Đánh giá sự phát thải không chủ định của chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (u POPs) từ lò đốt chất thải công nghiệp vào môi trường

Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các quy định về quan trắc thường xuyêndẫn tới thiếu số liệu để phục vụ công tác quản lý, kiểm soát và phòng ngừa ô nhiễmdioxin sinh ra từ hoạt động công nghiệp n

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Hoàng Văn Bình

ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH CỦA CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY (U-POPs) TỪ LÕ ĐỐT CHẤT

THẢI CÔNG NGHIỆP VÀO MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-Hoàng Văn Bình

ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÔNG CHỦ ĐỊNH CỦA CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY (U-POPs) TỪ LÕ ĐỐT CHẤT

THẢI CÔNG NGHIỆP VÀO MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn TS.Vũ Đức Nam đã trực tiếp hướngdẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn, tôi cũng nhận được sự hỗ trợ

và tạo điều kiện thuận lợi của Ban Quản lý Dự án ―Xây dựng phòng thí nghiệmDioxin‖ - Tổng cục Môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ths.Nguyễn Văn Thường - cán bộ Dự án

―Xây dựng phòng thí nghiệm Dioxin‖, thư ký đề tài ―Nghiên cứu xác định tồn lưu và lan tỏa của dioxin nguồn gốc từ chất da cam tại Biên Hòa và Đà Nẵng và sự khác biệt đặc trưng của dioxin từ nguồn phát thải khác; đề xuất giải pháp ngăn chặn phơi nhiễm dioxin‖ thuộc Chương trình KHCN-33/11-15, người đã hướng dẫn

tôi thực hiện quy trình lấy mẫu hiện trường và phân tích mẫu khí thải công nghiệptrong phòng thí nghiệm

Tôi xin cảm ơn Chương trình KHCN-33/11-15 đã hỗ trợ kinh phí để tôi thựchiện luận văn này

Tôi xin gửi lời cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Môi Trường – TrườngĐại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã giúp đỡ và truyền đạt cho tôi những kiếnthức trong suốt quá trình học tập tại trường

Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình đã ủng hộ tôitrong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày …… tháng… năm 2014

Tác giả

Hoàng Văn Bình

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG……….iii

DANH MỤC HÌNH……… iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT……… v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1.Tổng quan về chất Dioxin 3

1.1.1.Tính chất của Dioxin 3

1.1.2.Độc tính của Dioxin 6

1.1.3.Ảnh hưởng của dioxin đến con người và hệ sinh thái 7

1.2.Cơ chế hình thành và các nguồn phát thải dioxin từ hoạt động công nghiệp 11

1.2.1.Quá trình đốt cháy 11

1.2.2.Quá trình công nghiệp 14

1.2.3.Các nguồn phát thải dioxin 15

1.3.Hiện trạng phát thải dioxin từ ngành công nghiệp đốt chất thải 18

1.3.1.Sự phát thải dioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải trên thế giới 18

1.3.2.Sự phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải ở Việt Nam 25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1.Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1.Lò đốt chất thải IWI1 29

2.1.2 Lò đốt chất thải IWI2 31

2.1.3.Lò đốt chất thải IWI3 33

2.1.3.Lò đốt chất thải IWI4 35

2.2.Phương pháp nghiên cứu 36

i

2.2.1.Phương pháp lấy mẫu 36

2.2.2.Phương pháp xử lý mẫu 41

2.2.3 Xử lý số liệu 46

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

3.1 Kết quả lấy mẫu từ các lò đốt chất thải công nghiệp 47

3.2.Đánh giá sự phát thải dioxin/furan từ bốn lò đốt chất thải công nghiệp 48

3.2.1.Đánh giá hàm lượng dioxin/furan từ bốn lò đốt 48

3.2.2.Đặc trưng của các chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt 52

3.3.Tính toán hệ số phát thải của 4 lò đốt chất thải công nghiệp 59

3.4.So sánh sự phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất thải Việt Nam với một số quốc gia 61

3.5.Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải dioxin/furan từ lò đốt chất thải công nghiệp 65

3.5.1 Phân loại thành phần chất thải đầu vào và vận hành lò đốt 65

3.5.2.Kiểm soát Dioxin/furan trong quá trình đốt 65

3.5.3.Loại bỏ PCDD/PCDF trong khí thải 67

3.5.4.Áp dụng một số công nghệ lò đốt mới 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 79

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số lượng các đồng phân trong nhóm các chất cùng loại PCDD và PCDF 4

Bảng 1.2: Tính chất hóa lý đặc trưng của PCDD/Fs 5

Bảng 1.3: Hệ số đương lượng độc của các PCDD/Fs theo (WHO) và NATO 6

Bảng 1.4: Mức độ dioxin trong thức ăn ở Mỹ 9

Bảng 1.5: Nguồn phát sinh dioxin từ hoạt động sản xuất công nghiệp 16

Bảng 1.6: Nguồn phát thải dioxin vào không khí ở châu Âu năm 1999 17

Bảng 1.7: Tỷ lệ phần trăm dioxin phát thải vào môi trường từ các ngành công nghiệp 18

Bảng 1.8: PCDD/PCDF phát thải từ lò đốt chất thải công nghiệp 24

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI1 29

Bảng 2.2:Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI2 31

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật lò đốt chất thải IWI3 33

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI4 35

Bảng 2.5: Hệ số điểm hút mẫu ống khói có tiết diện ngang tròn 38

Bảng 2.6: hệ số điểm hút mẫu trong ống khói có tiết diện ngang hình vuông hoặc hình chữ nhật 39

Bảng 3.1 : Thông tin kỹ thuật trong quá trình lấy mẫu khí thải 47

Bảng 3.2: Nồng độ 17 chất dioxin/furan từ 4 lò đốt chất thải công nghiệp 48

Bảng 3.3: Thông số tính hệ số phát thải 59

Bảng 3.4: Hệ số phát thải của 4 lò đốt 59

Bảng 3.5: Nồng độ dioxin/furan phát thải ở một số lò đốt ở Châu Á 61

iii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Công thức cấu tạo chung của các chất đồng loại dioxin/furan 3

Hình 1.2: Tồn lưu Dioxin/Furan chưa bị phân hủy trong quá trình đốt 11

Hình 1.3: Cơ chế hình thành PCDD từ 2,4,6-triclophenol 12

Hình 1.4: Cơ chế hình thành PCDF trong xúc tác cho bay 13

Hình 1.5: Cơ chế hình thành 1,6 và 1,9- PCDD từ 2,6 dichlonat phenol 13

Hình 1.6: Dioxin phát thải vào vào môi trường 16

Hình 1.7: Xu hướng giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải sinh hoạt ở các quốc gia Châu Âu 20

