùi và hạn chế mối nguy hại đến cộng đồng Các bước tổng quan của kỹ thuật này là giữ rác thải ở các “ô” trong đất và phủ bằng lớp vật liệu khác, bước đơn giản này là quan trọng vì nó làm giảm bớt rất nhiều vấn đề như: việc cháy không kiểm soát được, gió thổi, động vật gặm nhấm và ký sinh trùng Bãi chôn lấp dần được cải thiện theo thời gian mặc dù kế hoạch thích hợp, kỹ thuật, hoạt động và đào tạo nhân viên còn chậm phát triển Năm 1959, các bãi chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp chính của việc xử lý chất thải rắn cho các cộng đồng Mỹ (ASCE, 1959; McBean et al, 1995) Hiệp hội kỹ sư xây dựng ở Mỹ vào năm 1959 công bố hướng dẫn kỹ thuật đầu tiên về việc chôn lấp hợp vệ sinh

Mặc dù thiết kế và hoạt động là một cải tiến đáng kể so với những nỗ lực xử

lý đất trước đó, các bãi chôn lấp hợp vệ sinh vẫn còn rất nhiều thiếu sót Nó không

đủ giải quyết vấn đề ô nhiễm nước ngầm, dòng chảy bề mặt, mùi hôi và khí thải, và mối quan tâm sức khỏe cộng đồng liên quan Tại thời điểm này, kiến thức hạn chế liên quan đến việc thấm nước qua bề mặt bãi chôn lấp, các phản ứng tất yếu của nước khi tiếp xúc với các chất thải và tác động tiềm năng của các chất gây ô nhiễm thoát ra từ bãi chôn lấp (nước rỉ) tới chất lượng nước ngầm Cuối cùng, vấn đề này

đã được quyết định, để đảm bảo bảo vệ tối thiểu của môi trường địa phương, việc lắp đặt một hệ thống che chắn tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật để giảm bớt nước rỉ dài hạn và một lớp lót chống thấm hoặc thấm chậm để ngăn chặn sự thất thoát của nước

rỉ ra môi trường (Tammemagi, 1999)

Tuy nhiên tại nhiều cộng đồng vẫn tiếp tục đốt và chôn lộ thiên đến những năm 1960 Theo Văn phòng Liên bang quản lý chất thải rắn của Mỹ, 94% của tất cả các hoạt động xử lý đất vào giữa năm 1960 là yếu tố gây ô nhiễm không khí và ô nhiễm nước, các vấn đề của côn trùng và động vật gặm nhấm (Tammemagi, 1999).

Nhận thức của công chúng về những mối nguy hiểm tiềm ẩn từ các bãi chôn lấp MSW ngày càng tăng Trong những năm 1970 và 1980, đã có mối quan tâm ngày càng tăng về những ảnh hưởng của bãi rác về ô nhiễm nguồn nước ngầm Nước ngầm, lưu trữ trong tầng ngầm và khai thác bởi các giếng nước, cung cấp nước uống cho khoảng 90% dân số Hoa Kỳ (Hoa Kỳ EPA, 2001b) Một khi nguồn nước ngầm bị ô nhiễm, thì rất khó khăn, chậm chạp và tốn kém để khắc phục Sự tích trữ và độc tính của một số nước rỉ bãi rác được coi là có khả năng làm tăng nguy cơ ung thư (Brown và Donnelly, 1988; Tammemagi, 1999) Một số vật liệu độc hại từ các hộ gia đình (ví dụ, pin, hộp đựng thuốc trừ sâu và các loại sơn) được tìm thấy trong nước rỉ cùng với một loạt các chất thải công nghiệp mà trước đây không bị hạn chế từ các bãi rác thành phố

Kết quả của việc ban hành các quy định của liên bang nghiêm ngặt như Chính sách bảo tồn tài nguyên và Đạo luật Phục hồi và sửa chữa là rất nhiều thay đổi đã được thực hiện trong thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh Các lớp lót làm từ đất sét hoặc vật liệu tổng hợp không thấm nước, chẳng hạn như polyethylene, được đặt trên các bãi chôn lấp trải qua đóng cửa để giảm sự thấm của mưa, do đó hạn chế sự hình thành của nước rò rỉ Các lớp lót đáy làm bằng vật liệu tương tự, đã được áp dụng để giữ nước rỉ rác được hình thành trong các bãi rác Ngoài ra, hệ thống thu gom trên bề mặt và sát mặt được cài đặt để giữ và loại bỏ nước rỉ rác và khí bãi rác Giám sát chất lượng nước ngầm và lượng phát thải khí đã trở thành một thành phần cần thiết của hoạt động bãi rác

