Nghiên cứu và dự báo ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến nước dưới đất tỉnh thái bình

Nội dung nghiên cứu Để đánh giá được hiện trạng của bãi chôn lấp này luận văn cần giải quyết những vấn đề sau: - Tổng quan về chất thải rắn đô thị, bãi chôn lấp chất thải rắn và những ả

Bộ giáo dục vμ đμo tạo Trường Đại học mỏ - địa chất -***** -

TRẦN THỊ THANH THỦY

NGHIấN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY ễ NHIỄM MễI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT BÃI CHễN LẤP CHẤT THẢI RẮN Đễ THỊ KIấU KỴ - GIA LÂM – HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHềNG CHỐNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hμ Nội - 2009

Bộ giáo dục vμ đμo tạo Trường Đại học mỏ - địa chất

-***** -

TRẦN THỊ THANH THỦY

NGHIấN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY ễ NHIỄM MễI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT BÃI CHễN LẤP CHẤT THẢI RẮN Đễ THỊ KIấU KỴ - GIA

LÂM – HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHềNG CHỐNG

Chuyờn ngành: Địa chất cụng trỡnh

Hμ Néi - 2009

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ một công trình nào khác

Tác giả đề tài

Trần Thị Thanh Thủy

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ, BÃI CHÔN LẤP

CHẤT THẢI RẮN VÀ ẢNH HƯỞNG GÂY Ô NHIỄM CỦA CHÚNG ĐẾN MÔI

TRƯỜNG ĐỊA CHẤT

5

1.1.1 Chất thải rắn 5

1.1.2 Quá trình phân hủy chất thải rắn 6

1.1.3 Sự hình thành nước rỉ rác và thành phần của chúng trong bãi chôn lấp 10

1.2.1 Khái niệm về bãi chôn lấp chất thải rắn 15

1.2.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp chôn lấp 16

1.2.3 Phân loại bãi chôn lấp chất thải rắn 17

1.2.4 Ảnh hưởng gây ô nhiễm của bãi chôn lấp đến môi trường 20

1.2.5 Các chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm môi trường 24

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU

VỰC BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KIÊU KỴ - GIA LÂM

26

rắn Kiêu Kỵ - Gia Lâm

2.2.1 Đặc điểm điều kiện địa lý tự nhiên 29

2.2.2 Đặc điểm điều kiện Địa chất công trình bãi chôn lấp chất thải Kiêu Kỵ -

Gia Lâm

33

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG GÂY Ô NHIỄM BÃI CHÔN LẤP CHẤT

THẢI RẮN ĐÔ THỊ KIÊU KỴ - GIA LÂM – HÀ NỘI VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN

NHÂN

45

3.1.1 Chất lượng nước rỉ rác 46

3.1.2 Chất lượng nguồn nước mặt 49

3.1.3 Chất lượng nước dưới đất 51

CHƯƠNG 4 DỰ BÁO KHẢ NĂNG Ô NHIỄM CỦA BÃI CHÔN LẤP ĐẾN MÔI

TRƯỜNG ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1 Địa chất công trình – Địa kỹ thuật ĐCCT- ĐKT

7 Nước dưới đất NDĐ

8 Vải địa kỹ thuật chống thấm HDPE

9 Bộ khoa học công nghệ môi trường BKHCHMT

10 Bộ xây dựng BXD

12 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

14 Tiêu chuẩn cho phép TCCP

15 Tổng Công ty tư vấn thiết kế Giao thông vận tải TEDI

16 Tài nguyên môi trường TN-MT

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1 Thành phần nước rò rỉ của bãi chôn lấp mới và đã

hoạt động một thời gian

15

2 Bảng 1.2 Phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn 20

3 Bảng 2.1 Tần suất và vận tốc trung bình của gió theo các hướng

8 Bảng 3.2 Kết quả phân tích mẫu nước mặt tại khu vực khảo sát 49

9 Bảng 3.3 Kết quả phân tích mẫu nước dưới đất tại khu vực khảo

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1 Hình 1.1 Quá trình phân hủy sinh học trong bãi chôn lấp 9

2 Hình 1.2 Nước rác phát sinh từ bãi chôn lấp chất thải rắn 13

3 Hình 1.3 Mô hình bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh 16

5 Hình 1.5 Sự ảnh hưởng của bãi chôn lấp đến môi trường 23

6 Hình 2.1 Vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ - Gia Lâm 30

7 Hình 2.2 Bản đồ Địa chất vùng Gia Lâm 35

8 Hình 2.3 Bản đồ Địa chất thủy văn vùng Gia Lâm 39

9 Hình 2.4 Sơ đồ vị trí các lỗ khoan khảo sát ĐCCT 43

10 Hình 2.5 Mặt cắt địa chất công trình khu vực bãi chôn lấp chất

thải Kiêu Kỵ - Gia Lâm

44

11 Hình 3.1 Nước rỉ rác của bãi rác đổ trực tiếp vào môi trường tự

nhiên

48

12 Hình 3.2 Nước giếng khoan tại thôn Ngọc Động – xã Đa Tốn 55

13 Hình 3.3 Sự biến đổi của thuốc trừ sâu trong đất 58

14 Hình 3.4 Khu vực chôn lấp rác thải của bãi chôn lấp Kiêu Kỵ -

16 Hình 4.1 Chu trình nước trong tự nhiên 69

18 Hình 4.3 Sơ đồ lan truyền chất ô nhiễm trong trường hợp nguồn

STT Tên hình Nội dung Trang

22 Hình 4.7 Sơ đồ vùng hệ số thấm sau chỉnh lý và kết quả lớp 1

30 Hình 4.15 Sơ đồ nồng độ ban đầu lớp 1 (tầng qh) tháng 1 năm

2005 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển

94

31 Hình 4.16 Sơ đồ nồng mô hình lớp 1 (tầng qh) tháng 6 năm 2005

theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển

95

32 Hình 4.17 Sơ đồ nồng độ mô hình lớp 1 (tầng qh) tháng 12 năm

2005 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển

95

33 Hình 4.18 Sơ đồ nồng độ dự báo lớp 1 (tầng qh) tháng 12 năm

2010 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển (a, có lớp chống thấm; b, không có lớp chống thấm)

96

34 Hình 4.19 Sơ đồ nồng độ dự báo lớp 1 (tầng qh) tháng 12 năm

2011 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển, (a,

có lớp chống thấm; b, không có lớp chống thấm)

97

35 Hình 4.20 Sơ đồ nồng độ dự báo lớp 1 (tầng qh) tháng 12 năm 98

Thôn Xuân Thụy

STT Tên hình Nội dung Trang

2012 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển, (a,

có lớp chống thấm; b, không có lớp chống thấm)

36 Hình 4.21 Sơ đồ nồng độ dự báo lớp 1 (tầng qh) tháng 12 năm

2013 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển, (a,

có lớp chống thấm; b, không có lớp chống thấm)

99

37 Hình 4.22 Sơ đồ nồng độ dự báo lớp 1 (tầng qh) tháng 12 năm

2014 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển, (a,

có lớp chống thấm; b, không có lớp chống thấm)

100

38 Hình 4.23 Sơ đồ nồng độ dự báo lớp 1 (tầng qh) tháng 12 năm

2015 theo kết quả chỉnh lý mô hình dịch chuyển (a, b, kết quả thể hiện trên diện và mặt cắt khi có lớp chống thấm; c, d, kết quả thể hiện trên diện và mặt cắt khi không có lớp chống thấm)

102

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sự phát triển của Thủ đô Hà Nội là nguyên nhân làm gia tăng mật độ dân số ở khu vực Gia Lâm trong những năm cuối thế kỷ 20 và những năm đầu thế kỷ 21 Là một xã ven đô, Kiêu Kỵ vẫn còn chịu ảnh hưởng mạnh của những tập quán nông thôn Ngoài nghề trồng lúa hiện còn rất phổ biến, Kiêu Kỵ còn được biết tới là một làng nghề truyền thống, một làng nghề thủ công Gần một nửa số hộ gia đình trong

xã đều tham gia vào một hoặc nhiều nghề thủ công như dát vàng quỳ, may da, tái chế bìa các-tông, sản xuất phụ kiện bằng nhựa, kim loại… Nhưng đến nay, cũng giống hầu hết các xã thuộc khu vực bán đô thị của Việt Nam, Kiêu Kỵ bị ảnh hưởng của quá trình phát triển kinh tế của thủ đô và chịu nhiều tác động về mặt sinh thái Ngoài các nghề truyền thống, Kiêu Kỵ đã phát triển nhiều các nghề sản xuất khác, các khu công nghiệp ở các vùng lân cận cũng ngày một nhiều, diện tích đất nông nghiệp dần bị thay thế bởi các nhà máy và khu công nghiệp Tất cả các yếu tố trên