Hình 1.8: Xu thế giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải công nghiệp ở Châu Âu từ năm 1985 đến năm 2005 23

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của lò đốt IWI1 29

Hình 2.2: Sơ đồ hoạt động của lò đốt chất thải IWI3 34

Hình 2.3: Vị trí mặt phẳng lấy mẫu và mặt cắt tiết diện ngang của ống khói 37

Hình 2.4: Sơ đồ lắp đặt thiết bị cho lấy mẫu khí thải công nghiêp 40

Hình 2.5: Quy trình chiết mẫu khí thải công nghiệp cho PCDD/PCDF 41

Hình 2.6: Quy trình làm sạch mẫu bằng bộ làm sạch Supelco 43

Hình 3.1: Nồng độ dioxin/furan của mẫu khí từ 4 lò đốt chất thải 51

Hình 3.2: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI1 53

Hình 3.3: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI2 55

Hình 3.4: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI3 57

Hình 3.5: Biểu đồ nồng độ của từng chất đồng loại dioxin/furan trong mẫu khí thải lò đốt IWI4 58

Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn hệ số phát thải của 4 lò đốt 60

Hình 3.7: So sánh nồng độ dioxin phát thải ở Việt Nam với một số nước Châu Á 63

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMTCBVMTCTNHHRGCHRMSMSWIPOPsQCVNTEFTEQ

UNEPUS-EPAWHO

Quy chuẩn Việt Nam

Hệ số độc tương đương

Độ độc tương đươngChương trình Liên hợp quốc về môi trường

Cục bảo vệ môi trường Mỹ

Tổ chức y tế thế giới

v

MỞ ĐẦU

Công ước Stockholm được các nước ký kết ngày 22 tháng 5 năm 2001 tạiStockholm và có hiệu lực từ ngày 17 tháng 5 năm 2004 Việt Nam phê chuẩn Côngước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vào ngày 22 tháng 7 năm

2002, trở thành thành viên thứ 14 của Công ước Công ước Stockholm ra đời vớimục đích bảo vệ sức khoẻ con người và môi trường trước nguy cơ gây ra do cácchất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy(Persistent Organic Pollutants gọi tắt là POPs) là các hoá chất độc hại, tồn tại bềnvững trong môi trường, có khả năng phát tán rộng, tích lũy sinh học trong các hệsinh thái trên cạn và dưới nước ở gần và cả những nơi rất xa nguồn phát thải chúng,gây tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người và môi trường Ban đầu, côngước quy định việc quản lý an toàn, giảm phát thải và tiến tới tiêu hủy hoàn toàn 12nhóm chất POPs như Aldrin, PCB, DDT, Dioxin, Furan Năm 2009, hội nghị lầnthứ tư của công ước Stockholm quyết định bổ sung chín nhóm chất POPs mới nhưChlordecone, Hexabromobipheny, Lindane, Pentaclobenzen v.v…

Đánh giá mức độ ảnh hưởng của chất POPs đối với sức khỏe con người và

hệ sinh thái, ngày 10 tháng 8 năm 2006 Thủ tướng chính phủ phê duyệt ―Kế hoạch quốc gia thực hiện Công ước Stockholm về các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy‖ Bản Kế hoạch đưa ra hệ thống các hành động và giải pháp đồng bộ bao

gồm chính sách, pháp luật, thể chế, quản lý, công nghệ, tài chính, nâng cao nhậnthức, hội nhập quốc tế để từng bước đáp ứng các yêu cầu của Công ước Stockholm

và tiến tới loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy Bản kế hoạch cũng nhấnmạnh việc thống kê và đánh giá quốc gia về nhóm chất POP phát thải không chủđịnh từ hoạt động công nghiệp (chủ yếu là Dioxin và Furan) [2]

Dioxin và Furan là nhóm hợp chất phát thải không chủ định từ hoạt động sảnxuất và sinh hoạt, đặc biệt từ quá trình đốt như sản xuất vật liệu xây dựng (xi măng,gạch, ngói, đồ gốm), ngành luyện kim, sản xuất giấy, nhiệt điện, đốt chất thải, đốt sinhkhối và từ hoạt động giao thông vận tải v.v Các nguồn phát sinh này là nguồn gốc củadioxin trong môi trường Với sự phát triển kinh tế với mức độ nhanh, không

1

tránh khỏi sự hình thành các nguồn phát thải dioxin, furan không chủ định Do cónguồn gốc từ các cơ sở khác nhau, sử dụng công nghệ khác nhau, các nguồn có tiềmnăng phát thải dioxin và furan không chủ định rất đa dạng về thành phần, tính chất

và lượng phát thải Hiện nay, Việt Nam có khoảng 2130 nguồn có khả năng phátthải Dioxin, Furan Trong đó, các nhóm sản xuất vật liệu khoáng chiếm 29%, sảnxuất kim loại mầu và đen chiếm 25%, sản xuất và sử dụng hóa chất hàng tiêu dùng

chiếm 5,5%, điện năng và đốt nóng 17% và lò thiêu đốt chiếm 9,5% [2].

Bên cạnh đó, Việt Nam vẫn còn thiếu các quy chuẩn về các chất POPs trongphát thải và chất thải công nghiệp, chưa có hướng dẫn về quan trắc chất ô nhiễmnày tại nguồn và môi trường không khí xung quanh tại gần các khu công nghiệp,thiếu đánh gia sâu sắc về hiện trạng ô nhiễm dioxin/furan từ các hoạt động côngnghiệp Việt Nam đã có quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải y tế(02:2012/BTNMT) trong đó quy định nồng độ của tổng dioxin và furan cho phép là2,3 ng- TEQ/Nm3 và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải công nghiệp(30: 2012/BTNMT) trong đó quy định nồng độ dioxin và furan cho phép là 1,2 ng-TEQ/Nm3[5,6] Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các quy định về quan trắc thường xuyêndẫn tới thiếu số liệu để phục vụ công tác quản lý, kiểm soát và phòng ngừa ô nhiễmdioxin sinh ra từ hoạt động công nghiệp nói chung và lò đốt chất thải nói riêng.Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, trong khuôn khổ luận văn đã thực hiện đề tài:

“Đánh giá sự phát thải không chủ định của chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (U-POPs) từ lò đốt chất thải công nghiệp vào môi trường”

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan về chất Dioxin

sử dụng: PCBs được sử dụng trong chế tạo dầu biến thế, tụ điện lỏng, làm chất hóadẻo, Đại diện tiêu biểu nhất và cũng là độc nhất là nhóm chất Dioxin và Furanthường được hiểu là một nhóm các chất ô nhiễm độc hại bao gồm polychlorinateddibenzo-p-dioxin ( gọi tắt là dioxin) polychlorinated dibenzofuran (gọi tắt là furan).Đây là nhóm chất được tạo ra không chủ định từ quá trình đốt cháy, từ các quá trìnhcông nghiệp

