Luận văn thạc sĩ về đánh giá phát thải khí metan từ bãi chôn lấp Phước Hiệp, Củ Chi

Luận văn thạc sĩ phân tích tải lượng phát thải khí metan từ bãi chôn lấp Phước Hiệp, Củ Chi, góp phần quản lý tài nguyên và môi trường.

• Tác giả: Huỳnh Xuân Anh
• Người hướng dẫn: Thầy Bùi Tá Long
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Đánh giá phát thải khí metan từ bãi chôn lấp Phước Hiệp, Củ Chi
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu tổng quan về bãi chôn lấp Phước Hiệp Củ Chi

Bãi chôn lấp Phước Hiệp nằm trong Khu liên hợp xử lý chất thải rắn Tây Bắc, Thành phố Hồ Chí Minh. Đây là một trong những phương pháp chính để xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) tại khu vực này. Theo báo cáo, bãi chôn lấp này được chia thành bốn khu vực chính: Bãi số 1, Bãi số 1A, Bãi số 2 và Bãi số 3. Mỗi khu vực có đặc điểm riêng về khối lượng và loại hình chất thải tiếp nhận. Việc phát thải khí metan (CH4) từ bãi chôn lấp này là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh và sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng quá trình phân hủy chất thải tại các bãi chôn lấp này tạo ra một lượng lớn khí thải gây ô nhiễm, trong đó khí metan chiếm tỷ lệ đáng kể. Theo một nghiên cứu gần đây, phát thải khí CH4 từ bãi chôn lấp Phước Hiệp ước tính đạt 481,88 tấn/năm tại Bãi số 1, cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp quản lý chất thải hiệu quả hơn.

II. Đánh giá phát thải khí metan từ bãi chôn lấp

Nghiên cứu đã sử dụng mô hình LandGEM để tính toán tải lượng phát thải khí metan từ các bãi chôn lấp. Kết quả cho thấy rằng tổng lượng khí CH4 phát thải từ bãi chôn lấp Phước Hiệp trong năm 2019 là rất đáng kể. Việc phân tích cho thấy rằng các yếu tố như khối lượng chất thải, loại chất thải và điều kiện môi trường có ảnh hưởng lớn đến lượng khí phát thải. Đặc biệt, việc phân hủy chất thải hữu cơ trong bãi chôn lấp tạo ra khí metan chiếm từ 45 đến 60% tổng lượng khí phát sinh. Nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng nếu các biện pháp thu hồi khí metan và đốt khí này được thực hiện, sẽ góp phần giảm phát thải khí nhà kính, từ đó bảo vệ môi trường và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

III. Ứng dụng của mô hình LandGEM trong nghiên cứu

Mô hình LandGEM được áp dụng để ước tính tải lượng phát thải từ các bãi chôn lấp, cho phép các nhà quản lý môi trường có cái nhìn tổng quát về tình hình phát thải khí nhà kính tại khu vực. Mô hình này không chỉ giúp tính toán lượng khí CH4 phát thải mà còn hỗ trợ trong việc xây dựng các kịch bản mô phỏng sự lan truyền của khí ô nhiễm trong không khí. Kết quả mô phỏng cho thấy sự phân bố nồng độ khí CH4 tại các thời điểm khác nhau trong ngày, cho phép đánh giá sự ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và môi trường. Việc sử dụng mô hình này là cần thiết để đưa ra các biện pháp quản lý chất thải hiệu quả, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

IV. Khuyến nghị và giải pháp

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số khuyến nghị được đưa ra nhằm giảm thiểu phát thải khí metan từ bãi chôn lấp Phước Hiệp. Đầu tiên, cần thiết lập hệ thống thu hồi khí metan và đốt khí này để giảm thiểu lượng khí phát thải ra môi trường. Thứ hai, cần tăng cường công tác quản lý chất thải bằng cách áp dụng các công nghệ xử lý hiện đại và cải tiến quy trình phân loại chất thải tại nguồn. Cuối cùng, việc nâng cao nhận thức cộng đồng về tác động của chất thải và khí thải đến môi trường cũng là một yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU LIÊN HỢP XỬ LÝ CHẤT THẢI TÂY BẮC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1.1 Tổng quan Khu liên hợp Xử lý chất thải Tây Bắc Thành Phố Hồ Chí Minh 1.1 Điều kiện tự nhiên của Khu liên hợp Tây Bắc 1.1 Vị trí địa lý Khu liên hợp xử lý chất thải Tây Bắc Tp. HCM (hay còn gọi là Khu liên hợp Tây Bắc hay Khu Phước Hiệp) thuộc hai xã Phước Hiệp và Thái Mỹ, huyện Củ Chi, Tp. Khu liên hợp Tây Bắc có tổng diện tích 687 ha (bao gồm cả phần dải cây xanh cách ly); cách trung tâm Thành phố khoảng 37 km và giáp với tỉnh Long An. Vị trí Khu liên hợp xử lý chất thải Tây Bắc Tp.

