CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về nguyên liệu 1. Nguồn nguyên liệu 1. Tình hình trên thế giới Trong số nhiều mối quan tâm về môi trường đang gia tăng trong xã hội ngày nay, ô nhiễm nhựa đã trở thành một điểm nóng thu hút sự chú ý ngày càng tăng.
Chất thải nhựa nổi tiếng là ảnh hưởng đến môi trường ở cả phạm vi vĩ mô và vi mô do có nhiều loại, kích cỡ, cũng như các chất gây ô nhiễm liên quan và khả năng chống suy thoái. Do đó, rất khó tái chế phần lớn chất thải nhựa và hiện tại, chỉ có 9% ở Hoa Kỳ và 12% trên toàn cầu được tái chế cơ học [2][3]. Gần 55 triệu tấn PP đã được sản xuất vào năm 2015 và những con số này đang tăng lên nhanh chóng nhờ các ứng dụng linh hoạt của nó [4]. Nó được sử dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp như bao bì, xây dựng, ô tô và thể thao, v.v, trong đó có cả khẩu trang y tế.
Do đó, chất thải PP được tạo ra có thể có các đặc tính và chất gây ô nhiễm rất khác nhau tùy thuộc vào cách nó được sử dụng. Mặc dù chưa có báo cáo chính thức về số lượng khẩu trang được thải bỏ, nhưng các nghiên cứu ước tính hàng tỷ chiếc mỗi tháng. Khẩu trang giúp ngăn ngừa sự lây lan của Coronavirus và các bệnh khác, và việc đeo khẩu trang được các tổ chức y tế và hầu hết các quốc gia khuyến khích để kiểm soát đại dịch COVID-19. Các nghiên cứu gần đây ước tính có khoảng 129 tỷ khẩu trang được sử dụng trên toàn cầu mỗi tháng (3 triệu/ phút) và hầu hết là khẩu trang dùng một lần được làm từ sợi vi nhựa Polypropylene[4].
Mô hình sử dụng khẩu trang toàn cầu hàng ngày của Nzediegwu và Chang (2020), các nhà nghiên cứu ước tính rằng 6,88 tỷ (khoảng 206,470 tấn) chiếc khẩu trang y tế được thải ra trên khắp thế giới mỗi ngày, được đưa đến bãi chôn lấp hoặc thiêu hủy. Trung Quốc là nhà sản xuất khẩu trang y tế lớn nhất thế giới đã tăng sản lượng lên hơn 100 triệu chiếc mỗi ngày theo thống kê vào ngày 10 tháng 3 năm 2020. Qua đó thấy được, số lượng rác thải nhựa từ rác thải khẩu trang y tế dùng một lần trước đại dịch Covid – 19 đã lớn, trong đại dịch và sau đại dịch con số ấy còn khổng lồ hơn từng ngày. Khi mà việc mang khẩu trang y tế dùng 1 lần đã dần trở nên thiết yếu và quen thuộc, được sử dụng mỗi ngày thì tương đương số lượng rác thải từ loại nhựa này vẫn sẽ không ngừng tăng.
Đấy chính là áp lực rất lớn cho sự ô nhiễm vi nhựa, ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái, sức khỏe con người, 1 các loài động vật. Tổng lượng rác thải KTYT-1L toàn thế giới sẽ còn lớn hơn thế rất nhiều. Tình hình ở Việt Nam Theo nghiên cứu đánh giá dự đoán, lượng khẩu trang y tế được sử dụng ở khu vực Châu Á- Thái Bình Dương năm 2019-2030 tăng lên 5,7%. Ở khu vực Châu Á, đặc biệt là Việt Nam và Trung Quốc theo khảo sát cho thấy tỉ lệ người tin dùng khẩu trang trong tình hình dịch hiện nay cao đứng thứ nhất Việt Nam 91%, Trung Quốc 83%, Italy 81% .1) trong những quốc gia khảo sát.