―Dioxin‖ thường được hiểu là gồm hai nhóm chất sau:

- Các đồng loại của dioxin: 75 chất, tùy thuộc vào số lượng nguyên tử clo chứa trong phân từ, được chia ra tám nhóm đồng phân (isomer)

- Các đồng loại của furan: 135 chất, tương tự như các hợp chất dioxin, nhómfuran cũng được chia ra làm 8 nhóm đồng phân

Không phải tất cả các đồng loại của dioxin và furan đều có tính độc, chỉ cónhững chất mà trong phân tử của nó có chứa 4 nguyên tử clo ở vị trí 2,3,7,8 thể hiệntính độc

Công thức cấu tạo của các đồng loại của dioxin/furan như sau:

Policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) Policlodibenzofuran (PCDF)

Hình 1.1: Công thức cấu tạo chung của các chất đồng loại dioxin/furan

3

Số lượng các đồng phân và công thức phân tử của các chất dioxin/furan đượcchỉ ra ở Bảng 1.1.

Bảng 1.1: Số lượng các đồng phân trong nhóm các chất cùng loại PCDD

và PCDF

Số lượngnguyên tử clotrong các đồng

loạiMonochloro-

Kow) và độ hòa tan của dioxin trong nước từ 1,2 x10-4 đến 7,4 x10-8 đối với cácđồng phân của dioxin Những thông số về tính chất lý học của PCDD/Fs được thểhiện ở Bảng 1.2 Những tính chất này có ý nghĩa rất lớn đối với sự tồn tại của các

4

và các đồng phân được phân bố đến các mô khác nhau, đặc biệt là ở các mô mỡ vàgan do khả năng hòa tan trong lipid của chúng Mô mỡ và có thể gan có khả năngtích lũy dioxin trong nhiều năm trước khi được đào thải khỏi cơ thể Lượng dioxinphân bố trong gan bằng 1/10 so với lượng chất này trong mô mỡ Mô mỡ được coi

là vị trí tích lũy chủ yếu của dioxin trong cơ thể Với người Mỹ, nồng độ trung bìnhcủa dioxin trong mỡ huyết thanh có thể tới 5,38 ppt (Orban và cộng sự, 1994).Ngoài ra, dioxin còn có trong sữa mẹ (Frust và cộng sự,1994) Nồng độ dioxin trongmẫu sữa của 193 phụ nữ Đức là từ 2,5 -47 ng TEQ/kg mỡ sữa

5

bị thuỷ phân trong nước ở điều kiện bình thường Ở nhiệt độ cao hơn 750oC cácđồng phân của dioxin bị phân hủy nhanh, ở nhiệt độ cao từ 1200oC chúng bị phânhủy hoàn toàn Dioxin phản ứng hóa học thấp ở nhiệt độ bình thường Ở nhiệt độ

240oC, các đồng phân dioxin bị các axit vô cơ có tính oxy hóa mạnh như hỗn hợp

H2SO4 đặc hoặc HNO3 đặc phân hủy hoàn toàn thành những sản phẩm không độc

Các phản ứng phân hủy quang học của dioxin do ánh sáng mặt trời hay ángsáng tử ngoại với sử có mặt của một chất cho proton H+ là con đường phân hủy củadioxin nhanh nhất Trong môi trường đất, nước, không khí các đồng phân dioxinđều có thể bị phân hủy bằng sự quang phân

1.1.2.Độc tính của Dioxin

Trong số 75 hợp chất Dioxin chỉ có 7 hợp chất độc nhất và trong số 135hợp chất Furan chỉ có 10 chất độc nhất Để đánh giá độc tính của một hỗn hợp cóthể chứa nhiều hợp chất Dioxin và Furan khác nhau người ta thường qui đổi theo

độ độc của 2,3,7,8-TCDD thông qua hệ số độc tương đương – Toxic EquivalentFactor (TEF) và sau đó tính độ độc tương đương – Toxic Equivalents (TEQ) màcác hệ số qui đổi được trình bày trong Bảng 1.3

Bảng 1.3: Hệ số đương lượng độc của các PCDD/Fs NATO

6

Chỉ số TEQ được tính theo công thức :

TEQ = ∑ n1 (PCDD i x TEF i ) + ∑ n2 (PCDF j x TEF j )

Trong đó: TEQ: độ độc tương đương

PCDDi và TEFi: nồng độ và hệ số độc của chất i trong đồng loại dioxinPCDFj và TEFj: nồng độ và hệ số độc chất j trong đồng loại furan

1.1.3.Ảnh hưởng của dioxin đến con người và hệ sinh thái

1.1.3.1.Ảnh hưởng của dioxin đến hệ sinh thái

Các nghiên cứu trong nhiều thập kỷ qua đã chỉ ra rằng dioxin có khả năng gâyảnh hưởng sâu sắc đến nhiều loại động thực vật trong môi trường và ảnh hưởng nàydiễn ra ở nồng độ rất thấp Do tính chất bền vững, dioxin tồn tại rất lâu trong động vật

và gây ra sự tích lũy làm gia tăng nồng độ dioxin theo thời gian và khi đến một giá trịnồng độ nhất định dioxin sẽ bắt đầu kìm hãm sự hoạt động bình thường của các cơquan trong cơ thể sinh vật và gây hai đến sự phát triển của sinh vật

Nhiều nghiên cứu trên các loài động vật bậc cao sinh sống tại các khu bị ônhiễm của Hồ Lớn (Great Lake, Hoa Kỳ) đã chỉ ra rằng ô nhiễm gây ra bởi dioxin

và các chất tương tự đã làm suy giảm nghiêm trọng số loài chim cũng như sốlượng từng loài sống tại khu vực này Thức ăn chủ yếu của các loài chim bắt cá nhưđại bàng trắng, mòng biển, bồ nông, v v sống tại vùng Hồ Lớn là các loại cá.Trước kia, nước thải từ các nhà máy công nghiệp có chứa dioxin và các chất liênquan đổ trực tiếp vào các hồ này Các sinh vật sống dưới nước nhiễm dioxin từnước và tích lũy tới một giới hạn nhất định trong cơ thể chúng.