đã làm gia tăng nhanh chóng lượng rác thải khu vực này Tổng lượng rác thải hàng ngày đổ về bãi chôn lấp rác thải Kiêu Kỵ tăng từ vài chục tấn đến hàng trăm tấn/ngày (khoảng 180 tấn/ngày) Lượng rác tăng nhanh đã tác động mạnh đến môi trường, mà chủ yếu là môi trường không khí, môi trường địa chất (đất, nước ngầm)

và thủy quyển (nước mặt, bùn lắng) Về môi trường không khí ta có thể cảm nhận được ngay mùi hôi thối bốc lên ở khu vực bãi rác Vào những ngày mùa hè, gió đã mang mùi rác đi rất xa, làm mất đi bầu không khí trong lành vốn có của làng quê ngày nào Các hộ dân trong khu vực đã kêu ca nhiều do phải thường xuyên hít thở mùi hôi thối từ bãi tập kết rác thải này Còn về môi trường địa chất, đặc biệt là nguồn nước ngầm thì không thấy bằng mắt thường, nhưng mức độ nguy hại của nó

có thể rất trầm trọng nếu không có các đánh giá cụ thể Theo kết quả điều tra, chỉ tính riêng hai thôn Kiêu Kỵ và Xuân Thụy có khoảng 3.000 dân, nguồn nước sinh hoạt của họ chủ yếu là nước giếng khoan tại gia đình, do điều kiện kinh tế nên không có khả năng đầu tư xây dựng bể lọc nước Phương pháp khai thác và lọc thủ công mà họ đang áp dụng là bơm nước trực tiếp từ giếng khoan lên chậu, xô sau

đó lọc qua cát và để nước bay hết mùi hôi rồi dùng làm nước sinh hoạt Cũng chính bởi vậy mà họ thường xuyên mắc các bệnh về mắt (như đau mắt) và mẩn ngứa Vậy nguyên nhân đến từ đâu? Sự ảnh hưởng của bãi chôn lấp rác thải Kiêu Kỵ đến môi trường địa chất trong khu vực như thế nào? Là hai câu hỏi cần phải có lời giải đáp

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu, đánh giá khả năng gây ô nhiễm môi trường địa chất

bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị Kiêu Kỵ - Gia Lâm – Hà Nội và đề xuất giải pháp phòng chống” là cần thiết và có ý nghĩa thực tế

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Điều tra đánh giá hiện trạng, khả năng gây ô nhiễm môi trường địa chất do bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ - Gia Lâm – Hà Nội, đề xuất các giải pháp phòng chống ô nhiễm

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Môi trường địa chất bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ - Gia Lâm – Thành phố Hà Nội và khả năng gây ô nhiễm của nó

Phạm vi nghiên cứu: môi trường địa chất nằm trong phạm vi có thể bị ảnh hưởng của bãi chôn lấp rác thải (theo diện và theo chiều sâu)

4 Nội dung nghiên cứu

Để đánh giá được hiện trạng của bãi chôn lấp này luận văn cần giải quyết những vấn đề sau:

- Tổng quan về chất thải rắn đô thị, bãi chôn lấp chất thải rắn và những ảnh hưởng gây ô nhiễm của chúng đến môi trường địa chất;

- Đặc điểm điều kiện địa lý tự nhiên và địa chất khu vực bãi chôn lấp chất thải rắn

đô thị Kiêu Kỵ - Gia Lâm, bao gồm:

+ Đặc điểm của bãi chôn lấp như: quy mô, thành phần, khối lượng rác thải, các quá trình phân hủy rác, sự hình thành nước rác và ảnh hưởng của chúng đến môi trường địa chất…);

+ Đặc điểm khí tượng thủy văn khu vực như: lượng mưa, lượng bốc hơi, gió và hướng gió chính, nhiệt độ,… có ảnh hưởng đến sự vận hành của bãi chôn lấp và khả năng gây ô nhiễm;

+ Đặc điểm môi trường địa chất phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng bãi chôn lấp chất thải gồm: cấu trúc địa chất, đặc điểm địa chất thủy văn (sự phân bố các tầng chứa nước, mực nước dưới đất, hướng vận động của nước dưới đất), đặc điểm Địa chất công trình (địa tầng phân bố các lớp đất, tính chất vật lý cơ học của các loại đất như thành phần hạt, độ chặt, tính thấm nước, khả năng trao đổi hấp phụ,…)

- Đặc điểm hiện trạng gây ô nhiễm bãi chôn lấp chất thải rắn và phân tích nguyên nhân Trong đó, đi sâu đánh giá hiện trạng môi trường địa chất (môi trường đất, nước ngầm), nước rỉ rác, nước mặt và môi trường không khí, sau đó phân tích nguyên nhân gây ô nhiễm (nếu có);

- Dự báo khả năng ô nhiễm của bãi chôn lấp đến môi trường địa chất và đề xuất giải pháp phòng chống Trong đó, giới thiệu một số cơ sở lý thuyết về phương pháp

dự báo và lập sơ đồ dự báo khả năng ô nhiễm của chất thải đến môi trường địa chất

Từ đó, tác giả đề xuất một số giải pháp phòng chống

5 Phương pháp nghiên cứu

Để đạt được mục đích và nội dung nghiên cứu đặt ra, các phương pháp nghiên cứu được sử dụng bao gồm:

- Phương pháp thu thập, phân tích tài liệu: nhằm tận dụng các tài liệu đã có, phân tích, định hướng nghiên cứu tiếp theo, lập kế hoạch nghiên cứu;

- Phương pháp địa chất truyền thống: khảo sát hiện trường bãi chôn lấp, khoan thăm dò, mô tả thực địa, lấy mẫu đất và nước về nghiên cứu trong phòng Ngoài ra, còn lấy thêm một số mẫu không khí để đánh giá hiện trạng môi trường;

- Phương pháp thực nghiệm: chủ yếu thí nghiệm trong phòng bao gồm thí nghiệm xác định thành phần nước rác, nước ngầm, nước mặt, môi trường đất và môi trường không khí để từ đó có cơ sở so sánh với các Tiêu chuẩn Việt Nam và đánh giá khả năng ô nhiễm;

- Phương pháp tính toán: ứng dụng tin học trong quá trình xử lý, tổng hợp và phân tích số liệu, lập mô hình dòng chảy và dịch chuyển chất bẩn trong nước ngầm từ đó đưa ra sơ đồ dự báo khả năng ô nhiễm môi trường địa chất khu vực lân cận xung quanh bãi rác;

- Tổng hợp các kết quả nghiên cứu và viết báo cáo luận văn

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Các kết quả nghiên cứu về hiện trạng bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị Kiêu Kỵ - Gia Lâm, sơ đồ dự báo khả năng ô nhiễm cũng như một số giải pháp xử lý ô nhiễm được sử dụng để Công ty Môi trường đô thị Gia Lâm tham khảo, quản lý và xử lý cho bãi chôn lấp;

- Các kết quả này cũng có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo để định hướng trong việc quy hoạch quản lý môi trường và thiết kế xây dựng các bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh khác cho các đô thị ở Việt Nam;

- Kết quả nghiên cứu còn được sử dụng làm tài liệu tham khảo phục vụ đào tạo cho sinh viên ngành Địa sinh thái và công nghệ môi trường;

- Là cơ sở để hoàn thiện, đánh giá tác động môi trường của các bãi chôn lấp chất thải rắn.x

7 Cơ sở tài liệu của luận văn

Luận văn này được hoàn thành dựa trên cơ sở tài liệu khảo sát hiện trường do tác giả thực hiện tại bãi chôn lấp và xử lý phế thải đô thị Kiêu Kỵ - Gia Lâm và tiến hành một số thí nghiệm tại phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật Tediport – Công ty Tư vấn xây dựng Cảng đường thủy, phòng thí nghiệm Hóa phân tích – Viện Địa chất

và phòng thí nghiệm Địa sinh thái và công nghệ môi trường – Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội

Ngoài ra, luận văn còn tham khảo và sử dụng một số tài liệu có liên quan đến đề tài đã được một số tác giả nghiên cứu và công bố

8 Cấu trúc của luận văn

Luận văn hoàn thành ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị gồm 4 chương chính được trình bày trong: 100 trang với 16 bảng và 38 hình vẽ

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất công trình – Trường Đại học Mỏ

- Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đỗ Minh Toàn

Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, học viên luôn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy hướng dẫn, các thầy cô trong Bộ môn Địa chất công trình và bạn bè đồng nghiệp Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến các cá nhân và tập thể đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đỗ Minh Toàn

