Giới thiệu về hiện trạng khí thải do tàu biển trên thế giới và Việt Nam, các tác động của chúng tới môi trường và biến đổi khí hậu. Từ đó, giới thiệu kinh nghiệm của 1 số quốc gia trên thế giới về kiểm soát khí thải tàu biển và đề xuất một số giải pháp cho Việt Nam.
Trang 1ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG CỦA KHÍ THẢI TỪ TÀU BIỂN TỚI BIẾN ĐỔI
KHÍ HẬU, MÔI TRƯỜNG
Dư Văn Toan
Viện Nghiên cứu biển và hải đảo
Tóm tắt: Bài báo giới thiệu về hiện trạng khí thải do tàu biển trên thế giới
và Việt Nam, các tác động của chúng tới môi trường và biến đổi khí hậu Bài cũng đánh giá tình hình không khí các vùng ven biển bắc bộ, trung bộ, nam bộ của Việt Nam và nguy cơ ô nhiễm từ khí thải tàu biển tới môi trường Bài báo giới thiệu kinh nghiệm của 1 số quốc gia trên thế giới về kiểm soát khí thải tàu biển và đề xuất 1 số giải pháp với Việt Nam phục vụ giảm thiểu tác động tới BĐKH.
Đặt vấn đề Tác động của các nguồn khí thải vào môi trường do các hoạt
động giao thông vận tải nói chung, trong đó có vận tải bằng tàu biển nói riêng,
đã và đang gây ra những tác động tiêu cực đến chất lượng môi trường sống ảnh, suy thoái hệ sinh thái và tác động xấu đến sức khỏe con người trên phạm vi toàn thế giới Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường do khí thải đã và đang tác động sâu sắc đến sức khỏe con người như gia tăng nhanh các loại bệnh như bệnh ung thư, bệnh về mắt, bệnh về đường tiêu hóa Hoạt động vận tải biển, đặc biệt khí thải tàu biên cũng đã được ghi nhận là nguồn gây ô nhiễm môi trường đặc biệt, cần phải thực hiện các giải pháp giảm thiểu để chống biến đổi khí hậu Phát triển vận tải tàu biển là động lực cho sự phát triển và thịnh vượng của một quốc gia, là cơ
Trang 2hội cho hội nhập và phát triển Các loại tàu biển cùng các loại máy động cơ chính cũng gây ra nhiều loại khí thải nhà kính Là 1 quốc gia biển, Việt Nam chắc chắn sẽ phải đương đầu với áp lực giải quyết vấn đề bảo vệ môi trường khí thải tàu biển mà việc giảm thiểu đã được quy định trong phụ lục VI của công ước MARPOL 73/78 của Tổ chức hàng hải quốc tế IMO Bài báo này sẽ đề cập đến nghiên cứu về hiện trạng khí thải tàu biển, các giải pháp giảm thiểu khí từ tàu biển và đề xuất cho Việt Nam hướng tới mục tiêu phát triển bền vững
1 Hiện trạng ô nhiễm khí thái từ tàu biển
Các nguồn gây ô nhiễm biển trong hoạt động hàng hải, thủy sản, du lịch, dầu khí và các hoạt động thương mại khác liên quan đến việc sử dụng tài nguyên biển hiện nay rất đa dạng và phức tạp: ô nhiễm không khí (chất làm suy giảm tầng ôzôn, ô xít lưu huỳnh, ô-xít ni tơ, ô-xít các-bon, hơi của hợp chất hữu cơ vận chuyển trên tàu, việc đốt các loại chất thải trên tàu)
Ngoài ra có các loại ô nhiễm từ tàu biển khác như: ô nhiễm do dầu (từ dầu được sử dụng làm nhiên liệu, bôi trơn, thủy lực cho tàu, cho đến dầu hàng do tàu vận chuyển); ô nhiễm do hóa chất lỏng chở xô trên tàu; ô nhiễm do các loại hàng nguy hiểm (chất nổ, chất phóng xạ, chất cháy, chất độc,…) vận chuyển bằng tàu;