Đánh giá mức độ ô nhiễm dioxin trong nước hồ Động Đình, Trung Quốc.Kết quả phân tích tám mẫu nước hồ bị nhiễm PCDD/Fs do sử dụng natripentaclophenat từ những năm 1960 đến những năm 1980 cho thấy nồng độdioxin/furan trong nước nằm trong khoảng từ 36 – 345 pg/l với giá trị trung bình là

191 pg/l Nồng độ dioxin/furan của sáu loài cá trong hồ có giá trị trong khoảng từ10,1 – 638 pg/g (trọng lượng ướt) [35]

Đồng bằng châu thổ sông Châu, Trung Quốc được biết đến là vùng côngnghiệp phát triển bị ô nhiễm bởi dioxin Nồng độ dioxin trong trầm tích bề mặt thuthập ở đây có giá trị nằm trong khoảng từ 0,6 đến 10,2 pg/g Một nghiên cứu khác

về nồng độ dioxin trong cá nước ngọt và cá biển có giá trị từ 0,27 đến 3,8 pg/g(trọng lượng ướt) [56, 59]

Sự phá hủy cảnh quan tự nhiên trong chiến tranh là điều không mới mẻ,nhưng phạm vi của sự phá hủy tự nhiên trong chiến tranh Việt Nam là điều chưatừng xảy ra trong lịch sử con người Thiệt hại đối với môi trường là quá lớn vàkhắc nghiệt đến mức các nhà khoa học gọi đó là ―hủy diệt sinh thái‖

Quân đội Mỹ đã công phá môi trường trên quy mô rộng lớn và kéo dài trongnhiều năm, một cách đồng bộ đã làm cho nhiều hệ sinh thái tự nhiên với diện tíchrộng lớn ở Việt Nam bị phá hủy Trước chiến tranh, rừng miền Nam Việt Nam códiện tích bao phủ là 10,3 triệu ha Trong suốt thời gian chiến tranh, từ năm 1961 tớinăm 1971, đã có trên 77 triệu lít chất độc hóa học được sử dụng, hầu hết là chất dacam, trong đó có chứa dioxin (TCDD) với nồng độ độc cao từ 3 – 4 mg/l Diện tíchcác khu vực bị phun rải chiếm 24% diện tích Nam Việt Nam, 86% lượng chất độchóa học được trực tiếp rải lên đất rừng, 14% còn lại được rải trực tiếp lên đất nông

8

nghiệp mà chủ yếu là đất trồng lúa Hơn 2 triệu ha đất rừng đã bị phá hủy bởi sự tấncông của quân đội Mỹ [7].

Theo các chuyên gia môi trường, tác động của chất độc hóa học rất đa dạng,phá hủy trên 150.000 ha rừng ngập mặn và khoảng 130.000 ha rừng tràm của vùngchâu thổ sông Mê Kông và hàng trăm nghìn ha đất rừng nội địa Các chất độc hóahọc đã được rải từ vĩ tuyến 17 tới tận mũi Cà Mau Rất nhiều loại rừng và tàinguyên thiên nhiên Nam Việt Nam bị tác động [7]

1.1.3.2.Ảnh hưởng của dioxin đến con người

Dioxin có thể xâm nhập vào cơ thể người qua nhiều con đường khác nhaunhư qua hít thở không khí, nước uống, các loại thực phẩm động thực vật khác nhau,tiếp xúc với đất v.v…Nhưng do đặc tính của dioxin là chất rất bền vững, ái mỡ, hầunhư không tan trong nước, áp xuất hơi rất thấp… nên con đường chủ yếu để dioxinxâm nhập vào cơ thể người là thông qua nguồn thực phẩm Theo tính toán khoảng

90 đến 98% lượng dioxin mà người Mỹ bị phơi nhiễm có nguồn gốc từ những loạithực phẩm họ thường ăn [16, 42] Bởi vì dioxin tích lũy trong các mô mỡ, chúngđược tìm thấy chủ yếu trong thịt, cá và sữa cho nên khi họ tiêu thụ thực phẩm cũng

là cách dioxin thâm nhập vào cơ thể

Bảng 1.4: Mức độ dioxin trong thức ăn ở Mỹ [41]

Ở Mỹ, nồng độ dioxin trung bình hàng ngày trong mô trong khoảng từ 28

-41 ng TEQ/kg chất béo Một nghiên cứu trên 35 trẻ em được thực hiện ở Hà Lancho thấy nồng độ dioxin từ 5,7 -123,7 pg TEQ/g mỡ và nồng độ trung bình là 44,7

pg [8]

Các nghiên cứu về dịch tễ học đã khẳng định rằng dioxin có thể gây dị tật bẩm sinh, bất thường về thai sản, ung thư, bệnh lý hệ thống hô hấp, miễn dịch, bệnh

lý di truyền, da, nội tiết, thần kinh Nạn nhân nhiễm chất độc chiến hóa học/dioxin

có thể phát triển nhiều biến đổi sinh học trong cơ thể đặc biệt suy giảm nhiều chứcnăng sống quan trọng trong cơ thể như miễn dịch, nội tiết, chuyển hóa… Đây lànguy cơ tiềm ẩn phát sinh ra các bệnh hiểm nghèo Dioxin cũng tiềm ẩn nguy cơgây ra các dị tật bẩm sinh, quái thai, rối loạn sinh sản và thiểu năng trí nhớ ở một bộphận nạn nhân bị phơi nhiễm với chất độc hóa học/dioxin

Tuyến giáp đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn phát triển não của trẻ sơsinh Do đó dioxin ảnh hưởng lên chức năng tuyến giáp của trẻ em là vấn đề đượcthu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học Ở châu Âu có hai nghiên cứuchứng minh mối liên quan của việc nhiễm dioxin trong giai đoạn trước sinh vàtrong thời gian bú mẹ với chức năng tuyến giáp ở trẻ em và thấy có sự thay đổi rõrệt chức năng tuyến giáp

Về tai biến sinh sản (TBSS): Điều tra của Học viện Quân y trên 445 phụ nữsống gần vùng ô nhiễm và 261 phụ nữ ở vùng đối chứng, cho thấy tỷ lệ các TBSS ởnhóm sống gần điểm nóng là 36,16 % (so với vùng đối chứng là 14,44%, P<0,05).Các TBSS ở nhóm phơi nhiễm thường là sảy thai, đẻ nhẹ cân, chửa trứng Về dị tậtbẩm sinh (DTBS): Điều tra của Đại học y Hà Nội (2004) cho thấy tần xuất sinh conDTBS ở nhóm nghiên cứu cao gấp 10,3 lần so với nhóm chứng ở Hà Nội (P<0,01).Thậm chí, ở nhóm nghiên phơi nhiễm, có 15,4% số gia đình có cả hai con bị DTBS

Về sự tích lũy dioxin trong cơ thể người, nghiên cứu do Văn phòng 33 vàCông ty tư vấn Hatfield (Canada) tiến hành năm 2006, cho thấy sự phơi nhiễmDioxin vẫn tiếp tục tại một cộng đồng dân cư nhỏ sống dựa vào việc canh tác thủysản tại một số ao hồ trong sân bay Phân tích dioxin trong mẫu máu của nhóm dân

cư trên cho thấy nồng độ dioxin trung bình là 354 ppt TEQ (quy theo gam mỡ) caohơn các nhóm sống xa sân bay vài chục lần Kết quả này cho thấy người dân ở đây

bị phơi nhiễm và tích lũy dioxin thông qua việc tiêu thụ thức ăn bị ô nhiễm Bêncạnh đó, tỷ lệ TCDD, loại dioxin độc nhất trong các dioxin, chiếm 90 đến 98%

10

Điều này xác định dioxin tìm thấy ở sân bay Đà Nẵng và trong máu có nguồn gốc từchất diệt cỏ do Mỹ sử dụng trong chiến tranh.