- Chất thải rắn thông thường là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ trong các hoạt động kinh tế – xã hội của mình bao gồm chất thải rắn sinh hoạt và chất thải rắn công nghiệp Chất thải rắn phát sinh trong sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi công cộng được gọi chung là chất thải sinh hoạt Chất thải rắn phát sinh trong hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề, kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt động khác được gọi chung là chất thải rắn công nghiệp

- Chất thải nguy hại là chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất mang một trong các đặc tính gây nguy hại trực tiếp (dễ cháy, dễ nổ, làm ngộ độc, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm và các đặc tính nguy hại khác) hoặc tương tác với các chất khác gây nguy hại tới môi trường và sức khỏe con người

Nhìn chung, chất thải rắn khi được đổ vào bãi chôn lấp chịu đồng thời cùng một lúc những biến đổi sinh học, lý học, hóa học bao gồm:

+ Phân rã sinh học các chất hữu cơ, có thể phân hủy hiếu khí hoặc kỵ khí, sản sinh ra các sản phẩm khí và lỏng;

+ Sự oxy hóa hóa học các vật liệu;

+ Sự thoát khí từ bãi chôn lấp và sự khuyếch tán ngang của khí xuyên qua bãi chôn lấp;

+ Sự di chuyển của chất lỏng gây ra bởi sự khác nhau về cột áp;

1.1.2 Quá trình phân hủy chất thải rắn

Sự phân hủy và ổn định ở bãi chôn lấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: sự phân hủy chất thải, mức độ nén chặt, độ ẩm hiện tại, sự có mặt của các chất ức chế, tốc độ di chuyển của nước và nhiệt độ Bởi vì những mối ảnh hưởng qua lại giữa các yếu tố nên khó có thể xác định được tình trạng của bãi chôn lấp ở bất kỳ thời điểm nào Thông thường tốc độ của các phản ứng hóa học và sinh học ở bãi chôn lấp gia tăng cùng với sự gia tăng nhiệt độ, độ ẩm cho đến khi đạt đến một giới hạn nhất định nào đó

Nhìn chung, các quá trình sinh hóa diễn ra ở các bãi chôn lấp chủ yếu do hoạt động của vi sinh vật, chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho các hoạt động sống của mình Các loại vi sinh vật gồm: vi khuẩn, nấm men và nấm mốc Các loại vi khuẩn và nấm đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy các hợp chất Bản chất của quá trình sinh hóa được diễn ra theo 5 giai đoạn Tuy nhiên, cách phân chia này chỉ mang tính tương đối bởi vì trong quá trình phân hủy không bao giờ xảy ra theo từng giai đoạn một mà những sản phẩm sinh ra từ giai đoạn trước sẽ được sử dụng làm nguyên liệu cho giai đoạn tiếp theo cho đến khi tạo thành sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy:

- Giai đoạn I (giai đoạn thích nghi): giai đoạn này diễn ra chỉ một thời gian ngắn sau khi bãi rác đi vào hoạt động, kéo dài từ một vài ngày đến vài tháng phụ thuộc vào tốc độ phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp Trong giai đoạn này, quá trình phân hủy hiếu khí bắt đầu diễn ra Khi đó, các chất hữu cơ dễ phân hủy sẽ bị phân hủy sinh học trước Chúng sẽ bị oxy hóa thành dạng đơn giản như protein, tinh bột, chất béo và một lượng nhất định cenlulo Ở quá trình này, các vi sinh vật tiếp nhận một lượng năng lượng rất lớn và vì thế có tồn tại một lượng năng lượng đáng

kể ở dạng nhiệt Lượng nhiệt tạo thành càng ngày càng tăng, giá trị nhiệt độ lên tới

60 – 700C làm cho các phản ứng hóa học xảy ra mạnh mẽ

- Giai đoạn 2 (giai đoạn chuyển pha): trong giai đoạn này, hàm lượng oxy trong bãi chôn lấp giảm dần và điều kiện kỵ khí bắt đầu hình thành Khi môi trường trong bãi chôn lấp 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 N2

và H2S Quá trình khử này xảy ra trong điều kiện oxy hóa khử dao động trong khoảng -50 đến -100mV Khí CH4 được tạo thành khi điện thế oxy hóa khử dao động trong khoảng -150 đến -300mV Khi điện thế oxy hóa khử tiếp tục giảm, tập hợp vi sinh vật chuyển hóa các chất hữu cơ có trong chất thải rắn thành CH4 và CO2

bắt đầu chuyển sang giai đoạn III, bước đầu chuyển hóa các chất hữu cơ phức tạp thành các axit hữu cơ và các sản phẩm trung gian Trong giai đoạn này, pH của nước rò rỉ bắt đầu giảm do sự có mặt của axit hữu cơ và ảnh hưởng của khí CO2

sinh ra trong bãi chôn lấp

- Giai đoạn III (lên men axit): với sự tham gia của các vi sinh vật hình thành ở giai đoạn II, tốc độ tạo thành các axit hữu cơ tăng nhanh Bước đầu tiên của giai đoạn này liên quan đến quá trình thủy phân các hợp chất cao phân tử nhờ các enzim trung gian thành các hợp chất đơn giản hơn thích hợp cho vi sinh vật sử dụng làm nguồn cung cấp năng lượng và cacbon cho tế bào của chúng Bước tiếp theo là quá trình lên men axit, xảy ra sự biến đổi các hợp chất đã hình thành ở trên thành các chất trung gian phân tử lượng thấp hơn Khí CO2 là khí chủ yếu hình thành trong giai đoạn này và một lượng nhỏ H2S cũng được hình thành pH của nước rò rỉ giảm xuống đến giá trị < 5 do sự có mặt của axit hữu cơ và CO2 trong bãi chôn lấp BOD5, COD và độ dẫn điện tăng lên đáng kể do sự hòa tan các axit hữu cơ vào trong nước rò rỉ Do pH thấp nên một số thành phần vô cơ, chủ yếu là kim loại nặng

sẽ bị hòa tan trong giai đoạn này Nhiều thành phần dinh dưỡng cơ bản cũng sẽ bị rửa trôi khỏi bãi chôn lấp Thời gian tồn tại của giai đoạn này rất khác nhau phụ thuộc vào tốc độ hình thành các thấu kính nước rác, có thể là một số tháng, có thể vài năm hoặc lâu hơn phụ thuộc vào khả năng thoát nước của vật liệu đáy bãi

Thông thường, nếu đáy bãi là đất loại sét thì thời gian kéo dài khoảng 3 – 4 năm còn nếu là cát thì 6 – 8 năm

- Giai đoạn IV (tạo khí Metan): trong giai đoạn này, nhóm vi sinh vật thứ hai

sẽ chuyển hóa axitacetic và H2 hình thành từ giai đoạn trước thành CH4 và CO2 Các

vi khuẩn khử sunfat và vi khuẩn tạo methane là những vi khuẩn thuộc nhóm vi sinh vật kỵ khí bắt buộc Có hai nhóm vi sinh vật chủ yếu tham gia vào quá trình tạo methane: phần lớn là nhóm các vi sinh vật từ khí Nitơ và khí CO2, còn một phần nhỏ là những vi sinh vật tạo methane từ axit acetic Trong tổng lượng khí methane tạo thành từ bãi chôn lấp thì có tới 70% được tạo thành từ axit acetic Nếu như tồn tại nhiều sunfat trong các ô rác chôn lấp thì các vi khuẩn khử sunfat sẽ mang tính trội hơn vi khuẩn methane và như vậy sẽ không tạo ra khí methane Giai đoạn này thường bắt đầu ở phần trung tâm của bãi thải khi giá trị Eh lên đến 200 – 300mV và

pH từ 7 – 7,5 Trong đại đa số các trường hợp, khí CH4 chiếm khoảng 60 – 70% còn

CO2 chiếm 30 – 40% Giá trị BOD5, COD, nồng độ kim loại nặng và độ dẫn điện nước rò rỉ giảm xuống, trong đó BOD5 và COD có thể giảm từ 3,5x104 xuống 1,5x104mg/l Còn NH4 và Nitơ hữu cơ tăng nhanh từ vài mg/l đến hàng nghìn mg/l

để tạo ra thế năng ô nhiễm mạnh và lâu dài Tuy nhiên, trong nước rò rỉ vẫn chứa một số ion kim loại Cường độ của các phản ứng hóa học ở giai đoạn này giảm xuống do nhiệt độ bãi rác giảm xuống 40 – 600C

Trong giai đoạn này các quá trình hấp phụ anion, hydrat hóa, rửa lũa chất kết dính và lấp nhét tắt dần, còn các quá trình hấp phụ và trao đổi cation vẫn giữ nguyên ưu thế Như vậy có thể thấy, trong giai đoạn này các quá trình hóa lý, sinh học diễn ra với cường độ không mạnh, không có những biến đổi rõ rệt về kiến trúc - cấu tạo của đất cũng như tính chất vật lý của chúng trong đó có tính thấm

