Sự phát sinh một số chất ô nhiễm hữu cơ ra môi trường xung quanh từ các bãi chôn lấp rác không an toàn

Chủ đề 11: Trên quan điểm của nhà hóa học môi trường hãy trình bày sự phát sinh một số chất ô nhiễm hữu cơ ra môi trường xung quanh từ các bãi chôn lấp rác không an toàn Bài tập thuyết

Chủ đề 11: Trên quan điểm của nhà hóa học môi trường hãy trình bày sự phát sinh một

số chất ô nhiễm hữu cơ ra môi trường xung quanh từ các bãi chôn lấp rác không an

toàn Bài tập thuyết trình

Nội dung

1 2 3

Các khái niệm và hình thức xử lí rác thải

Nguồn gốc các chất phát thải ra môi trường từ BCL rác thải không an toàn

Lan truyền, ảnh hưởng của các chất ô nhiễm trong môi trường

Kiểm soát, xử lí và đề xuất giải pháp

Các khái niệm và hình thức xử lí rác thải

1

Các khái niệm :[3]

- Chất thải hay còn gọi là rác thải có thể là bao bì, túi nilon, túi đựng thức ăn, giấy… Như vậy, rác thải là là tất cả những gì chúng ta không dùn

g tới và thải ra môi trường xung quanh

Hình ảnh rác thải bên bờ biển Hình ảnh rác thải trên đường

Phân loại các chất thải:

- Chất thải từ các hộ gia đình hay còn gọi là chất thải hay rác thải sinh hoạt.

- Chất thải từ các hoạt động sản xuất, kinh doanh, thương mại.

• Phân loại theo thuộc tính vật lí: Chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí.

g kim loại, chất dẻo, thủy tinh, giấy, báo…

• Phân loại theo mức độ nguy hại với con người và sinh vật: chất thải độc hại, chất thải đặc biệt

Bãi rác là một địa điểm cho phép việc thực hiện các phương pháp xử lý các loại chất thải và là hình thức lâu đời nhất của xử lý chất thải.

Chôn lấp là quá trình đổ chất thải vào bãi chôn lấp bao hàm cả công tác giám sát chất thải chuyển đến, thải bỏ, nén ép chất thải và lắp đặt các thiết bị giám sát chất lượn

g môi trường xung quanh.

Bãi chôn lấp ( BCL) là là nơi thải bỏ chất rắn trên mặt đất BCL rác thải hợp vệ sinh là bãi chôn lấp chất thải rắn được thiết kế và vận hành sao cho giảm đến mức thấp n

hất các tác động đến sức khỏe cộng đồng và môi trường

Hình ảnh bãi chôn lấp rác

- Ưu điểm:

 Xử lí khối lượng rất lớn chất thải.

 Chi phí đầu tư và chi phí xử lí thấp phù hợp với những nước đang phát triển như nước ta.

- Nhược điểm:

 Chiếm nhiều diện tích.

 Gây ô nhiễm khu vực xử lí.

 Thời gian phân hủy chậm.

• Kết cấu của BCL:

Xử lý triệt để thành phần ô nhiễm, giảm tối đa thể tích.

Chất thải được biến thành những chất trung gian có giá trị, có thể sử dụng để biến thành những vật liệu tái chế hoặc thu hồi năng lượng

Loại bỏ được nhiều chất độc hại

- Nhược điểm:

Chi phí đầu tư và bảo trì cao so với các phương pháp khác

Khi vận hành đòi hỏi rác có nhiệt trị cao

Tác động thứ cấp tới môi trường do khí phát thải và phải xử lý tro sau khi đốt

Có thể gặp khó khăn khi có sự thay đổi về thành phần chất thải

• Phương pháp ủ sinh học các loại chất rắn:

Hình ảnh: Xử lí rác thải làm phân hữu cơ tại xã Thọ An

Cần có nhiều nhân công

Thời gian ủ kéo dài (3 – 6 tháng)

Do sử dụng thổi khí thụ động vì vậy khó quản lý Đặc biệt là khó

trong việc kiểm soát nhiệt độ và mầm bệnh

Xáo trộn luống ủ thường gây hiện tượng thất thoát nitơ và gây mùi

Quá trình ủ còn phụ thuộc vào thời tiết như mưa có thể ảnh hưởng bất lợi cho quá trình ủ

Phương pháp thổi khí thụ động cần phải có một lượng lớn vật liệu tạo cấu trúc phù hợp Nó sẽ khó tìm hơn so với phương pháp khác

Diện tích của đất cần thiết lớn

- Phương pháp tái chế chất thải:

Hình ảnh các công nhân môi trường phân loại rác thải để tái chế

Ưu điểm:

Với lượng hữu cơ lớn khoảng (50-70%), rác thải sinh hoạt là nguồn nguyên liệu

dồi dào để sản xuất phân vi sinh, một loại phân tốt cho cây trồng Thân thiện với

môi trường nhưng giá lại rẻ hơn so với phân hóa học.