1.2.Cơ chế hình thành và các nguồn phát thải dioxin từ hoạt động công nghiệp 1.2.1.Quá trình đốt cháy

Các chất U-POP là những chất đƣợc hình thành một cách không chủ định và

có thể coi là sản phẩm phụ trong một số quá trình hóa học Đặc biệt chúng phổ biếnhơn trong các quá trình cháy mà trong đó có sự tham gia của cacbon, oxy, hydro vàclo

Trong số các chất U-POP thì Dioxin và Furan là 2 nhóm chất U-POP có tínhđộc rất cao, cần đặc biệt quan tâm Hai chất này đƣợc hình thành trong quá trìnhcháy, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng dioxin đƣợc hình thành đƣợc hình thành theomột trong ba cơ chế sau:

 (1) Sự phá hủy không hoàn toàn của vật liệu đƣợc đốt nhƣng trong vậtliệu này đã có sẵn Dioxin và Furan, nguyên nhân chính là do quá trình đốt không

hiệu quả, công nghệ đốt và các hệ thống kiểm soát ô nhiễm trong quá trình vận hành

lò đốt kém;

Hình 1.2: Tồn lưu Dioxin/Furan chưa bị phân hủy trong quá trình đốt

(2 ) PCDD/Fs hình thành từ các chất hóa học có cấu trúc nhân thơm nhƣ chlorobenzen và chlorophenol đƣợc tìm thấy trong nhiên liệu thô (đây đƣợc gọi là

tiền chất hình thành PCDD/Fs) Weber và Hagenmaier chỉ ra rằng phenol với clo ở

vị trí ortho và para-chlorophenol hình thành PCDD/Fs

Một trong những tiền chất quan trọng dẫn đến sự hình thành PCDD/Fs làchlorophenol Đây là hợp chất đơn vòng có chứa một hay nhiều nguyên tử clo liênkết với gốc phenolic Tuppurainen và cộng sự (1998) đã đƣa ra các phản ứng khácnhau cho sự hình thành PCDD và PCDF Các tác giả này cho thấy quá trình hìnhthành PCDD qua bề mặt xúc tác ghép nối với anion clo phenolat, tiếp theo là ôxyhóa mạch vòng Vai trò chât xúc tác nhƣ là oxy hóa chuyển hóa điện tử dẫn đếnghép nối của hai vòng thơm Dioxin đƣợc hình thành là kết quả phản ứng loại bỏ Cl

và HCl [39] Quá trình này đƣợc minh họa ở Hình 1.3,ví dụ 2,4,6 –triclophenolphản ứng tạo thành 1,3,7,9-TCDD hoặc 1,3,6,8-TCDD

Hình 1.3: Cơ chế hình thành PCDD từ 2,4,6-triclophenol.

Hơn nữa, các tác giả này cũng cho rằng phản ứng ở Hình 1.3 không thể hìnhthành PCDF Các tiền chất nhƣ chlorobenzene và phenoxyphenol tham gia vào quátrình hình thành PCDF Sự hình thành PDDF liên quan đến xúc tác kim loại đặc biệttrong quá trình đốt rác thải đô thị và ở nơi có nhiều Fe và Cu Cơ chế này đƣợcminh họa trong Hình 1.4

12

Hình 1.4: Cơ chế hình thành PCDF trong xúc tác cho bay

Hình 1.5: Cơ chế hình thành 1,6 và 1,9- PCDD từ 2,6 dichlonat phenol.

(3) PCDD/Fs đƣợc hình thành từ hợp chất hóa học không liên quan nhƣxenlulozơ, than, polystyren, polyvinyl chlorit với clo vô cơ (PCDD/Fs hình thànhnhờ cơ chế tổng hợp de novo) Cơ chế hình thành này có đặc điểm sau:

thổ không quan sát được ảnh hưởng đến sự hình thành dioxin Nhiệt độ cũng ảnhhưởng đến sự hình thành PCDD/Fs,nó xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 250 –

450oC.Nồng độ O2 cần thiết cho phản ứng de novo và tốc độ hình thành PCDD/Fstăng theo nồng độ O2 Các khí thải khác như HCl, Cl2, SO2, CO2, CO và H2 ảnhhưởng không đáng kể tới sự hình thành của PCDD/Fs

Khả năng hình thành dioxin của hỗn hợp quặng thiêu kết bao gồm quặng sắt,than cốc, đá vôi so với tro bay từ lò đốt chất thải rắn đô thị Các kết quả thí nghiệmđược tiến hành bằng cách sử dụng hỗn hợp quặng thiệu kết được tâm CuCl2 chothấy rằng dioxin hình thành phụ thuộc vào nhiệt độ trong phạm vi 300 -550oC, quansát tối đa ở 300oC tương đương với tro bay từ MSWI [32]

1.2.2.Quá trình công nghiệp

Bên cạnh đó, Dioxin/Furan còn được phát sinh từ các nguồn sơ cấp, từ cácquá trình nhiệt trong các ngành công nghiệp và dân sinh

Sản xuất xi măng là ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng Trungbình để tạo ra 1 tấn clinker (là thành phần chính của xi măng) phải cần đến 3,0 -5,5

GJ (7,2 – 13,2x106KCal) tương đương với nhiệt năng của 100 - 180 kg thanAnthracite hoặc 70 – 125 kg dầu nhiên liệu Bên cạnh nhiêu liệu sơ cấp là dầu vàthan, người ta còn sử dụng nhiêu liệu thứ cấp như các loại mảnh vụn của lốp xe,các loại chất thải dạng rắn hay lỏng, plastic và một số nhiên liệu sinh học như gỗthải, bùn cống rãnh, mỡ động vật Trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn, vớinhiệt độ và tỷ lệ ôxy thích hợp thì lò nung xi măng khi vận hành với các loại nhiênliệu kể trên chính là một nguồn phát thải Dioxin đáng kể Trong quá trình trên,Dioxin được hình thành với sự có mặt của các chất hữu cơ, tác nhân clo hóa và ởkhoảng nhiệt độ từ 200 – 450oC Với loại nhiên liệu là than đá, chúng có thể kết hợpvới các hydrocacbon thơm như benzen và phenol có trong thành phần của chúng, từ