- Giai đoạn 5 (Giai đoạn ổn định): giai đoạn này xảy ra khi các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học được chuyển hóa thành CH4 và CO2 Khi lượng ẩm tiếp tục thấm vào phần chất thải mới thêm vào, quá trình chuyển hóa lại tiếp tục diễn ra Tốc độ sinh khí giảm xuống đáng kể trong giai đoạn này vì hầu hết các chất dinh dưỡng đã

bị rửa trôi theo nước rò rỉ ở giai đoạn trước và các chất còn lại hầu hết là các chất có

khả năng phân hủy sinh học chậm Các sản phẩm chính hình thành trong giai đoạn này chủ yếu là khí CH4, hydrocacbon dễ bay hơi và các hợp chất hữu cơ của các kim loại nặng, chúng thâm nhập vào đới thoáng khí ở ngoài hàng rào của bãi chôn lấp đến những khoảng cách tương đối xa Toàn bộ rác thải trong giai đoạn này nằm trong vùng yếm khí, các quá trình trong giai đoạn này là phân hóa sunfat, chuyển hóa nitrat NO3 thành Nitrit NO2 và amoni NH4, thành tạo các khoáng chất hữu cơ Các quá trình hấp phụ, trao đổi cation, trao đổi chất ở tầng lót đáy tắt dần Có thể thấy, đây là quá trình ổn định và tắt dần các quá trình phân hủy vật chất hữu cơ, bắt đầu từ thời điểm che phủ bãi rác bằng vật liệu đầm nện và trồng cây xanh, kéo dài trong khoảng 30 – 50 năm phụ thuộc vào chiều dày của lớp rác Nhiệt độ của bãi thải giảm dần từ 25 – 300C ở thời kỳ đầu của giai đoạn này đến nhiệt độ trung bình năm của các lớp đất trong khu vực

Hình 1.1 Quá trình phân hủy sinh học trong bãi chôn lấp

Fe, Zn, Cu Axit béo bốc hơi Thành phần khí

Thành phần nước rác

1.1.3 Sự hình thành nước rỉ rác và thành phần của chúng trong bãi chôn lấp

1.1.3.1 Sự hình thành nước rỉ rác

Nước rỉ rác có thể được định nghĩa là chất lỏng thấm qua chất thải rắn và có chứa nhiều chất hòa tan và lơ lửng từ chất thải rắn đó Sự có mặt của nước trong bãi chôn lấp có cả mặt tích cực lẫn mặt tiêu cực cho hoạt động của bãi chôn lấp Nước rất cần cho các quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong bãi chôn lấp để phân hủy chất thải rắn Mặt khác, nước tạo ra cũng thấm xuống các tầng đất nằm dưới bãi chôn lấp gây ô nhiễm đến các tầng nước ngầm và có thể ảnh hưởng đến nguồn nước

ăn uống, sinh hoạt Việc hình thành nước rò rỉ trong bãi chôn lấp chủ yếu là do các quá trình:

- Đầm nén: rác sau khi được đổ vào bãi chôn lấp thường được đầm nén để làm giảm thể tích của rác, tăng khả năng chứa của bãi Do rác thải hiện nay có độ ẩm rất cao, đến 70% nên chính từ quá trình này lượng nước tự do có trong rác thải cũng được tách ra;

- Phân hủy sinh học: nước rác được sinh ra do quá trình phân hủy sinh học (hiếu khí và kỵ khí) các thành phần hữu cơ trong chất thải rắn;

- Nước bên ngoài: nước bên ngoài thấm vào bãi chôn lấp thường rất lớn, theo một số con đường sau:

+ Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác: trường hợp này phát sinh chủ yếu khi đáy bãi chôn lấp nằm thấp hơn mực nước ngầm, khi đó nước ngầm

sẽ thấm vào bổ sung cho nước rác;

+ Nước có thể rỉ vào qua các cạnh (vách) của ô chôn lấp: đây là lượng nước phát sinh cũng do nước ngầm nằm nông, thấm qua các cạnh của ô chôn lấp;

+ Nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống ô chôn lấp: thông thường các bãi chôn lấp đều tận dụng các nơi có địa hình thấp hoặc phải đào xuống một độ sâu nào đó Như vậy, nếu bãi rác không xây dựng hệ thống thoát nước mặt hợp lý thì khi đó các ô chôn chất thải chính là nơi chứa đựng nước của các dòng mặt ở xung quanh chảy vào và tham gia sự hình thành nước rác

+ Nước mưa rơi xuống khu vực chôn lấp chất thải rắn trước khi được phủ đất hoặc trước khi ô chôn lấp đóng lại: đây là lượng nước rác chủ yếu gây ô nhiễm môi trường Trong trường hợp cường độ mưa lớn thì nước rác tạo ra nhiều, gây ảnh hưởng lớn đến môi trường

Nước rỉ rác hình thành sẽ tạo ra ở trong thân bãi thải một lượng lớn nước rác

có nồng độ khoáng chất rất cao, nước rác sẽ dịch chuyển dần xuống đới thoáng khí dưới đáy bãi rác Nếu dưới đáy bãi rác tồn tại tầng chắn nước tốt hoặc thấm nước yếu thì bắt đầu quá trình hình thành các thấu kính nước rác, xuất hiện hiện tượng keo lắng dưới đáy bãi do quá trình vật lý, hóa học và vi sinh học Trong số các quá trình vật lý thì quá trình quan trọng hơn cả là lắng đọng và xâm nhập của hạt keo vào các khe rỗng của đất, lấp đầy các khe rỗng và làm giảm khả năng thấm của đất Các thấu kính nước rác là môi trường lý tưởng để nuôi dưỡng vi khuẩn, vi trùng sinh trưởng Sự hình thành của các thấu kính nước rác và chiều dày của chúng phụ thuộc vào điều kiện địa chất, khí hậu cũng như các giải pháp thu gom nước Nước rác chứa đựng các kim loại nặng ở dạng các cation thủy hóa tự do, các loại oxit, hydroxit, các hợp chất hữu cơ, vô cơ khác nhau sẽ thâm nhập xuống và tương tác với đất đá trong đới thoáng khí dưới đáy bãi rác Đặc điểm và cường độ tương tác phụ thuộc vào thành phần khoáng vật của đất đá và thành phần hóa học của nước rác

Nếu đáy bãi thải là đất loại cát thì cơ chế ô nhiễm chủ yếu là thấm đẩy trong lỗ rỗng theo định luật Dacxy còn khuyếch tán hầu như không đáng kể Còn nếu đáy bãi thải là đất loại sét thì tồn tại 2 cơ chế thấm đẩy trong lỗ rỗng và khuyếch tán Đất có hàm lượng sét càng nhiều thì thấm đẩy càng giảm mà quá trình khuyếch tán

càng tăng Khi hệ số thấm K khoảng 10-10 – 10-7 m/s thì nước tồn tại trong đất toàn

bộ là nước liên kết, lúc đó quá trình lan truyền ô nhiễm chủ yếu là khuyếch tán Trong đất loại cát tương tác của nước rác với thành phần khoáng vật của đất không đáng kể mà vai trò chủ yếu làm biến đổi thành phần hóa học của nước rác là quá trình trao đổi chất xảy ra ở trong chính nước rác Các quá trình xảy ra trong nước rác rất khác nhau ở dạng các phản ứng hóa học như: phân hủy, oxy hóa, thay thế, liên kết, ghép nhóm… Các thành phần hóa học tồn tại trong nước rác có thể chia thành 2 loại: bảo toàn và không bảo toàn Các thành phần bảo toàn không tham gia các phản ứng hóa học, kém năng động, chúng xâm nhập vào nước ngầm và tồn tại ở đó đúng ở dạng mà chúng tạo ra trong bãi thải, ví dụ Cl-, Br-, NO3-,…, các liên kết của chúng thường rất dễ hòa tan vào trong nước Các thành phần không bảo toàn

có khả năng hòa tan kém, nhưng tham gia tích cực vào các phản ứng hóa học để tạo

ra các hợp chất tổng hợp khác mà trong nhiều trường hợp các hợp chất này lại bị phân hủy một phần hoặc hoàn toàn để tạo ra các sản phẩm trung gian độc hại hoặc không độc hại Thuộc nhóm này bao gồm các hợp chất vô cơ, hữu cơ, trong đó có

cả hydrocacbon

Trong đất loại sét tồn tại cả hai quá trình thấm đẩy và khuyếch tán hoặc chỉ có khuyếch tán nên các quá trình hóa học xảy ra phức tạp hơn rất nhiều, có cả những quá trình thuận lợi và không thuận lợi cho việc trao đổi chất Tương tác của nước rác với thành phần khoáng vật sét có thể tạo ra sự biến đổi về kiến trúc – cấu tạo của đất sét, phá hủy cấu trúc của các khoáng vật sét, rửa lũa các chất kết dính và lấp nhét, dẫn đến làm thay đổi tính chất của đất, trong đó có cả tính thấm