Làm giảm sự phụ thuộc của con người vào việc khai thác, sử dụng các nguồn tài

nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt.

Bên cạnh đó việc tái chế chất thải còn giúp chúng ta thu hồi các loại nguyên liệu

như chất thải nhựa, giấy, tái chế chất thải kim loại Tái chế chất thải tránh lãng

phí tài nguyên, ngăn ngừa được sự ô nhiễm.

Nhược điểm :

Tái chế gây ô nhiễm và tiêu tốn năng lượng nhiều hơn.

Tăng chi phí và công việc chất lượng thấp.

Sản phẩm tái chế chưa chắc đã đảm bảo an toàn

Nguồn gốc các chất phát thải ra môi trường từ BCL rác thải không an toàn.

2

Với môi trường khí quyển: [1]

Quá trình phân hủy kỵ khí các

chất hữu cơ trong BCL đã tạo

thành một lượng lớn khí sinh vật

như cacbonic (CO2), metan (CH4),

ammoniac (NH3 ), Hidro sunfua

( H2S), chất hữu cơ bay hơi,…

0–0,2 0–0,2 0,01– 0,6

Tính chất Giá trị

Nhiệt độ (0F)

Tỷ trọng

100– 120 1,02– 1,06

Bảng 1: Tỷ lệ thành phần các khí chủ yếu sinh ra từ BCL

TT Chất khí vi lượng Nồng độ (ppbv*)

Cực tiểu

Nồng độ (ppbV*) Cực đại

Giai đoạn thích nghi

• - Giai đoạn 1: Giai đoạn thích nghi.

Quá trình phân hủy sinh học xảy ra trong điều kiện hiếu khí vì một phần không khí bị giữ lại trong BCL Nguồn vi sinh vật hiếu khí và

kỵ khí có từ lớp đất phủ hàng ngày hoặc lớp đất phủ cuối cùng khi đóng cửa BCL Bên cạnh đó, bùn từ trạm xử lý nước thải được đổ bỏ tại BCL và nước rò rỉ tuần hoàn lại BCL cũng là những nguồn cung cấp vi sinh vật cần thiết để phân hủy rác thải

- Giai đoạn 2: Giai đoạn chuyển hóa

Hàm lượng oxy trong BCL giảm dần và điều kiện kỵ khí bắt đầu hình thành Khi môi trường trong BCL trở nên kỵ khí hoàn toàn, nitrat và sunfat, các chất đóng vai trò là chất nhận điện tử trong các phản ứng chuyển hóa sinh học, thường bị khử thành khí N2 và H2S (Phương trình 1, 2, và 3)

- Giai đoạn 3: Giai đoạn axit hóa

Bước 1: Thủy phân các hợp chất cao phân tử (như lipit, polysacarit, protein, axit nucle

ic ,…) thành các hợp chất thích hợp cho vi sinh vật

Bước 2: Chuyển hóa sinh học các hợp chất sinh ra từ giai đoạn 1 thành các hợp chất tr ung gian có phân tử lượng thấp hơn mà đặc trưng là axit axetic một phần nhỏ axit funvic v

à một số axit hữu cơ khác

CO2 là khí chủ yếu sinh ra trong giai đoạn 3 Một phần nhỏ khí H2 cũng được hình thà

nh trong giai đoạn này.