ô nhiễm do rác thải; ô nhiễm do nước thải; ô nhiễm do sơn chống hà sử dụng cho thân tàu; ô nhiễm do các vật liệu độc hại dùng để đóng tàu (amiăng, kim loại nặng, hóa chất); ô nhiễm do sự di chuyển của các loài thủy sinh vật thông qua nước dằn tàu; các bệnh truyền nhiễm lan truyền qua con đường hàng hải; ô nhiễm do hoạt động phá dỡ tàu cũ; ô nhiễm do hoạt động thăm dò và khai thác dầu khí trên biển
Hoạt động của tàu biển (bao gồm cả tàu cá và tàu hàng) [1,2,3,4,5] là một trong những nguồn nhân tạo đóng góp đáng kể vào sự ô nhiễm không khí Chất lượng của tàu biển Việt Nam thường không cao, nhiều phương tiện đã quá cũ,
Trang 3lạc hậu, hiệu suất đốt cháy nhiên liệu thấp và chưa có hệ thống xử lý khí thải nên đã phát thải vào không khí nhiều khí độc Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí phát sinh từ hoạt động của tàu biển gồm bụi và các khí độc SO2, CO2,
CO, NO2, CxHy Ô nhiễm không khí gia tăng do hoạt động của tàu biển sẽ tác động đến bầu khí quyển, đến đời sống của sinh vật và thậm chí còn là nguyên nhân gây ra sự di cư đối với nhiều loại động vật nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường không khí
Hiện nay Việt Nam hiện nay có trên 1700 tàu vận tải [4], cùng với số lượng tàu cá khoảng gần 130 ngàn tàu [5], tương ứng với lượng nhiên liệu xăng dầu tiêu thụ khoảng gần 4 triệu tấn/năm Đây chính là nguồn gây ra lượng lớn ô nhiễm khí thải cho vùng biển, ven biển và nhiều nơi thực sự đã trở thành nguy
cơ vô cùng to lớn đối với môi trường biển, tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái biển, hủy hoại các nguồn tài nguyên biển, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người Các nguồn khí từ tàu biển như động cơ, máy phát điên, máy đông lạnh
• Khí thải động cơ chính trên 1 tàu biển
Diễn biến thành phần hóa học chất lượng 1 số loại khí thải của tàu tại các tốc độ động cơ khác nhau thể hiện trong các biểu đồ sau, và trong bài xem xét đến động cơ phổ biến Sao biển
Bảng 1 Diễn biến nồng độ CO trong khí thải động cơ với tốc độ vòng quay động cơ chính khác nhau của tàu Sao Biển [5]
CO (mg/m3) Tốc độ
(vòng/phút)
Trang 4Bảng 2 Diễn biến nồng độ NO trong khí thải động cơ với tốc độ vòng quay động cơ chính khác nhau của tàu Sao Biển [5]
NO (mg/m3) Tốc độ
(vòng/phút)
Bảng 3 Diễn biến nồng độ SO2 trong khí thải động cơ với tốc độ vòng quay động cơ chính khác nhau của tàu Sao Biển [5]
SO2 (mg/m3) Tốc độ
(vòng/phút)
Bảng 4 Diễn biến nồng NO2 trong khí thải động cơ với tốc độ vòng quay
động cơ chính khác nhau của tàu Sao Biển [5]
NO2 (mg/m3) Tốc độ
(vòng/phút)
Trang 5Bảng 5 Diễn biến nồng độ NOx trong khí thải động cơ với tốc độ vòng
quay động cơ chính khác nhau của tàu Sao Biển [5]
NOx (mg/m3) Tốc độ
(vòng/phút)
Bảng 6 Diễn biến nồng độ O2 trong khí thải động cơ với tốc độ vòng quay động cơ chính khác nhau của tàu Sao Biển [5]
O2 (%) Tốc độ
(vòng/phút)
Các thông số khí Oxit cacbon (CO) trong ống khói động cơ chính của tàu
thải đều vượt giới hạn cho phép theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ QCVN 19:2009/BTNMT Thông số khí thải Dioxit lưu huỳnh SO2 trong ống khói động cơ chính của tàu Sao Biển dao động trong khoảng từ 352 đến 758 mg/m3 và nằm trong giới hạn cho phép Thông số khí thải O2 trong ống khói động cơ chính của tàu Sao Biển dao động trong khoảng từ 18,8 đến 20,7% Thông số khia NO trong ống khói động cơ chính của tàu Sao Biển dao động trong khoảng từ 197 đến 928 mg/m3 Thông số