Quá trình bão hòa đới thoáng khí bằng nước rác và hiện tượng keo lắng ở đáy bãi làm gia tăng dần các thấu kính nước rác dẫn đến việc hình thành tầng nước nhân sinh chiếm cứ toàn bộ diện tích bãi thải và khu vực xung quanh làm ô nhiễm, hóa dẻo, hóa lầy môi trường đất Sự hình thành tầng nước ngầm nhân sinh sẽ dồn đẩy và thu hẹp vùng hiếu khí lên phần trên của bãi thải

Hình 1.2 Nước rác phát sinh từ bãi chôn lấp chất thải rắn

Khi vượt qua được tầng lót đáy nước rác xâm nhập vào nước ngầm hình thành nên dị thường ô nhiễm dưới đáy bãi rác Dị thường này phát sinh trong cát có nguồn gốc sông, thành phần hạt và độ thấm nước thay đổi theo các hướng thì hình dạng của dị thường rất phức tạp Kích cỡ của dị thường ô nhiễm phụ thuộc vào kích cỡ của bãi thải, dung lượng và thành phần chất thải, chiều dày tầng thấm nước và vận tốc vận động của nước ngầm Các số liệu về kích thước các vùng dị thường ô nhiễm hiện tại rất ít, theo một số tài liệu thì kích thước trung bình vùng dị thường dưới đáy bãi từ 200 – 300m đối với bãi rác nhỏ và có thể đạt tới 3000m đối với bãi rác lớn

1.1.3.2 Thành phần của nước rỉ rác trong bãi chôn lấp

Nước rỉ rác thường có chứa nhiều tạp chất hóa học Do đó, khi nước rỉ rác thấm xuyên qua chất thải rắn đang bị phân hủy bên dưới bãi rác sẽ mang theo các phần tử hóa học và các chất sinh học Các nghiên cứu về thành phần hóa học của nước rỉ rác cho thấy giá trị nồng độ của nhiều thành phần thay đổi trong phạm vi rất rộng

Việc tổng kết và đặc trưng hóa thành phần nước rác rất khó vì một loạt các điều kiện tác động lên sự hình thành của nước rác như thời gian chôn lấp, khí hậu,

- Các hợp chất của Nitơ: bao gồm Amon, Nitơ hữu cơ, muối Nitrat tồn tại dưới dạng NH4+, Nitrit NO2-, Nitrat NO3- NH4+ trong nước dưới đất bình thường rất nhỏ (phần trăm hoặc phần mười mg/l) Nếu NH4+ đạt tới một vài mg/l chứng tỏ nước đã

bị nhiễm bẩn hữu cơ vì NH4+ thành tạo do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc động thực vật nên nó không bền Nếu trong nước tồn tại NH4+ và NO2-

chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm Còn NO3- là sản phẩm oxy hóa cuối cùng của Nitơ chứng tỏ nhiễm bẩn của nước đã từ lâu

- Kim loại nặng: là chất gây nguy hiểm cho môi trường như Asen, thủy ngân, Cadimi… Kim loại nặng thường ở dạng các hợp chất khác nhau và đi kèm theo các ion Cl-, SO42-, Br-, CO32-, Fe2+, I-… Nếu các ion phụ này tăng lên thì các kim loại nặng ở dạng hợp chất cũng tăng lên

- Vi sinh vật (vi khuẩn nhiễm bệnh): được biểu hiện bởi hàm lượng các vi khuẩn gây bệnh (vi trùng) có trong nước, cụ thể là hàm lượng tổng Coliform

Như vậy có thể thấy rằng, nước rò rỉ có chứa nhiều chất hòa tan và có thể có cả

vi khuẩn gây bệnh di chuyển xâm nhập xuống nguồn nước ngầm làm cho nguồn nước ngầm bị ô nhiễm nặng Sự ô nhiễm này cũng xảy ra tương tự đối với nguồn nước mặt Chính bởi vậy, để tránh ô nhiễm môi trường địa chất thì các cơ quan quản lý có thẩm quyền nên đề ra những biện pháp nghiêm ngặt để quản lý nước rò

rỉ từ bãi chôn lấp rác và có sự giám sát tốt

Bảng 1.1 Thành phần nước rò rỉ của bãi chôn lấp mới

và đã hoạt động một thời gian Nguồn [10]

Giá trị, mg/l Bãi chôn lấp hoạt động 2 năm Thành phần

Bãi chôn lấp hoạt động hơn 10 năm

1.2 TỔNG QUAN VỀ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN

1.2.1 Khái niệm về bãi chôn lấp chất thải rắn

Chôn lấp chất thải là hành động đổ chất thải vào khu đất đã được chuẩn bị

trước Chôn lấp được coi là phương pháp thải bỏ chất thải rắn kinh tế nhất và chấp

nhận được về mặt môi trường Ngay cả khi áp dụng các biện pháp giảm thiểu lượng chất thải hay tái chế, tái sử dụng thì việc thải bỏ phần chất thải còn lại ra bãi chôn lấp vẫn là một khâu quan trọng trong chiến lược quản lý tổng hợp chất thải rắn Bãi chôn lấp chất thải rắn là một diện tích hoặc một khu đất được quy hoạch, lựa chọn, thiết kế, xây dựng để thải bỏ chất thải rắn Bãi chôn lấp bao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm và các công trình phụ trợ khác nhau như trạm xử lý nước rác, khí thải, cung cấp điện nước và văn phòng điều hành,…

Hình 1.3 Mô hình bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh

1.2.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp chôn lấp

Hiện nay, phương pháp chôn lấp chất thải rắn được sử dụng phù hợp với những nơi có diện tích rộng Phương pháp này có thể xử lý được tất cả các loại chất thải kể cả các chất thải rắn mà những phương pháp khác không thể xử lý triệt để hoặc không thể xử lý được Không những thế, bãi chôn lấp sau khi đóng cửa còn có

Lớp rác không bão hòa

Lớp lót đáy

Lớp thấm nước Trạm quan trắc

TẦNG NƯỚC NGẦM

thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như bãi đỗ xe, sân chơi hay làm công viên… Sử dụng phương pháp này có chi phí đầu tư ban đầu và chi phí hoạt động của bãi chôn lấp thấp hơn nhiều so với những phương pháp khác

Tuy nhiên, việc xử lý chất thải bằng phương pháp chôn lấp cũng có những mặt hạn chế nhất định như: tốn rất nhiều diện tích đất nhất là những nơi tài nguyên đất còn khan hiếm, là nguồn lây lan các dịch bệnh do sự hoạt động của ruồi, nhặng và các loại côn trùng khác, làm ảnh hưởng đến cảnh quan, sinh thái và thẩm mỹ Ngoài

ra, chúng còn gây ô nhiễm trầm trọng đến môi trường địa chất (đất, nước ngầm) nếu không được xử lý chống thấm đúng tiêu chuẩn và môi trường không khí xung quanh khu vực xây dựng bãi

1.2.3 Phân loại bãi chôn lấp chất thải rắn

Hiện nay có rất nhiều hệ thống và quan điểm phân loại bãi chôn lấp chất thải rắn khác nhau, bao gồm:

1.2.3.1 Phân loại theo hình thức chôn lấp

- Bãi hở: đây là phương pháp xử lý chất thải rẻ tiền nhất, chỉ tốn chi phí cho công việc thu gom và vận chuyển rác từ nơi phát sinh đến bãi rác Bãi chôn lấp kiểu này thường gây mất mỹ quan khu vực, phát sinh mùi hôi thối, là môi trường thuận lợi cho các động vật gặm nhấm, các loài côn trùng sinh sôi nảy nở, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người Ngoài ra, nước rỉ rác phát sinh ở các bãi chôn lấp hở thường không được thu gom nên thấm xuống các tầng đất bên dưới gây ô nhiễm nguồn nước ngầm hoặc tạo thành dòng chảy tràn gây ô nhiễm nguồn nước mặt Có thể nói đây là phương pháp cổ điển đã được áp dụng từ rất lâu và cho đến nay vẫn đang được áp dụng rất nhiều nơi tại nước ta