đó dẫn đến sự hình thành các cấu trúc vòng được clo hóa khi có mặt các tác nhânclo Các cấu trúc clo hóa này có thể thúc đẩy sự hình thành Dioxin trên các bề mặthoạt động của các hạt cacbon

14

Trong ngành công nghiệp dệt may thì quá trình phát thải Dioxin tương đốiphức tạp vì các loại thuốc nhuộm đa số có chứa các nhóm chức hữu cơ bền vững.Trong các công đoạn sản xuất sản phẩm dệt nhuộm, công đoạn tẩy trắng sản phẩmlúc hoàn tất có liên quan đến các hợp chất có chứa Clo Các hợp chất hữu cơ bền và

dễ bay hơi (trong đó chủ yếu là các hợp chất vòng benzen) sẽ được hình thành dướidạng các hợp chất hòa tan Sau đó cộng với quá trình gia nhiệt (tẩy và nhuộm trong

bề mặt kim loại kín với nhiệt độ từ 100 - 140oC) sẽ hình thành ra các Dioxin và pháttán vào không khí ở dạng hơi Theo các nghiên cứu ở nước ngoài thì nồng độDioxin trong các dòng khí này không cao nhưng với số lượng các cơ sở, nhà máydệt nhuộm trên khắp cả nước thì đây cũng được xem như một nguồn phát thảiDioxin đáng kể

Tương tự như ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy Vì trong quytrình sản xuất giấy cũng có công đoạn tẩy trắng và các hóa chất thường dùng chocông đoạn này chính là các hợp chất chlorophenol, đây được xem như là một trong

các tiền chất Dioxin.

1.2.3.Các nguồn phát thải dioxin

Sự phát thải dioxin vào môi trường là kết quả do hoạt động công nghiệp củacon người Theo các nghiên cứu về trầm tích gần gần các khu công nghiệp của Mỹthấy rằng nồng độ dioxin rất thấp cho đến năm 1920, những nghiên cứu này cũngchỉ ra rằng nồng độ dioxin tăng từ những năm 1920 và tiếp tục cho đến năm 1970[13, 20] Những phát hiện này được giải thích bởi quá trình sản xuất chlorophenol.Các hợp chất như PCDD/Fs và dl-PCB thải vào môi trường theo nhiều cách khácnhau với số lượng khác nhau tùy thuộc vào nguồn Nguồn phát thải dioxin vào môitrường được chia làm bốn nhóm theo Hình 1.6

Hình 1.6: Dioxin phát thải vào vào môi trường

Bảng 1.5: Nguồn phát sinh dioxin từ hoạt động sản xuất công nghiệp

Các quá trình chế biến sản

xuất công nghiệp

Lò luyện kim, sắt thép

Lò nấu chảy quặng đồng

Lò chế biến kim loại thứ

Chế biến khoáng (gôm sứ,

thủy tinh, gạch, vôi)

Đốt rác đô thị, hỏa táng

16

Đốt chất thải công nghiệp

Khí thải động cơ đốt trong

Hỏa hoạn, cháy nhà, cháy

17

Kim loại màu

Giao thông

Tổng

Từ Bảng 1.6 ta có thể thấy được nồng độ dioxin phát từ lò đốt chất thải rắnchiếm 29,05% lượng phát thải, tiếp đến là các nhà máy thiêu kết chiếm 20,37%lượng phát thải Trong khi đó đốt gỗ và đốt rác thải bệnh viện chiếm lần lượt 17,04

% và 14,71 % lượng phát thải Bảo quản gỗ chiếm 6,85% lượng phát thải do trongquá trình bảo quản có sử dụng pentaclophenol để xử lý và các hoạt động đốt cháycũng chiếm một lượng tương tự với bảo quản gỗ Còn lại là từ kim loại màu vàhoạt động giao thông vận tải

Một số nghiên cứu chứng minh rằng dioxin và tiền chất dioxin trong chấtthải rắn đô thị khoảng 50 ng I-TEQ/kg [9]

1.3.Hiện trạng phát thải dioxin từ ngành công nghiệp đốt chất thải.

1.3.1.Sự phát thải dioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải trên thế giới

Dioxin là một chất không mong muốn nhưng chúng được hình thành trongcác quá trình nhiệt khác nhau UNEP (2003) đã khuyến nghị với các nước châu Á

về 10 nhóm nguồn phát thải và định lượng dioxin để kiểm kê lượng dioxin phátthải ra môi trường Tuy nguồn phát thải dioxin rất đa dạng như vậy nhưng năm

1998, EPA đã xác định có 5 nguồn phát thải chủ yếu là được thể hiện ở Bảng 1.7

Sự phát triển của các hoạt động công – nông nghiệp và đời sống hiện đại,lượng rác thải ngày càng lớn, càng có nhiều loại rác hữu cơ chứa clo, khi đốt lànguồn phát thải dioxin Vì vậy, xử lý rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, rác thải côngnghiệp đang là vấn đề nhức nhối về môi trường của các quốc gia Hiện nay, cácquốc gia đang xử dụng các biện pháp như chôn lấp rác và đốt rác để xử lý rác Tuynhiên, chôn lấp rác cần diện tích đất sử dụng lớn để tiến hành chôn lấp trong khiquỹ đất để sử dụng cho các hoạt động khác của con người là không nhiều nên biệnpháp được áp dụng phổ biến để xử lý rác thải hiện nay trên thế giới là đốt Thànhphần của rác thải rất đa dạng và phức tạp nên khi đốt các loại rác này các PCDD vàPCDF được hình thành.

1.3.1.1.Hoạt động đốt chất thải đô thị

Hiện nay, tốc độ đô thị hóa diễn ra một cách nhanh chóng dẫn tới lượng chấtthải rắn sinh hoạt, một trong những sản phẩm phụ của lối sống đô thị đang gia tăngthậm chí còn tăng nhanh hơn tốc độ đô thị hóa Theo báo cáo của Tổ chức ngânhàng thế giới, chất thải sinh hoạt ở các đô thị hiện nay là 1,3 tỷ tấn/ năm tương ứngvới 0,64 kg/người/ngày Tuy nhiên, lượng chất thải này đến năm 2025 là 2,2 tỷ tấn/năm tương ứng với 1,2 kg/người/ngày [43] Với một lượng chất thải sinh hoạt lớnnhư trên thì không thể có đủ diện tích đất để tiến hành chôn lớp cho nên cần tiếnhành đốt để tiêu hủy lượng chất thải này Vì vậy lò đốt chất thải sinh hoạt chính lànguồn lớn nhất để phát thải dioxin