NO2 trong ống khói động cơ chính của tàu Sao Biển dao động trong khoảng từ
Trang 6256 đến 625 mg/m3 Thông số NOx (tính theoNO2) trong ống khói động cơ chính của tàu Sao Biển dao động trong khoảng từ 850 đến 1645 mg/m3 vượt giới hạn cho phép theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi
hơn tiêu chuẩn
2 Tác động của khí thải tàu biển với MT và BĐKH
Sự thay đổi khí hậu có tác động đến các hệ sinh thái biển, làm biến động chủng loại , quần xã và nguồn lợi cá biển vì vậy làm ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của cộng đồng ngư dân khu vực ven biển Hiện tượng san hô chết hàng loạt trong 20 năm qua do một số nguyên nhân trong đó có nguyên nhân do nhiệt độ
ở các vùng biển tăng Các ảnh hưởng tiềm tàng của biến đổi khí hậu đối với môi trường và các hệ thống kinh tế xã hội có thể được đánh giá qua sự nhạy cảm, mức độ thích nghi và mức độ dẽ bị tổn thương của hệ thống [6,7,8,9]
Trong khi đó Tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) đã có cam kết giảm phát thải khí nhà kính từ tàu biển [10] tại Phụ lục VI - "Các quy định về ngăn ngừa ô nhiễm không khí do tàu gây ra" của Công ước quốc tế về ngăn ngừa ô nhiễm do tàu gây ra, 1973 đã được bổ sung sửa đổi bởi Nghị định thư 1978 (MARPOL 73/78) có hiệu lực từ ngày 19/05/2005
Mục đích của Phụ lục VI là kiểm soát việc phát thải các chất làm suy giảm tầng ô zôn, ô xít ni tơ (NOx), ô xít lưu huỳnh (SOx), các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và việc đốt chất thải trên tàu biển
Phạm vi áp dụng của Phụ lục VI MARPOL 73/78 được quy định đối với tất cả các tàu không phụ thuộc vào năm đóng, vùng hoạt động và kích cỡ tàu; Tất
cả các tàu biển có tổng dung tích từ 400 GT trở lên được đóng vào hoặc sau
Trang 7ngày 19/05/2005 phải được kiểm tra và chứng nhận theo các yêu cầu của Phụ lục VI; Đối với các tàu biển có tổng dung tích từ 400 GT trở lên được đóng trước ngày 19/05/2005 phải được kiểm tra và chứng nhận không muộn hơn đợt kiểm tra trên đà đầu tiên sau ngày 19/05/2005, nhưng trong mọi trường hợp không được muộn hơn 19/05/2008; Đối với các động cơ diesel tàu có công suất lớn hơn
130 KW được lắp trên tàu được đóng vào hoặc sau 01/01/2000 phải được đo kiểm tra lượng phát thải NOx và phải có Giấy chứng nhận quốc tế về ngăn ngừa
ô nhiễm không khí của động cơ (EIAPP) theo yêu cầu của Bộ luật tiêu chuẩn kỹ thuật về khí NOx (NOx Technical Code)
Tại Việt Nam, hiện chưa có các nghiên cứu đầy đủ về tác động của ô nhiễm khí thải-khí nhà kính của tàu biển đối với BĐKH và môi trường
Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (tia hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt trái đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt tr ời, sau đó phân tán nhiệt lại cho trái đất, gây nên hiệu ứng nhà kính Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: H2O, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC
Hiệu ứng nhà kính, xuất phát thuật ngữ “effet de serre” trong tiếng Pháp,
do Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu đặt tên, dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng [4] Trong hoạt động tàu biển, nguồn phát thải chính CO2 là từ việc sử dụng nhiên liệu trực tiếp chạy máy tàu, máy phát điện và một phần nhỏ do hoạt động làm lạnh để bảo quản sản phẩm- thực phẩm
và sản xuất nư ớc đá
Từ những năm 1800 nhiên liệu hóa thạch bắt đầu được sử dụng cho các tàu biển có gắn động cơ chạy bằng hơi nước và liên tục tăng nhanh trong suốt
Trang 8thế kỷ 20 Sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã trở thành nét đặc trưng của các đội tàu vận tải và tàu khai thác hải sản Theo [4] có một nghiên cứu đánh giá lượng phát thải khí của đội tàu khai thác hải sản của Mỹ với đội tàu có chiều dài lớn hơn 22,9m (1050 chiếc) Kết quả cho thấy, lượng khí CO2, NOx, CO và CH4
được thải ra trong một ngày lần lượt là 16.995 tấn, 306 tấn, 40 tấn và 13 tấn Năm 2012, Peter Tyedmers và Robert Parker thuộc Đại học Dalhousie đã tiến hành nghiên cứu về tiêu thụ nhiên liệu và phát thải khí nhà kính của ngành khai thác cá Ngừ toàn cầu [11] Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sản phẩm từ việc khai thác cá ngừ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với nuôi trồng và các sản phẩm
có nguồn gốc từ chăn nuôi, tổng lượng nhiên liệu tiêu thụ của nghề khai thác
cá ngừ toàn cầu năm 2009 khoảng 3 tỷ lít, tương đương với phát thải 9 triệu tấn
CO2
Một kết quả nghiên cứu [4] cho thấy lượng khói thải độc hại từ các loại tàu biển đang giết chết khoảng 39.000 người mỗi năm ở Châu Âu, trong đó Anh chịu thiệt hại nặng nề nhất Có được kết quả nghiên cứu này là do Liên minh Châu Âu đang dự định thành lập các vùng biển có lượng khí thải thấp đầu tiên, giảm thiểu mức độ ô nhiễm từ hàng ngàn chiếc tàu chở hàng lưu chuyển qua các vùng biển mỗi năm Một số tàu biển siêu trọng có mức độ ô nhiễm bằng hàng triệu chiếc xe ô tô thải ra mỗi năm Các nhà khoa học từ lâu đã chứng minh được rằng các hợp chất và khí thải sulphur của động cơ là mối đe dọa cho sức khỏe con người, là nguyên nhân gây ra bệnh tim, phổi và ung thư Lượng khí này được thải ra từ các nhà máy, xe cộ, nhưng chỉ mới gần đây các nhà khoa học mới tính toán được mức độ ảnh hưởng cụ thể của khí thải tàu biển khiến 39.000 người chết mỗi năm ở Châu Âu Ngoài ra, khí thải này còn làm giảm tuổi thọ trung bình của người Châu Âu đi vài tháng Trưởng nhóm nghiên cứu, ông Janusz Cofala thuộc Viện Phân tích các hệ thống ứng dụng ở Áo cho hay, sự tăng
Trang 9tốc của thương mại quốc tế và số lượng các tàu biển mà hầu hết có xuất xứ từ Trung Quốc, ngày càng làm môi trường ô nhiễm hơn Anh và Ireland chịu ảnh hưởng nặng nề nhất vì có đường biển dài và cũng là nơi giao thương tấp nập, tàu
bè qua lại nhộn nhịp Theo nghiên cứu, tuổi thọ trung bình của cư dân vùng biển phía Tây của Anh sẽ bị giảm đi từ 20-30 tháng tính từ năm 2020 Những kết quả trên một lần nữa được khẳng định lại bằng một nghiên cứu của Khoa Khoa học môi trường ứng dụng trường ĐH Stockholm đăng trên tạp chí khoa học Môi trường khí quyển Kết quả này cho thấy các hạt và khói bụi từ tất cả các nguồn gây hại khiến 546.000 người chết hàng năm ở Châu Âu Khí thải của tàu biển hầu hết chưa được đưa vào luật chống ô nhiễm của các nước Điều đó có nghĩa