Mặc dù có những tiến bộ kỹ thuật, mối quan tâm về ô nhiễm nước ngầm vẫn còn tồn tại Các nghiên cứu trong thời gian cuối năm 1970 chỉ ra rằng rò rỉ nước rác

là một vấn đề phải đối mặt với tất cả các bãi chôn lấp EPA ở Mỹ ước tính rằng trong năm 1990 có hơn 75% các bãi chôn lấp ở Hoa Kỳ đã gây ô nhiễm nước ngầm bởi nước thải (Lee và Jones, 1991) Cũng có lo ngại rằng ngay cả các bãi rác có lớp lót kép và hệ thống ngăn chặn nước thải hiện đại khác cuối cùng vẫn sẽ thất bại Nói cách khác, sự phát triển kỹ thuật chỉ có thể trì hoãn sự khởi đầu của ô nhiễm nước ngầm

Đến năm 1980, tầm quan trọng của việc lựa chọn địa điểm nhằm giảm thiểu tác động môi trường của bãi chôn lấp đã được công nhận Tiêu chí xác định địa điểm cần cao hơn mực nước ngầm, không nằm trong vùng tái phục hồi nước ngầm,

không phải vùng lũ tự nhiên Trong hai thập kỷ qua, công tác xác định địa điểm bãi chôn lấp đã trở thành một quá trình phức tạp và cần có sự kết hợp giữa kỹ thuật cũng như chính trị và xã hội

Số lượng các bãi chôn lấp MSW đã giảm đáng kể từ khoảng 20.000 cái năm

1979 còn 2216 cái vào năm 1999 (Hoa Kỳ EPA, 2001a) (xem chương 1) Một trong những nguyên nhân chính cho sự suy giảm là hội chứng “không phải ở sân sau của tôi” (NIMBY, Not-in-my-backyard), một kết quả về sự kỳ thị "việc đổ rác" mà vẫn tồn tại trong tâm trí của nhiều người Mỹ Hội chứng NIMBY phát triển như là một kết quả của việc nâng cao nhận thức kết hợp với tăng giáo dục cộng đồng và sự chú

ý của giới truyền thông Khả năng phát hiện chất gây ô nhiễm ngày càng đáng tin cậy, thuần thục hơn với cải tiến công nghệ và thiết bị đo đạc Một nguyên nhân cho

sự suy giảm của các bãi chôn lấp là việc ban hành hướng dẫn mới nghiêm ngặt, cả ở cấp liên bang và tiểu bang để xây dựng bãi rác, cách hoạt động và đóng cửa Những hướng dẫn như vậy về cơ bản đã loại bỏ các bãi rác cũ

1.2.3 Tái chế/ Tái sử dụng

Tái chế vào cuối những năm 1800 là do các cá nhân lùng sục khắp các đường phố và đống rác để tìm kiếm các vật liệu có giá trị Các chương trình tái chế đầu tiên của thành phố đã được thực hiện vào năm 1874 ở Baltimore, nhưng không thành công (Gerlat, 1999; Vesilind et al., 2002)

Từ cuối những năm 1800 thông qua Chiến tranh thế giới thứ nhất, rác thô được dùng làm thức ăn cho heo ở các trang trại như là một cách để tăng sản xuất lương thực Trước năm 1917, 35% tất cả các thành phố được quan trắc trong một cuộc khảo sát đã sử dụng phương pháp này Con số này tăng lên 44% vào năm

1925, và sau đó chững lại ở mức 39% vào năm 1930 (Hering và Greeley, 1921; Blumberg và Gottlieb, 1989) Các nhà khoa học phát hiện ra rằng thực tế này góp phần làm việc lây nhiễm giun xoắn (Trichinella spiralis) và mụn nước phát ban (Vesicular exanthema) ở động vật, chúng có thể thể truyền sang cho những người đã

ăn thịt heo chưa chín Khi một loạt các dịch bệnh xảy ra vào những năm 1950 và một số cơ sở hoạt động đã bị đóng cửa, các quy định về y tế cộng đồng được ban hành để ngăn chặn việc cho heo ăn rác thô Chi phí của việc nấu những rác thải trước khi cho heo ăn là rất tốn kém và do đó việc thi hành dần dần biến mất (Alexander, 1993)

Năm 1898, cơ sở phục hồi nguyên vật liệu đầu tiên (MRF) (xem Chương 7) được xây dựng tại thành phố New York Cơ sở này đã xử lý các chất thải của hơn 116.000 cư dân, và phục hồi lên đến 37% (theo trọng lượng) của các chất thải Không lâu sau đó các MRF đã được xây dựng ở Berlin, Hamburg và Munich Được

hỗ trợ bởi máy sàng và băng tải, MRF ở Munich đã xử lý hơn 275 tấn hệ mét (300 tấn) chất thải mỗi ngày (Bilitewski et al., 1997).