Pháp là một trong những quốc gia của Châu Âu mà hàm lượng dioxin trong

lò đốt chất thải sinh hoạt có xu hướng giảm theo hàng năm Các biện pháp cải tiến

kỹ thuật hệ thống lọc khí của các lò đốt chất thải sinh hoạt đã làm giảm lượng phátthải dioxin Với lượng khí thải thoát ra là 5000 m3/tấn chất thải và thời gian hoạtđộng của lò đốt là 8000 giờ thì lượng phát thải hàng năm là 435 g I-TEQ/năm đốivới năm 1997, 350 g I-TEQ/năm vào năm 1998, 227 g I-TEQ/năm cho năm 1999 Đối với năm 2000, lượng dioxin phát thải trong khoảng 200 g I-TEQ/năm [48] Mộtnghiên cứu đối với 85 lò đốt chất thải đô thị có thu hồi nhiệt và 39 lò đốt chất thảiloại nhỏ tại Pháp chỉ ra rằng hàm lượng dioxin phát thải năm 2008 là 1,2 g I-

TEQ/năm Trong báo cáo này cũng đã nêu rõ nồng độ dioxin trung bình trong khíthải của 85 lò đốt chất thải thu hồi năng lượng là 0,017 ng TEQ/Nm3 và nồng độtrung bình trong khí thải của 39 lò đốt chất thải loại nhỏ là 0,003 ng TEQ/Nm3 [15].

Hình 1.7 thể hiện xu hướng phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải sinhhoạt đô thị ở các nước Châu Âu từ năm 1985 đến năm 2005 Qua Hình 1.7 ta có thểthấy được hàm lượng dioxin/furan phát thải ở các quốc gia Châu Âu đều có xuhướng giảm thiểu phát thải, từ 4000 g I-TEQ/năm vào năm 1985 xuống còn 1200 gI-TEQ/năm vào năm 1995 và đến 250 g I-TEQ/ năm vào năm 2005 Như vậy, sau

20 năm hàm lượng dioxin giảm xuống 16 lần Điều này có thể giải thích được là docác nước Châu Âu đã đưa ra các tiêu chuẩn, quy chuẩn về phát thải dioxin/furancũng như nghiên cứu đưa ra các giải pháp công nghệ để giảm thiểu phát thảidioxin/furan từ hoạt động đốt chất thải sinh hoạt

Hình 1.7: Xu hướng giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải sinh hoạt ở các quốc gia Châu Âu [49]

Chính sách quản lý chất thải của Cục bảo môi trường Đài Loan đề ra trên 70%lượng rác thải đô thị được xử lý bằng phương pháp đốt trong 21 lò đốt chất thải sinhhoạt với công suất 300 tấn/ngày vào năm 2006 Lượng dioxin phát thải được Cục bảo

vệ môi trường Đài Loan tính toán dựa trên hệ số phát thải là 570 ng

I-20

TEQ/tấn với công suất 21900 tấn/ngày của 21 lò đốt chất thải sinh hoạt công suấtlớn và thời gian hoạt động là 300 ngày và cũng giả định rằng mỗi lò đốt chất thảiđều đạt tiêu chuẩn 0,1 ng I-TEQ/Nm3 thì hàm lượng dioxin phát thải là 3,75 g I-TEQ/năm vào năm 2000 [19].

Trung Quốc là quốc gia lớn đang phát triển Lượng rác thải sinh hoạt đượcước tính 170 triệu tấn vào năm 2006 Hiện chính phủ nước này đang có kế hoạchxây dựng 100 lò đốt chất thải sinh hoạt có quy mô thương mại đến năm 2010 baogồm 70 lò có sẵn Hầu hết các lò này là được nhập khẩu hoặc sản xuất bằng côngnghệ trong nước và được vận hành sau năm 2000 Ngoài ra, có khoảng 20 lò đốttầng sôi được nung với than đã được đưa vào hoạt động ở Trung Quốc Theonghiên cứu của Yuwen Ni trên 19 lò đốt chất thải vào năm 2006 cho thấy nồng độdioxin nồng độ khí của 19 lò này trong khoảng từ 0,042 ng TEQ/Nm3 đến 2,461 ngTEQ/Nm3 với giá trị trung bình là 0,423 ng TEQ/Nm3, 16 lò dưới tiêu chuẩn củacục bảo vệ môi trường Trung Quốc là 1 ng I-TEQ/Nm3 trong khi chỉ có 6 lò dướitiêu chuẩn châu Âu là 0,1 ng –TEQ/Nm3 Hệ số phát thải của 19 lò từ 0,169 µgTEQ/tấn đến 10,72 µg TEQ/tấn với giá trị trung bình 1,728 µg TEQ/tấn và tổnglượng dioxin phát thải vào không khí năm 2006 là 19,64 g I-TEQ/năm [58]

1.3.1.2.Hoạt động đốt chất thải y tế

Bên cạnh, hoạt động đốt chất thải sinh hoạt thì hoạt động đốt chất thải y tế cũng

là nguồn phát thải dioxin rất lớn Vào cuối năm 1980, lò đốt chất thải y tế đầu tiên củachâu Âu buộc phải đóng cửa do nồng độ dioxin phát thải cao và đạt ngưỡng vài trăm

ng I-TEQ/Nm3 [17] Năm 1985, tại châu Âu có từ 1000 đến 2000 lò đốt chất thải y tếđang hoạt động Chương trình kiểm kê về kiểm kê phát thải dioxin từ hoạt động đốtchất thải bệnh viện của 17 nước Tây Âu từ năm 1985 đến năm 2005 cho thấy hàmlượng dioxin phát thải từ hoạt động này vào năm 1985 là 2000 g TEQ/năm đến năm

2005 hàm lượng dioxin giảm xuống còn 161 g TEQ/năm [49] Tuy nhiên, hàm lượngdioxin từ hoạt động đốt chất thải y tế vẫn còn khá cao so với các nguồn khác (hoạtđộng đốt rác thải công nghiệp và các nguồn công nghiệp khác) [49] Nghiên cứu củaChen về hoạt động kiểm kê phát thải dioxin trên 18 lò

đốt chất thải y tế vào năm 2000 ở Đài Loan đã chỉ ra hệ số phát thải là 37,4µg/ tấnchất thải và tổng lượng dioxin phát thải là 0,26 g TEQ/năm và chiếm 0,39% vềthành phần phát thải từ các nguồn công nghiệp và đốt rác [19].