- Chôn dưới biển: chất thải được vận chuyển ra biển và chôn sâu xuống độ sâu tối thiểu 30,5m Tuy nhiên, biện pháp này được đánh giá là không có hiệu quả do việc thải bỏ quá mức gây tác động lớn đến lớp vi sinh vật cũng như lớp thực vật đáy, ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn của hệ sinh vật biển Vì vậy, trên thế giới hiện nay phương pháp này ít được sử dụng

- Bãi chôn lấp hợp vệ sinh: đây là phương pháp được nhiều đô thị trên thế giới

áp dụng cho quá trình xử lý rác thải của mình Bãi chôn lấp hợp vệ sinh được thiết

kế để đổ bỏ chất thải sao cho mức độ gây độc hại đến môi trường là nhỏ nhất Tại đây, chất thải rắn được đổ bỏ vào các ô chôn lấp của bãi chôn lấp sau đó được nén

và bao phủ bằng một lớp đất dày khoảng 1,5cm hoặc vật liệu bao phủ ở cuối mỗi ngày Khi bãi chôn lấp hợp vệ sinh đã sử dụng hết công suất thiết kế của nó, một lớp đất hay vật liệu bao phủ sau cùng dày khoảng 60cm được phủ lên trên Bãi chôn lấp hợp vệ sinh được xây dựng hệ thống thu và xử lý nước rò rỉ, khí thải Sau khi đóng bãi, chúng có thể được xây dựng thành các công viên, khu vui chơi, sân vận động, sân golf hay các công trình nghỉ ngơi giải trí Hiện nay, ở những khu vực có đất trống thì bãi chôn lấp loại này thường là phương pháp kinh tế nhất cho việc đổ

bỏ chất thải với chi phí đầu tư và hoạt động thấp

1.2.3.2 Phân loại theo chất thải rắn tiếp nhận

- Bãi chôn lấp khô: là bãi chôn lấp các chất thải thông thường (rác sinh hoạt, rác đường phố và rác công nghiệp)

- Bãi chôn lấp ướt: là bãi chôn lấp dùng để chôn lấp chất thải dưới dạng bùn nhão

- Bãi chôn lấp hỗn hợp khô, ướt: là nơi dùng để chôn lấp chất thải thông thường

và cả bùn nhão Đối với các ô dành để chôn lấp ướt và hỗn hợp bắt buộc phải tăng khả năng hấp thụ nước rác của hệ thống thu nước rác, không để cho nước rác thấm đến nước ngầm

1.2.3.3 Phân loại theo kết cấu bãi chôn lấp

- Bãi chôn lấp nổi: là bãi chôn lấp xây nổi trên mặt đất ở những nơi có địa hình bằng phẳng hoặc không dốc lắm (vùng đồi gò) Chất thải được chất thành đống cao trên 15m Trong trường hợp này, xung quanh bãi chôn lấp phải có các đê không thấm để ngăn chặn nước rác xâm nhập vào nước mặt xung quanh và ngược lại

- Bãi chôn lấp chìm: là loại bãi mà các chất thải được chôn chìm dưới mặt đất, sử dụng các hố tự nhiên (do sụt lún kiến tạo tạo nên) hoặc hố nhân tạo (hố đã khai thác đất, mỏ…) hoặc chủ động đào mương rãnh để chứa chất thải Kiểu này thường thích hợp cho cùng đồi, núi, vùng mỏ vì những vùng này có mực nước ngầm nằm sâu

Nhưng cũng cần chú ý không được xây dựng ở gần những nơi có mạch nước ngầm

sử dụng làm nguồn nước phục vụ cho ăn uống sinh hoạt

Hình 1 Bãi chôn lấp nổi

Hình 1.4 Mô hình chôn lấp chất thải

- Bãi chôn lấp kết hợp: là loại bãi xây dựng nửa chìm, nửa nổi Sau khi đã lấp hết

độ sâu của hố, mương rãnh, chất thải tiếp tục được đổ và chôn lấp để tạo thành các

gò rác cao Kiểu kết hợp này là thông dụng nhất và có thể thực hiện ở trong các điều kiện địa hình khác nhau, song thích hợp nhất là cho vùng đồi núi vì dạng địa hình này thường dốc nên kết hợp một phần bãi chôn lấp nổi và một phần bãi chôn lấp chìm

- Bãi chôn lấp ở khe núi: là loại bãi đươc hình thành bằng cách tận dụng khe núi ở các vùng núi, đồi cao

1.2.3.4 Phân loại theo quy mô bãi chôn lấp

Quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị phụ thuộc vào quy mô của đô thị như dân số, lượng chất thải phát sinh, đặc điểm của chất thải rắn… Theo thông tư liên tịch số 01/2001/TTLT-BKHCNMT-BXD: Hướng dẫn các quy định về bảo vệ môi trường đối với việc lựa chọn địa điểm, xây dựng và vận hành bãi chôn lấp chất thải rắn, quy mô của bãi chôn lấp được chia theo bảng 1.2

Bảng 1.2 Phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn

STT Loại bãi Dân số đô thị hiện tại Lượng rác

(tấn/năm)

Diện tích bãi (ha)

1.2.4 Ảnh hưởng gây ô nhiễm của bãi chôn lấp đến môi trường

Bãi chôn lấp chất thải sinh hoạt là một nguồn gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường nói chung và môi trường địa chất nói riêng

1.2.4.1 Ảnh hưởng đến môi trường đất

Đất được xem là một nơi tiếp nhận chủ yếu của những sản phẩm và hóa chất thải được sử dụng trong xã hội hiện đại của chúng ta Khi các chất này được đưa vào trong đất quá trình vận chuyển và chuyển hóa chúng trở thành một chu trình ảnh hưởng đến tất cả các hình thức của đời sống trong môi trường đất

Trong bãi chôn lấp rác thải, các chất thải hữu cơ sẽ được vi sinh vật phân hủy trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí, với độ ẩm thích hợp sẽ tạo ra hàng loạt các sản phẩm trung gian, cuối cùng hình thành các chất khoáng đơn giản, nước, CO2 và

CH4… Với một lượng rác thải và nước rò rỉ vừa phải thì khả năng tự làm sạch của môi trường đất sẽ phân hủy các chất này trở thành các chất ít ô nhiễm hoặc không ô

nhiễm Nhưng với lượng rác thải lớn vượt quá khả năng tự làm sạch của đất thì môi trường đất sẽ trở nên quá tải và bị ô nhiễm Nhìn chung, đất tại các bãi chôn lấp chất thải sinh hoạt đều có độ mùn rất cao, nhiều chỗ còn bị ô nhiễm kim loại nặng và những chất độc hại khác Khi đó, tính chất của đất bị thay đổi gây ảnh hưởng đến quỹ đất phục vụ dân sinh Ngoài ra, các chất ô nhiễm này cùng với kim loại nặng, các chất độc hại và các vi trùng theo nước trong đất chảy xuống tầng nước ngầm, góp phần làm ô nhiễm nước ngầm Chúng còn đi vào chuỗi thức ăn qua đó xâm nhập và tích tụ trong cơ thể người, ở một liều lượng nhất định, các tác nhân này sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người như gây ung thư, ngộ độc, các bệnh về đường tiêu hoá và tim mạch

1.2.4.2 Ảnh hưởng đến môi trường nước

Một trong những mối đe dọa lớn nhất tại các bãi chôn lấp rác thải là khả năng

ô nhiễm môi trường nước do nước rác rò rỉ Nước rác chứa các chất hữu cơ và vô cơ (đặc biệt là các kim loại nặng), các chất rắn lơ lửng, các thành phần hòa tan của rác

và các sản phẩm của quá trình phân hủy rác do hoạt động của vi sinh vật Nước rác thường có nồng độ các chất ô nhiễm rất cao, gấp 20 – 30 lần nước thải bình thường

Do đó, nếu nước rác bị rò rỉ sẽ tác động mạnh đến chất lượng nước dưới đất và nước mặt Vì vậy, giữ an toàn nguồn nước và vệ sinh môi trường là vấn đề quan trọng khi xây dựng bãi chôn lấp Tác động của chúng đến môi trường nước cụ thể như sau:

ƒ Ảnh hưởng đến nguồn nước mặt: sự ô nhiễm các nguồn nước mặt như sông

hồ, suối, mương có thể xảy ra tại khu vực khi xây dựng bãi chôn lấp chất thải rắn Nguyên nhân của sự ô nhiễm là do nước rỉ rác chưa qua xử lý chảy tràn hoặc chảy theo chỗ trũng vào nguồn nước mặt mang theo các chất ô nhiễm gây tác động xấu đến chất lượng nguồn nước này