là khoảng 289 triệu tấn nhiên liệu được 100.000 tàu hàng trên toàn thế giới tiêu thụ mỗi năm có thể là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng nhất Nó gấp 2.000 lần lượng SOx cho phép trong nhiên liệu diesel của ô tô, cộng với các loại kim loại rắn và các loại chất ô nhiễm khác
Các chuyên gia về môi trường của Mỹ cho rằng các phương tiện tàu biển
là nguồn gây ô nhiễm rất lớn đối với môi trường, đặc biệt tại các thành phố cảng
và ven biển do chúng sử dụng nhiên liệu nhựa đường kém chất lượng, có lượng
khí thải như nitơ oxit, dioxit lưu huỳnh rất cao Bên cạnh đó, những chất thải này
cũng đã tạo ra những cơn mưa axit và những hạt bồ hóng nhỏ li ti trong không khí Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) đã công bố sáng kiến trên đầu tuần qua nhằm ngăn chặn khoảng 8.300 trường hợp tử vong mỗi năm ở Mỹ và Canada do hít phải khói và các khí thải độc hại từ tàu biển Theo số liệu thống kê của chính phủ Mỹ, các tàu biển là thủ phạm gây ra 2/3 lượng khí thải dioxit lưu huỳnh trong ngành giao thông vận tải trong năm 2002 và việc thiếu các biện pháp kiểm soát sẽ khiến tỷ lệ này có thể lên tới 98% vào năm 2020 Bên cạnh
đó, Chính phủ Mỹ và Canada cũng đặt ra những tiêu chuẩn mới về khí thải đối
Trang 10với các tàu biển cỡ lớn, theo đó từ năm 2015, các tàu biển mới sẽ phải giảm 96% lượng dioxit lưu huỳnh (SO2) so với hiện nay Tương tự, các tàu biển được đóng sau năm 2016 sẽ phải cắt giảm 80% lượng khí thải nitơ oxit (NO) [9]
Trong nước theo kết quả nghiên cứu [5] của KidiTech tại Công ty đánh cá Nam Triệu, Hải Phòng (2009) việc thay thế hệ thống đèn khai thác thủy sản truyền thống bằng hệ thống đèn LED sẽ giảm chi phí và giảm tiêu hao năng lượng đồng nghĩa với giảm khí thải nhà kính Với tàu sử dụng 40 bóng đèn cao
áp, giàn đèn có trọng lượng 400 kg, tiêu thụ 200 lít dầu diesel/ngày Khi thay thế bằng 100 bóng đèn LED, trọng lượng giàn đèn chỉ còn 125 kg và lượng dầu tiêu thụ tụt xuống mức 30 lít/ngày Với thời gian đi biển xa bờ 20 ngày/tháng, lượng nhiên liệu tiêu thụ từ 4.000 lít dầu/tháng giảm xuống còn 600 lít dầu/tháng nhờ công nghệ LED Có nghĩa là mỗi đợt đi biển, 1 con tàu công suất lớn có thể tiết kiệm tiền dầu gần 3.000 đô la Mỹ nếu dùng hệ thống đèn dẫn dụ theo công nghệ LED đồng thời giảm phát thải khoảng 3.026 tấn khí nhà kính [4]
3.Hiện trạng môi trường không khí ven biển Việt Nam
+ Khu vực Bắc Bộ
Môi trường không khí tại dải ven biển ĐBSH chủ yếu chịu ảnh hưởng của bụi lơ lửng phát sinh từ các nguồn thải như: hoạt động giao thông, xây dựng và công nghiệp, chủ yếu từ Phả Lại, Hải Phòng, Cẩm Phả, Uông Bí, Nam Định, Ninh Bình Tuy nhiên, qua các nghiên cứu cho thấy, nói chung, nồng độ tổng bụi
lơ lửng và các thông số ô nhiễm tại các vị trí quan sát bên ngoài khu vực cảng đều thấp hơn tiêu chuẩn cho phép [2] Chất lượng môi trường không khí môi trường khu vực cảng biển Hải Phòng đang bị xấu đi bởi việc gia tăng nồng độ bụi, độ ồn và các khí CO, SO2 và các chất hữu cơ bay hơi Đặc biệt các khu vực