Châu Âu dẫn dầu Hoa Kỳ trong việc tái chế Trước năm 1939, khi chiến tranh đến gần, các hộ gia đình Đức được cho rằng đã phân loại giẻ, giấy, chai, xương, da thỏ, sắt và các kim loại khác từ những thứ họ vứt bỏ (APWA, 1941; Alexander, 1993) Các nhu cầu cho sắt phế liệu nhập khẩu vào thời trước chiến tranh của Nhật Bản cũng được ghi chép rõ ràng: Những nơi thích hợp cho [rác] đang ngày càng trở nên khan hiếm hơn theo từng năm, và câu hỏi là một số phương pháp xử lý sẽ sớm đối diện với chúng ta Các cư dân ở gần các bãi rác công cộng

đã bắt đầu phàn nàn… Tôi không thể thúc giục quá mạnh mẽ vào các ủy viên về sự cần thiết của hành động theo hướng này Chất thải được lấy từ các bãi và nơi trú ngụ phải được phân bổ, và những quy định đó không nên trì hoãn lâu hơn nữa Cảnh báo này đã bị bỏ qua Lá thư này được gửi đến cho các ủy viên của Washington, DC, vào năm 1889

1.2.4 Những sự kiện nổi bật trong lịch sử xử lý chất thải rắn

Những sự kiện nổi bật và quan trọng trong lịch sử xử lý chất thải rắn được tóm tắt ngắn gọn như bảng sau:

Bảng 1.5 Những sự kiện nổi bật trong lịch sử xử lý chất thải rắn

Công nghệ

Xử lý đất

(chôn lấp)

Trước 1900 Đổ xả trực tiếp ra bề mặt, ở các khu vực xa khu dân cư

1935 Các địa điểm chôn lấp đầu tiên đã được phủ đất định

kỳ Địa điểm chôn lấp này là tiền thân của bãi rác vệ sinh hiện đại ngày nay, thành lập vào năm 1935 tại California Ngoài MSW, các bãi chôn lấp này cũng chứa chất thải công nghiệp

1950 Khái niệm về "bãi chôn lấp vệ sinh" đã được giới thiệu

1959 các bãi chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp chính của

việc xử lý chất thải rắn cho các cộng đồng Mỹ (ASCE, 1959; McBean et al, 1995) Hiệp hội kỹ sư xây dựng ở

Mỹ vào năm 1959 công bố hướng dẫn kỹ thuật đầu tiên

về việc chôn lấp hợp vệ sinh

1970 - 1980 Nhận thức các vấn để tìm tàn ô nhiễm nước ngầm

1980 tầm quan trọng của việc lựa chọn địa điểm nhằm giảm

thiểu tác động môi trường của bãi chôn lấp đã được

Công nghệ

công nhận Tiêu chí xác định địa điểm cần cao hơn mực nước ngầm, không nằm trong vùng tái phục hồi nước ngầm, không phải vùng lũ tự nhiên

Đốt và xử lý

nhiệt

1874 Hệ thống đốt chất thải rắn đô thị hoạt động đầu tiên ở

Nottingham, Anh,

1892 Lò đốt rác đầu tiên ở Hamburg, Đức

1885 đã lắp đặt lò đốt đô thị đầu tiên tại Allegheny, Mỹ

1887 Lắp đặt lò đốt Pittsburgh và Des Moines vào năm

1893 Lắm đặt lò đốt Yonkers, New York, và Elwood, Indiana

1910 lò đốt mới được đưa vào sử dụng rộng rãi tại Mỹ1930-1940 600 700 nhà máy của mỹ xây dựng nhà máy đốt rác

1960 Lò đốt gia đình được sử dụng tại Mỹ tuy nhiên vận

hành không tốt và thiếu kiểm soát

1970 Việc đốt rác thải để tạo ra năng lượng được quan tâm

1980 tại Hoa Kỳ có khoảng 100 nhà máy “sử dụng rác thải

đốt sinh ra năng lượng” được xây lên và 200 nhà máy khác được lên kế hoạch

Tái chế/ tái

sử dụng

1800 Các cá nhân lùng sục khắp các đường phố và đống rác

để tìm kiếm các vật liệu có giá trị

1874 Các chương trình tái chế đầu tiên của thành phố đã

được thực hiện vào năm 1874 ở Baltimore

1898 Cơ sở phục hồi nguyên vật liệu đầu tiên (MRF) được

xây dựng tại thành phố New York Không lâu sau đó các MRF đã được xây dựng ở Berlin, Hamburg và Munich

1939 Châu Âu dẫn dầu Hoa Kỳ trong việc tái chế, các hộ gia

đình Đức được cho rằng đã phân loại giẻ, giấy, chai, xương, da thỏ, sắt và các kim loại khác từ những thứ họ vứt bỏ Các nhu cầu cho sắt phế liệu nhập khẩu vào thời trước chiến tranh của Nhật Bản cũng được ghi chép rõ ràng