Trong tình hình dịch Covid-19, lượng rác thải y tế nói chung và khẩu trang y tế nói riêng sẽ còn tăng cao. Tình hình gia tăng lượng sử dụng khẩu trang trên thế giới [5] Việt Nam cũng là một trong những quốc gia đã trải qua những ảnh hưởng nặng nề của đại dịch Covid-19. Kéo theo đó là lượng rác thải y tế cũng như rác thải khẩu trang y tế tăng rất cao. Chưa có những thống kê cụ thể, nhưng chỉ theo vài khảo sát như Thủ đô Hà Nội với dân số khoảng 8 triệu dân, mỗi ngày thải ra 160 tấn chất thải y tế khi cao điểm dịch.
Với hiện tại gần 100 triệu dân, có tỉ lệ khảo sát người tin dùng khẩu trang y tế lên đến 91%, cao nhất khu vực Châu Á Thái Bình Dương. Tương đương lượng rác từ KTYT-1L cả thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng thải ra mỗi giờ mỗi ngày là một số lượng rất lớn. Chúng tích tụ theo thời gian nhưng không được xử lý đúng cách mà cứ chôn lấp, đốt hay thải trực tiếp ra môi trường đất, nước, biển thì hậu quả của nó sẽ cực kì nguy hại. Xu hướng kinh tế tuần hoàn và hướng giải quyết Kinh tế tuần hoàn là một hệ thống công nghiệp phục hồi hoặc tái tạo theo ý định và thiết kế.
Nó chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo, loại bỏ việc sử dụng các hóa chất độc hại và chất thải gây suy giảm khả năng tái sử dụng thông qua thiết kế ưu 2 việt của vật liệu, sản phẩm, hệ thống và trong phạm vi này, là các mô hình kinh doanh. Nguồn nguyên liệu đầu vào của ngành này là từ rác thải của ngành khác, hoặc tái chế, tái sản xuất lại từ chính rác thải của ngành thành sản phẩm có giá trị ứng dụng. Kinh tế tuần hoàn tạo ra sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Những năm gần đây, rất nhiều nước trong đó có cả Việt Nam, đang hướng đến nền kinh tế tuần phát triển bền vững hoàn thay thế dần nền kinh tế tuyến tính.
Để giảm thiểu ảnh hưởng rác thải nhựa cũng như rác thải từ KTYT-1L với môi trường chỉ có thể giải quyết bằng ba cách chính sau [6] Cách 1: Nghiên cứu, sử dụng các nguyên vật liệu thân thiện môi trường có khả năng phân hủy sinh học thay thế các loại nguyên liệu khó phân hủy gây ô nhiễm môi trường Hiện nay đã có một số sản phẩm khẩu trang phân hủy sinh học được nghiên cứu thành công có khả năng phân hủy sinh học, thân thiện môi trường với công nghệ kháng khuẩn cao. Nhưng giá thành còn cao, chưa sử dụng rộng rãi.Cách 2: Thực hiện quy định về việc giảm thiểu, hạn chế sản xuất, sử dụng nhựa từng quốc gia và toàn cầu. Hiện chưa có quy định nào về việc hạn chế sản xuất và sử dụng đối với các loại đồ bảo hộ y tế (PPE), đặc biệt là KTYT-1L bằng nhựa Chính bởi nhiều ưu điểm về ứng dụng, sử dụng và kinh tế cũng như mức độ hiệu quả cao từ nguồn nguyên liệu nhựa nên chưa thể thay thế nguồn nguyên liệu này. Cách 3: Phát triển công nghệ, quy trình tái sử dụng nhựa.
Xu hướng kinh tế toàn cầu nổ ra từ nhận thức và biểu hiện thực tế của ảnh hưởng nặng nề từ rác thải nhựa đã thúc đẩy nhiều nghiên cứu và tái sử dụng, tái chế rác thải nhựa thành các sản phẩm hay nguyên phụ liệu khác. Môt nước phát triển trên thế giới đã quan tâm và có những luật ban hành trong việc cấm sử dụng nhựa cho một số sản phẩm, đầu tư phân loại và xử lý rác thải rất nghiêm ngặt, hiện đại. Tuy nhiên, ở các nước chưa phát triển và đang phát triển trong đó có Việt Nam vẫn chưa quan tâm nhiều đến chất thải nhựa, chưa có quy định về việc thu gom, xử lý đúng các loại rác thải nhựa. Rác thải từ y tế, nhất là khẩu trang y tế sử dụng 1 lần là một trong những nguồn rác thải lớn nhưng Việt Nam chưa có quy định thu gom xử lý đúng chuẩn.