Chương trình kiểm kê phát thải dioxin của cục bảo vệ môi trường Mỹ năm

1994 đã chỉ ra lò đốt chất thải y tế là nguồn phát thải dioxin lớn nhất ở Mỹ Theoước tính có khoảng từ 2200 đến 6700 lò đốt chất thải y tế ở Mỹ Tổng nồng độdioxin từ các lò đốt chất thải y tế này trong khoảng từ 1600 đến 16000 g TEQ/nămvới giá trị trung bình là 5100 g TEQ/năm Bên cạnh đó, lò đốt chất thải phát thải vàomôi trường với khối lượng không được xác định từ các nguồn tro, xỉ và nước thải

Lò đốt chất thải này chiếm 45% lượng khí thải dioxin từ các nguồn xác định vàkhoảng một phần tư thông lượng PCDD/PCDF đi vào môi trường Mỹ (25000 gTEQ/năm) Một nghiên cứu cho thấy dioxin từ lò đốt chất thải y tế là nguồn lắngđọng nhiều nhất ở Hồ Lớn (Great Lake), một nghiên cứu khác cũng chỉ ra lò đốtchât thải y tế chỉ đứng sau lò đốt chất thải sinh hoạt về phát thải dioxin ở Mỹ [29].Tuy nhiên, dù lò đốt chất thải y tế dù là nguồn lớn nhất hay là một nguồn chính thìchúng đều là thách thức đối với môi trường và sức khỏe con người, điều này bắtbuộc các chuyên gia và các nhà quản lý tìm cách cải tiến công nghệ cũng như đưa

ra các tiêu chuẩn để giảm phát thải dioxin từ nguồn này

Bên cạnh đó, nghiên cứu của Oh về phát thải dioxin từ các nguồn đốt chấtthải ở Hàn Quốc cho thấy cho thấy nồng độ dioxin trong lò đốt chất thải y tế là 5,86

ng I-TEQ/Nm3 và tổng lượng PCDD/Fs là 132 ng/Nm3 [28] Trong báo cáo của bộmôi trường Hàn Quốc (2003) cho thấy 52,7% lượng chất thải y tế được xử lý bằngphương pháp đốt Một nghiên cứu khác tại Hàn Quốc cho thấy nồng độ dioxintrung bình phát thải từ lò đốt chất thải y tế là 9,23 ng-TEQ/Nm3 vào năm 2003 và6,85 ng-TEQ/Nm3 vào năm 2004 [57] Các nghiên cứu sâu hơn được tiến hành đểxác định xem các lò đốt chất thải y tế có khả năng tuân theo tiêu chuẩn mới vềdioxin có hiệu lực từ năm 2006 [57]

Trung Quốc là một nước đang phát triển Mỗi năm nước tạo ra một lượnglớn chất thải y tế mỗi năm Lượng chất thải y tế năm 2002 là 650000 tấn và đến

22

năm 2010 là 680000 tấn Theo quy định của cục bảo vệ môi trường Trung Quốcchất thải bệnh viện không được phép xử lý trong các bãi chôn lấp từ năm 2002 Đã

có 77015 tấn chất thải y tế được được đem đi đốt vào năm 2006 và chỉ chiếm 11,6

% lượng chất thải được đốt Trong 14 lò đốt chất thải y tế được Hongcai Gao công

bố vào năm 2009 chỉ ra lượng dioxin phát thải trong khoảng từ 0,08 đến 31,6 ng TEQ/Nm3 Trong đó có 9 lò đốt có mức phát thải dưới tiêu chuẩn của Trung Quốc

I-là 0,5 ng TEQ/Nm3 và hai lò dưới có mức phát thải dưới tiêu chuẩn Châu Âu Cũngtheo báo cáo này đã chỉ ra hệ số phát thải trong khoảng từ 0,78 µg I-TEQ/tấn đến473,97 µg I-TEQ/tấn và tổng lượng dioxin phát thải vào không khí năm 2006 là4,87 g I-TEQ/năm do hoạt động đốt chất thải y tế [27]

1.3.1.3.Hoạt động đốt chất thải công nghiệp

Hoạt động đốt chất thải công nghiệp chủ yếu là chất thải công nghiệp nguyhại như dung môi, hóa chất, các chất hữu cơ… Tuy nhiên chưa có nhiều dữ liệu lòđốt nói về hoạt động đốt chất thải này

Hình 1.8: Xu thế giảm phát thải dioxin từ lò đốt chất thải công nghiệp ở Châu Âu từ năm 1985 đến năm 2005 [49].

Báo cáo về phát thải dioxin ở các nước châu Âu cho ta thấy việc phát thảidioxin từ đốt chất thải nguy hại giảm đáng kể Mức phát thải dioxin cao nhất vào

năm 1985 là 300 g I-TEQ/năm, đến năm 1995 còn dưới 200 g I-TEQ năm và đếnnăm 2005 nồng độ dioxin giảm xuống còn dưới 50 g I-TEQ/năm Kết quả nàyđược thể hiện qua Hình 1.8 [49]

Tại châu Âu, các lò đốt chất thải công nghiệp có lò quay để đốt chất thảicông nghiệp được tốt nhất Do đó, lượng khí thải tương đối thấp Tại Bavaria-Đức,khí thải được công bố từ lò đốt chất thải công nghiệp từ 0,8 đến 6,9 ng I-TEQ/m3.Trung tâm châu Âu về độc học sinh thái và độc chất hóa học đã báo cáo một cáchtổng quan về lò đốt chất thải công nghiệp [26]

Bảng 1.8: PCDD/PCDF phát thải từ lò đốt chất thải công nghiệp [26] Địa điểm

24

1.3.2.Sự phát thải dioxin từ hoạt động đốt chất thải ở Việt Nam

Trong những năm qua, cùng với xu thế mở cửa và hội nhập kinh tế quốc tế,tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa ở Việt Nam diễn ra mạnh mẽ, với sự hìnhthành, phát triển của nhiều ngành nghề sản xuất, sự gia tăng nhu cầu tiêu dùng hànghóa, nguyên vật liệu, năng lượng đã trở thành động lực thúc đẩy phát triển kinhtế-xã hội của đất nước Tuy nhiên, song song với quá trình này là việc gia tăngnhanh chóng về chất thải ra môi trường, đặc biệt là chất thải rắn (chất thải sinh hoạt,chất thải công nghiệp, nông nghiệp, chất thải y tế, chất thải độc hại )

Hàng năm có khoảng 15 triệu tấn chất thải rắn trong cả nước và theo dự báothì tổng lượng chất thải rắn phát sinh trong cả nước vẫn tiếp tục tăng Các vùng đôthị, với số dân chiếm khoảng 24% dân số cả nước, phát sinh mỗi năm xấp xỉ 60%tổng lượng chất thải sinh hoạt của cả nước [1]

Thực trạng chất thải phát sinh ở các khu đô thị, khu công nghiệp và cả ởvùng nông thôn ngày càng gia tăng và phức tạp, lượng phát sinh trung bình khoảng10%/năm Theo nguồn gốc phát sinh, khoảng 46% chất thải rắn từ đô thị,

25