ƒ Ảnh hưởng đến chất lượng nước dưới đất: tác động của nước rỉ rác đối với nước dưới đất là hết sức quan trọng Ở những khu vực có lượng mưa thấp (vùng khô) thì ảnh hưởng của nước rác không đang ngại, nhưng đối với các khu vực có

lượng mưa trung bình năm cao thì chúng lại có rất nhiều tác động xấu Các chất trong nước thải thấm từ bãi chôn lấp có thể phân thành 4 loại sau:

- Các ion và nguyên tố thông thường như: Ca, Mg, Fe, Na…

- Các kim loại nặng có vết như: Mn, Cr, Ni, Pb, Cd;

- Các hợp chất hữu cơ độc hại và các vi sinh vật

Ảnh hưởng của các chất hữu cơ trong nước dưới đất sẽ rất lâu dài do tốc độ oxy hóa chúng rất chậm (oxy hòa tan ít) Nước dưới đất bị ô nhiễm sẽ không thích hợp cho việc sử dụng làm nguồn nước cấp cho tương lai Tuy nhiên, ảnh hưởng của nước rác xuống nước dưới đất còn phụ thuộc rất nhiều vào tính chất đất, cấu trúc địa chất ở đáy bãi (đáy bãi có khe nứt thì nước rác có khả năng lan truyền ra xa hàng km), tốc độ thấm nước và sự vận động của dòng nước

Nhìn chung, ô nhiễm nguồn nước được coi là nguy cơ lớn nhất đối với sức khoẻ người dân từ chất thải rắn đặc biệt là các chất thải nguy hại Các tác nhân gây

ô nhiễm như các chất độc hại, các mầm bệnh thấm nhiễm vào nguồn nước (nước mặt và nước dưới đất) gây ô nhiễm nguồn nước uống, nước sinh hoạt gây các bệnh

về đường tiêu hoá như tiêu chảy, giun sán, mắc các bệnh truyền nhiễm như viêm gan, ngộ độc thực phẩm, các bệnh về mắt, da liễu, phụ khoa,

1.2.4.3 Ảnh hưởng đến môi trường không khí

Việc chôn lấp rác thải sẽ gây mùi và khí độc hại cho người dân sống xung quanh khu vực bãi chôn lấp Nguyên nhân là do quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong rác thải tạo ra một lượng lớn các khí độc hại như: CO2, CH4, SO2, H2S… Trong đó có 2 thành phần chính của khí bãi rác là CH4 và CO2

Ngoài ra, việc hoạt động thường xuyên của các phương tiện vận chuyển rác thải để chở rác về các bãi chôn lấp luôn tạo ra một lượng bụi rất lớn Nguyên nhân

là do hệ thống giao thông gần các khu vực này thường là đường đất Bụi đất gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, gây tác hại đến đường hô hấp đặc biệt là bệnh phổi Bên cạnh đó, bụi còn làm giảm quá trình quang hợp của lá, gây ảnh hưởng đến sức sống và năng suất của cây trồng

Hình 1.5 Sự ảnh hưởng của bãi chôn lấp đến môi trường [20]

Không những thế, tình trạng vệ sinh tại các bãi rác cũng ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe cộng đồng dân cư xung quanh nếu khoảng cách an toàn không được thiết lập Các chất phát tán cũng là mối lo ngại lớn nhất, như mùi hôi, các thành phần giấy và nilon có nhiều trong rác có khả năng phát tán đi nhiều kilomet và có thể bay vào nhà dân, gây mất vệ sinh, ảnh hưởng đến sinh hoạt hàng ngày của họ

1.2.4.4 Ảnh hưởng đến môi trường kinh tế - xã hội

Việc xây dựng bãi chôn lấp chất thải sẽ làm gia tăng mật độ giao thông trên những tuyến đường vào bãi Vì vậy, việc hình thành các bãi chôn lấp chất thải tại thành phố đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến hệ thống giao thông trong khu vực Không những thế, trong quá trình xây dựng và hoạt động của bãi chôn lấp, cần sử dụng nhiều nguồn năng lượng, nguồn nước, nguyên nhiên liệu cũng như các phương tiện liên lạc của Thành phố Thực tế hiện nay, tại bãi chôn lấp rác thải Kiêu

Kỵ - Gia Lâm – Hà Nội đã sử dụng lưu lượng nước đơn vị trung bình là 70m3/ngày

từ nước giếng khoan mà không có giấy phép khai thác nước dưới đất, không có giấy phép xả nước thải vào nguồn nước Như vậy có thể thấy, tại đây vấn đề quản lý bãi chôn lấp chưa thực sự được quan tâm, gây ảnh hưởng đến môi trường kinh tế xã hội

Khí phát sinh Bốc hơi

Bụi Tiếp xúc trực tiếp

Sự thấm của nước rác Bốc hơi

Nước sử dụng cho khu nhà

Khí di chuyển trong đất

Ô nhiễm lớp trầm tích

Ô nhiễm đất

Ngoài ra, các bãi rác sau khi đóng cửa sẽ có thể xảy ra những sự cố tại bãi như:

- Cháy nổ: do khí Methane tạo ra trong quá trình phân hủy rác thải hữu cơ;

- Sự giảm thể tích rác không đều: do sự phân hủy không đồng đều của các thành phần rác trong hố chôn lấp, làm cho bề mặt bãi rác bị lún với mức độ khác nhau, hình thành nên các vết nứt trên bề mặt bãi chôn lấp;

- Sự sụt lún kiến tạo: do các bãi chôn lấp được xây dựng trên nền địa chất không ổn định (địa hình phân cắt, các hang hốc Carstơ hay vùng đất yếu)

1.2.5 Các chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm môi trường

Để đánh giá ô nhiễm môi trường do bãi chôn lấp rác thải gây ra, chúng ta cần

sử dụng các chỉ tiêu cụ thể về môi trường: đất, nước, không khí, xác định nồng độ của chúng sau đó so sánh với giá trị nền tự nhiên Các chỉ tiêu có thể không phản ánh những tác động trực tiếp đến con người và vi sinh vật sống nhưng lại là những thông tin rất xác đáng về các thông số môi trường, về khả năng tồn tại và tập trung các chất ô nhiễm độc hại khác, về các quá trình vật lý, hóa học xảy ra trong môi trường Các chỉ tiêu có thể chia thành các nhóm sau:

- Các chỉ tiêu về trạng thái vật lý: các chỉ tiêu này bao gồm màu, vị, mùi của nước, pH, Eh

+ Màu của nước quyết định bởi sự có mặt của các vật chất hữu cơ màu, các kim loại nặng như sắt, mangan và đôi khi là rác thải có màu Nhìn chung, nước rác thường có màu đen do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ và sự hòa tan các kim loại nặng vào trong nước;

+ Mùi thường thối và có vị khó chịu liên quan đến sự tồn tại của các vật chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao;

+ pH và Eh là các chỉ tiêu xác định hướng và cường độ phát triển của các quá trình và các phản ứng hóa học xảy ra trong môi trường

Nhìn chung, các chỉ tiêu này không trực tiếp gây tác động đến sức khỏe con người nhưng nó lại là dấu hiệu tốt để nhận biết sự ô nhiễm sinh học và hữu cơ

- Các chỉ tiêu về mức độ và thành phần ô nhiễm hóa học và sinh học môi trường nước và đất: bao gồm các chỉ tiêu DO, BOD (lượng oxy cần thiết để vi sinh

- Các chỉ tiêu về các chất hoặc các hợp chất gây ô nhiễm: bao gồm bất kỳ một chất hóa học nào mà sự tồn tại của nó có quan hệ nhân – quả, có mối liên hệ chặt chẽ với sự tồn tại của vật chất hoặc hợp chất hóa học khác Có thể kể đến một số chất như: đồng, sắt, Crom, Cadimi, Asen, Cyanua, chất rắn lơ lửng…

Như vậy, các chỉ tiêu này có thể được xem là chỉ tiêu để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường Trước hết, để xác định sự tồn tại của các chất ô nhiễm, người ta tiến hành lấy mẫu, thí nghiệm xác định nồng độ của các chất hóa học độc hại Sau

đó, sử dụng các giá trị phân tích so sánh với giá trị tiêu chuẩn trong các Tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường nước, đất và không khí Từ đó có thể đánh giá được mức