Vì vậy, nguyên cứu này mở ra xu hướng tái chế rác thải nhựa, đặc biệt là KTYT-1L đẩy mạnh ý thức bảo vệ môi trường ở Việt Nam. Tạo ra sản phẩm có giá trị ứng dụng, tạo ra nền kinh tế tuần hoàn. Một số nghiên cứu về tái chế khẩu trang y tế dùng một lần Đã có rất nhiều bài báo và nghiên cứu đánh giá về lượng rác thải và nguy hại từ lượng rác thải khẩu trang y tế từ trước, trong và sau đại dịch COVID – 19. Cũng từ đó đã có các nghiên cứu về việc tái chế khẩu trang y tế dùng một lần theo 2 hướng là tái chế trực tiếp thành sản phẩm khác và phối trộn với một hoặc một số nguyên vật liệu khác để hướng đến các ứng dụng khác.
Vật liệu composite gia cường cho bê tông Bằng cách tái sử dụng khẩu trang y tế dùng 1 lần thải để sản xuất bê tông cải tiến với cường độ tốt hơn và độ bền cao hơn, đạt được tính kinh tế tuần hoàn và tính bền vững, cùng với việc quản lý chất thải hiệu quả. KTYT-1L được thu thập và lưu trữ trong 7 ngày, khử trùng bằng bình xịt pha cồn. Nghiên cứu thực hiện với 2 phương pháp: 1 - cắt thành sợi, vụn vuông nhỏ và 2 – nghiện mịn khoảng 1,5 đến 2 mm; sau đó phối trộn trúc với nguyên liệu xi măng tạo nên vật liệu bê tông composite ở các tỷ lệ khảo sát khác nhau. Tỷ lệ sợi KTYT-1L được sử dụng là 0,5 – 1%, 1,5 - 2% khối lượng bê tông, trong khi KTYT-1L nghiền chỉ được sử dụng ở mức 0,5%.
Ở cả hai dạng, nguyên liệu PP thải của KTYT-1L đều thích hợp để sử dụng trong bê tông. Các kết luận sau đây đã được chứng thực bởi thực nghiệm nghiên cứu nhằm tìm ra tính khả thi của việc sử dụng khẩu trang phế thải làm vật liệu xây dựng: [7] - Các đặc tính của bê tông đã bị ảnh hưởng khi thêm khẩu trang bị nghiền nát và xơ. Việc bổ sung 0,5% khẩu trang nghiền làm tăng cường độ nén 8,3% nhưng giảm độ bền kéo 13,4%. - Cường độ chịu kéo và nén của bê tông tăng lên khi bổ sung thêm 1% sợi (tăng 17,9% và 23,3%) và sau đó giảm xuống.
Do đó, việc sử dụng sợi khẩu trang ở tỷ lệ 1% thể tích bê tông là một tỷ lệ tối ưu để nâng cao các tính chất cơ học. - Một phần trăm sợi khẩu trang thải cho thấy độ thấm clorua thấp và khẩu trang nghiền cho thấy độ thấm rất thấp so với bê tông thông thường. Do đó, khả năng chống ăn mòn của bê tông có khẩu trang thải, đặc biệt là ở dạng nghiền, tương đối cao hơn. Tương tự, thử nghiệm thấm clorua nhanh cho thấy giá trị thấm đối với bê tông kết hợp khẩu trang sau chu kỳ đông lạnh - tan băng thấp hơn so với bê tông thông thường.
- Sợi khẩu trang thải ở mức 2% cho thấy cường độ nén giảm nhẹ và độ thấm cao nên không được sử dụng trong bê tông. Do đó, độ bền của bê tông được cải thiện khi khẩu trang thải được thêm vào với hàm lượng sợi 0–1,5% (giá trị tối ưu 1%).