- Giai đoạn 4 Giai đoạn metan hóa

Các axit hữu cơ đã hình thành được chuyển hóa thành CH4 và CO2

CH3COOH → CH4 + CO2

Các axit hữu cơ có phân tử lớn hơn:

R-COOH→R1-COOH→ CH3COOH → CH4 + CO2

- Giai đoạn 5: Giai đoạn phân hủy hoàn toàn

Tốc độ sinh khí giảm vì hầu hết các chất dinh dưỡng sẵn có đã bị rửa trôi theo nước rò rỉ, các chất còn lại hầu hết là những chất có khả năng phân hủy chậm Khí chủ yếu sinh ra ở giai đoạn 5 là khí CH4 và CO2

Một cách tổng quát, phản ứng phân huỷ kị khí chất thải rắn xảy ra như sau:

- Hình thành mùi ở bãi chôn lấp

Một đặc điểm nổi bật khác của bãi chôn lấp là mùi Mùi hôi phát sinh trong quá trình phân hủy rác; Hầu hết mùi được phát ra tro

ng một giai đoạn ngắn sau khi đổ bỏ chất thải, và giảm dần khi bắt đầu giai đoạn metan hoá Điều quan trọng là khi mùi hôi thối mất đi t

hì không có nghĩa là không còn khí phát thải :

Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khi bị khử cũng sẽ tạo thành những hợp chất có mùi hôi như metanthiol và axit aminobutyric

Metanthiol có thể bị phân hủy, chất thải tạo thành metanol và hidro sunfua

• Với môi trường thủy quyển (2)

- Nước rỉ rác là một loại chất lỏng sinh ra từ quá trình phân hủy vi sinh đối với các chất hữu cơ có trong rác thấm qua các lớp rác của các ô chôn lấp và kéo theo các chất bẩn dạng lơ lửng, keo hòa tan từ chất thải rắn

Hình ảnh nước rỉ rác

Lan truyền, ảnh hưởng của các chất ô nhiễm trong môi trường

3

Khí quyển: Khí metan (CH4 ) [4]

- CH4 là khí đứng sau cacbon dioxit về các khí nhà kính quan trọng nhất

- Trên cơ sở tính toán tiềm năng làm nóng trái đất thì khí CH4 có tác động gấp 22 lần so với khí CO2 Tổng lư

ợng CH4 tham gia vào sự nóng lên của trái đất được ước tính vào khoảng 18%

- Từ bãi chôn lấp rác khí metan là khí được phát thải ra rất lớn Điều này gây ảnh hưởng lớn tới khí quyển Metan là một trong những khí gây nên hiệu ứng nhà kính

- Metan kết hợp cùng với các hợp chất hữu cơ gây nên mùi hôi khác khiến chất lượng không khí quanh khu v

ực bãi chôn lấp rác bị kém đi Gây ảnh hưởng lớn tới dân cư sống quanh khu vực đó

Hầu hết CH4trong tầng đối lưu sẽ bị oxi hóa thành CO CO sẽ nhanh chóng bị oxi hóa thành CO2 :

HCHO sẽ tiếp tục bị oxi hóa :

Chính vì vậy mà quá trình oxi hóa CH4 sẽ làm tang lượng CO trong khí quyển CO trong khí quyển sẽ tiếp tục bị oxi hóa thành CO2 :

CH4 thúc đẩy sự oxy hóa hơi nước ở tầng bình lưu Sự gia tăng hơi nước gây nên hiệu ứng nhà kính mạnh hơn nhiều so với hiệu ứng trực tiếp của metan Ngoài ra CH4 còn góp phần trong việc gây nên hiện tượng mù quang hóa :

CH4 phản ứng với các nguyên tử Oxi ( phân li quang hóa của NO2 thành O và NO) để tạo ra gốc hidroxyl và ankyl

Gốc metyl phản ứng với phân tử oxi tạo thành những gốc peroxyl rất hoạt động :

(M : phần tử thứ 3 hấp phụ năng lượng, thường là nguyên tử N2 hoặc O2)

• Thủy quyển : (2)

Ô nhiễm do nước rỉ rác

Kiểm soát, xử lí và đề xuất giải pháp

4

4 Kiểm soát, xử lí và đề xuất giải pháp

• Kiểm soát và xử lí:

- Thu hồi các bãi rác thải không an toàn tránh tình trạng ô nhiễm rác ngày càng tăng lên

- Phân ô đổ rác trong bãi chôn lấp vừa nhỏ đủ để chứa lượng rác trong ngày vì như vậy sẽ che phủ kịp thời và ngăn chặn khí ô nhiễm và mùi h

ôi thoát ra môi trường xung quanh Hệ thống thu khí và nước rò rỉ cũng có thể được thực hiện theo từng ô như vậy để kịp xây dựng và kịp xử lý

- Thiết lập hệ thống thu hồi nước rò rỉ kín từ trong bãi chôn lấp và đưa về hệ thống xử lý nước rò rỉ để tránh tình trạng nước rò rỉ thoát ra ngoài

môi trường gây ô nhiễm Cùng lúc đó thiết lập hệ thống thu khí kín từ trong hệ thống xử lý kỵ khí của nước rò rỉ