độ ô nhiễm môi trường mà bãi chôn lấp chất thải gây ra

CHƯƠNG 2

ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC BÃI

CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KIÊU KỴ - GIA LÂM

2.1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ KIÊU KỴ - GIA LÂM

Gia Lâm là cửa ngõ giao lưu chính nối Hà Nội với các tỉnh và khu kinh tế trọng điểm phía Đông, Đông Bắc và phía Bắc Các tuyến giao thông chính trong nước và quốc tế đều tập trung về đây trước khi qua sông Hồng để vào Hà Nội Trên địa bàn huyện có 22 xã và thị trấn, dân số trên 21 vạn người Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, đời sống vật chất của nhân dân được nâng cao thì môi trường, rác thải, phế thải vẫn là điều bức bối với nhiều người quan tâm.Hàng ngày, đồ ăn thức uống của các gia đình đều gói, đựng bằng giấy, túi nilông hay chai, hộp, rất nhiều thứ tạp nham phải bỏ đi Chính bởi vậy, việc thu gom, xử lý chất thải không đảm bảo sẽ gây ảnh hưởng lớn đến vấn đề vệ sinh môi trường khu vực

Theo thống kê, bình quân hàng ngày tại khu vực nội thành, lượng chất thải sinh hoạt phát sinh là 0,52kg/người Trung bình mỗi ngày trên địa bàn huyện có khoảng 180 tấn rác thải các loại phát sinh, với tổng lượng thu gom năm 2008 khoảng 90 tấn/ngày Hiện nay, Công ty môi trường đô thị Gia Lâm dù vận hành hết mức nhưng năm 2008 chỉ vận chuyển được 26.407 tấn rác và 1.200 tấn bùn (cho 10

xã và 2 thị trấn, bằng khoảng 60% khối lượng rác thải ra trong toàn huyện) về bãi rác Kiêu Kỵ để xử lý

Được xây dựng tại Kiêu Kỵ từ năm 1999, bãi Kiêu Kỵ là nơi tập kết rác sinh hoạt từ các khu vực đô thị và khu công nghiệp của 4 thị trấn trong huyện: Gia Lâm, Đức Giang, Sài Đồng, Yên Viên và phố Trâu Quỳ cùng các xã Đa Tốn, Kiêu Kỵ Chất thải sinh hoạt từ các cơ sở công nghiệp và kho tàng trong thị trấn được thu gom theo hệ thống thu gom công cộng Ngoài ra, có 3 khu công nghiệp tập trung có rác thải sinh hoạt là: khu công nghiệp Sài Đồng A, Sài Đồng B và khu công nghiệp

Daewoo Riêng đối với rác và phế thải bệnh viện, phế thải công nghiệp do tính chất độc hại và phòng dịch nên rác thải ở đây được thu gom và xử lý riêng theo hệ thống của toàn thành phố Nhìn chung, bãi chôn lấp Kiêu Kỵ được xây dựng chủ yếu giải quyết vấn đề rác thải sinh hoạt cho các khu vực có mật độ dân cư cao như: Ngọc Thụy, Bồ Đề, Gia Thụy, Thượng Thành, Việt Hưng, Yên Thường Tuy nhiên, rác thải chủ yếu được chôn lấp trực tiếp mà không hề được qua một công nghệ xử lý nào Khoảng 1/4 số rác thải tập trung ở đây được thải ra từ các hoạt động thủ công nghiệp và đều rất độc hại

Bãi chôn lấp có quy mô trung bình với tổng diện tích là 14 ha, được chia thành

2 giai đoạn: giai đoạn I trên quy mô 6,3ha và giai đoạn 2 trên quy mô 7,7ha Bãi chôn lấp được xây dựng dạng nửa chìm, nửa nổi với chiều cao trung bình của từng

ô chôn lấp: phần nổi cao 4,5m và phần chìm sâu khoảng 3,5m Bãi được chôn lấp theo quy trình công nghệ như sau:

- Khu vực chôn rác được chia làm 5 ô nhỏ, chất thải sinh hoạt được chôn lấp trong các hố chôn khô;

- Ứng dụng công nghệ phù hợp để chôn lấp và xử lý rác bằng công nghệ vi sinh (công nghệ EM) Công nghệ này đã khử được mùi hôi tanh và thúc đẩy nhanh quá trình phân huỷ rác;

- Nước rác được chủ động thu hồi và xử lý trước khi xả ra bên ngoài;

- Tạo vành đai xanh bảo vệ môi trường không khí, tường rào chống phân tán rác theo gió Bãi đã trồng được 4.000 cây xanh xung quanh Dưới tác dụng của quang hợp, cây xanh sẽ hấp thụ cacbonic và nhả ôxi Những tán lá rậm rạp của cây còn có tác dụng hấp thụ và ngăn cản bụi

- Ở giai đoạn I, khi các hố chôn lấp đầy, tiến hành xây dựng thêm các hố chôn lấp mới sang khu vực phía Đông với quy mô 5ha để có thể tận dụng được các cơ sở vật chất đã đầu tư như nhà xưởng, phương tiện thiết bị cho giai đoạn I Trong thời gian tiến hành việc chôn lấp chất thải ở khu vực II thì tại khu vực I cho đào hố chôn

đã mục để lấy mùn làm phân bón Khi khu vực II đầy thì chuyển qua cải tạo và chôn trở lại tại khu vực I Việc luân chuyển giữa chôn lấp rác và khai thác mùn làm

phân hữu cơ giữa hai khu vực sẽ kéo dài thời gian sử dụng khu vực chôn lấp chất thải lên khoảng 15 năm, vừa hết thời hạn khấu hao các thiết bị, nhà xưởng Lúc đó các bãi sẽ đầy do lượng vô cơ còn lại (khoảng 35% lượng phế thải sinh hoạt) Như vậy sau khoảng 12 đến 15 năm, toàn bộ diện tích bãi chôn lấp sẽ được san lấp và trả lại cho địa phương để sử dụng vào mục đích khác

Theo kết quả điều tra về chất thải sinh hoạt huyện Gia Lâm của JICA, thành phần rác và phế thải tại bãi chôn lấp Kiêu Kỵ, bao gồm:

- Các chất hữu cơ (thức ăn thừa, cây cỏ…): 56,54%

Tại bãi chôn lấp có một Đội quản lý chôn lấp và xử lý phế thải trực thuộc Công ty Môi trường đô thị Gia Lâm, thực hiện một số công việc sau:

- Tiếp nhận ghi thu: ghi thu lượng rác lưu trữ, số xe vận chuyển, lượt xe vận chuyển, số lượng rác vận chuyển đến hàng ngày thông qua cân điện tử Các số liệu được lưu giữ trong máy tính điện tử;

- Sơ tuyển rác và điều hành chôn lấp rác theo quy trình chôn lấp: công việc này chủ yếu do lao động tự do đảm nhiệm;

- Đội quản lý bãi sẽ điều hành chôn lấp theo đúng quy trình, giám sát an toàn lao động, phòng cháy nổ Kiểm soát và quản lý người ra vào hoạt động trong bãi;

Như vậy, có thể thấy rằng, cũng giống như một loạt các bãi rác khác trên cả nước, bãi rác Kiêu Kỵ hiện nay cũng đang là một nguồn gây ô nhiễm đến môi trường nói chung và môi trường địa chất nói riêng

2.2 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN KIÊU KỴ - GIA LÂM

2.2.1 Đặc điểm điều kiện địa lý tự nhiên

2.2.1.1 Vị trí địa lý

Bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ - Gia Lâm có quy mô là 14ha nằm trên tuyến đường liên xã Kiêu Kỵ, Đa Tốn, cách ga Phú Thụy 2,5km và cách thị trấn Gia Lâm 8,0km về phía Đông Bắc Bãi chôn lấp được xây dựng trên cơ sở sử dụng lại khu đất của Xí nghiệp gạch Kiêu Kỵ Vị trí của bãi chôn lấp như sau:

- Phía Bắc giáp đường liên xã đi Đa Tốn;

- Phía Tây và Nam giáp tuyến mương tưới tiêu nông nghiệp Tuyến mương ở phía Nam là mương tưới lấy nước tự chảy ở sông cầu Bây và qua cửa phải cũng là mương tiêu khi nước sông Cầu Bây thấp;

- Phía Đông là phần đất ruộng trồng lúa của thôn Kiêu Kỵ

Hình 2.1 Vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ - Gia Lâm

2.2.1.2 Điều kiện khí hậu

- Bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ - Gia Lâm thuộc địa bàn huyện Gia Lâm

và nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng và ẩm

- Tổng giờ nắng trung bình trong năm rất cao, trung bình 1700 giờ, năm nhỏ nhất cũng là 1200 giờ

- Nhiệt độ trung bình năm là 230C đến 23,50C Trung bình tháng nóng nhất là

290C và tháng lạnh nhất là 160C Nhiệt độ cao tuyệt đối là 420C và nhiệt độ thấp tuyệt đối là 2,50C (Đo tại Gia Lâm ngày 20/1/1955) Nhiệt độ chênh lệch các tháng trong năm trung bình là 12,60C Nhiệt độ chênh lệch trong ngày trung bình là 6,10C

Lª X¸

B·i r¸c Kiªu Kþ

Xu©n Thuþ Gia Cèc