→ Việc thiết lập hệ thống xử lí nước rỉ bãi rác giúp ngăn chặn nước thải ngấm vào nguồn nước ngầm

- Xử lí nước rỉ rác bằng công nghệ hiện hành:

• Đề xuất giải pháp:

- Về lâu dài nên di rời các hộ dân sống quanh khu vực BCL rác không an toàn Trước mắt chưa thể di dân cần có các dự án nước sạch cho kh

u vực quanh đó

- Phân loại rác:

- Xử lý rác hữu cơ bằng hố chôn rác thải di động:

Rác hữu cơ bị phân huỷ bởi ánh nắng và nước, hoặc được ăn do các sinh vật sống (sâu bọ, côn trùng, vi khuẩn…) rồi chuyển thành phân ủ (compost) Hố rác di động là một trong những mô hình xử lý rác thải hữu cơ ở hộ gia đình – nhất là các gia đình ở nông thôn hoặc ven thành phố, thị xã

- Lợi ích của hố rác di động:

 Đơn giản, dễ thực hiện;

 Giải quyết tại chỗ rác thải sinh hoạt hữu cơ của hộ gia đình và không gây ô nhiễm môi trường;

 Không chiếm diện tích lớn ở các hộ gia đình;

 Mùn tạo ra từ rác hữu cơ có thể sử dụng cho việc cải tạo đất, trồng cây cảnh trong nhà

 Trực tiếp là giảm thiểu ô nhiễm không khí (mùi rác phân hủy); hạn chế sự sinh sôi và phát triển của các bệnh truyền nhiễm (rác hữu cơ thường là nguồn thức ăn của ruồi, muỗi,

- Xây dựng dải ngăn cách bãi chôn lấp với môi trường

xung quanh bằng cách trồng hàng rào cây xanh Có

thể sử dụng các loại cây công nghiệp lấy gỗ hoặc cây

có nhiều lá như cây Tràm, Bạch đàn, Tre, Trúc,…Việc trồng cây xanh giúp lấy đi lượng CO2 từ bãi rác thông qua quá trình cây xanh quang hợp và

cung cấp thêm khí oxy cho môi trường Bên cạnh đó việc trồng cây xanh là hàng rào ngăn cách mùi ra môi trường xung quanh

- Hạn chế hoặc không sử dụng các sản phẩm nhựa dùng một lần như chai nước uống, ống hút, cốc, bát, đĩa thay vào đó sử dụng sản phẩm xanh có nguồn

gốc là chất hữu cơ như ống hút tre,bàn chải tre sau khi sử dụng sẽ phân huỷ nhanh và an toàn với môi trường

Kết luận

5

5 Kết luận

Tại các BCL rác không an toàn sẽ phát thải ra một lượng lớn các chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường không khí và môi trường nước

Khí metan là một khí được phát thải ra từ các BCL rác không an toàn là rất lớn, chúng có nguồ

n gốc từ quá trình metan hóa của quá trình hình thành các khí chủ yếu ở BCL Chính lượng khí meta

n được sinh ra này sẽ góp phần vào quá trình nóng lên của trái đất gây nên biến đổi khí hậu Metan cũng góp phần vào quá trình gây nên hiên tượng mù quang hóa

Tại các BCL không an toàn,NRR thoát ra ngoài môi trường gây ảnh hưởng đặc biệt tới nguồn nước n gầm xung quanh bãi chôn lấp

Chính vì vậy cần xử lí lượng khí phát thải, nước rỉ rác trước khi chúng phát thải ra môi trường x ung quanh, bên cạnh đó cần nghiên cứu tìm ra nhiều phương án xử lí rác thải khác tân tiến hơn, ph

ù hợp với nước đang phát triển như Việt Nam

Tài liệu tham khảo

6

6.Tài liệu tham khảo

[1] Báo cáo sự phát sinh và phát thải khí bãi chôn lấp rác thải, các phương án giảm thiểu của THS Phạm Thị Anh vào 11/2005

[2] Chương 9 Bãi chôn lấp của công ty Môi Trường Tầm Nhìn Xanh

[3] Wikipedia tiếng việt

[4] Bài giảng của thầy PGS-TS Đỗ Quang Trung, TS Nguyễn Minh Việt.