Sơ đồ phân bố hạ tầng trong Khu liên hợp Tây Bắc Tp. HCM [13] 8 Trong Khu liên hợp Tây Bắc hiện có 4 BCL bao gồm: BCL số 1, BCL số 1A, BCL số 2 và BCL số 3 (Hình 1.3) và hiện tại các tuyến đường giao thông tại Khu liên hợp Tây Bắc đã cơ bản hoàn thiện các trục đường chính, chủ yếu phục vụ các loại xe chuyên chở rác đi ra/vào Khu liên hợp. Bản đồ vị trí địa lý của các BCL Phước Hiệp (Phạm vi nghiên cứu) Tuy nhiên, hiện nay Khu liên hợp Tây Bắc Tp. HCM vẫn chưa thực sự hoạt động hết quy mô và công suất đã được quy hoạch.

Trong Khu liên hợp chủ yếu có các hạng mục công trình đang hiện hữu như sau: 9 Bảng 1. Một số đặc điểm của các hạng mục công trình trong Khu liên hợp Tây Bắc Tp. HCM [13] TT Hạng mục công trình Diện tích (ha) Đặc điểm hiện trạng 1 BCL hợp vệ sinh 1.1 BCL số 1 20,20 Ngưng tiếp nhận CTR 1.2 BCL số 1A 9,36 Ngưng tiếp nhận CTR 1.3 BCL số 2 19,45 Ngưng tiếp nhận CTR Ngưng tiếp nhận CTR từ 03/2015. Đây là BCL dự phòng, tiếp nhận 1.4 BCL số 3 21,59 CTR sau phân loại làm Compost và tro từ Công ty Vietstar và Tâm Sinh Nghĩa.

2 Công trình xử lý nước rỉ rác 2.1 Hồ chứa nước rác 5,97 Có tám cụm hồ chứa xử lý Trạm xử lý nước rỉ rác 2.2 0,83 Đang hoạt động Phước Hiệp Trạm xử lý nước rỉ rác 2.3 4,00 Đang hoạt động Quốc Việt 3 Xử lý CTRSH thành phân compost 3.1 Công ty Vietstar 28,00 Đang hoạt động Công ty Cổ phần Đầu tư 3.2 20,00 Đang hoạt động Phát triển Tâm Sinh Nghĩa 1.2 Đặc điểm địa hình, địa chất và cảnh quan khu vực Khu liên hợp Tây Bắc có địa hình tương đối bằng phẳng, thấp trũng, nhiều phèn; hiện tại là đất nông nghiệp có hệ thực vật hỗn hợp chủ yếu là cỏ cói, bạch đàn và một số loại cây ăn quả. Khu vực có cao độ trung bình là 0,60m; cao nhất là +1,2m và thấp nhất +0,5m. Thủy triều mực nước dao động theo mùa biên độ 0,5m – 1,0 m. Mùa mưa thường cao hơn và gây ngập úng nặng.

Địa hình Khu liên hợp Tây Bắc bị chia 10 cắt bởi các Kênh 15, 16, 17 và 18. Dọc theo các Kênh 15, 16, 17 và 18 có tương đối ít nhà dân (chủ yếu nhà tạm), ít có công trình kiên cố và công trình công cộng. Đất trong khu vực nhiễm phèn nặng nên giá trị khai thác không cao. Đất đai chủ yếu được sử dụng canh tác nông nghiệp và một số cây ngắn ngày như tràm, bạch đàn, cây ăn quả,…phần còn lại hoang hóa không có giá trị canh tác.

Khảo sát địa chất cho thấy trong khu vực có 03 lớp đất chính, nhìn chung toàn vùng là đất yếu có chiều sâu khá dày, thể hiện qua mặt cắt các hố khoan. Mực nước ngầm hiện tại khá cao và gây khó khăn cho xây dựng công trình. Hiện trạng sử dụng đất khu vực lập điều chỉnh quy hoạch hiện nay, đang hoạt động với diện tích khoảng 336 ha/687 ha. Hiện nay Thành phố đang tiến hành bồi thường để trồng cây xanh cách ly nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, ngăn mùi hôi phát tán sang khu dân cư lân cận.3 Đặc điểm khí hậu Khu liên hợp Tây Bắc thuộc khu vực có kiểu khí hậu tương tự như Tp.

HCM, với khí hậu nhiệt đới xích đạo gồm có hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa thường xảy ra từ tháng 5 đến tháng 11. Mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau [14]. Nền nhiệt độ khu vực và độ ẩm không khí bình quân hằng năm khá cao.

Đặc điểm về gió, khu vực có 3 mùa gió chính, bao gồm: gió Đông Nam thường xuất hiện từ tháng 2 đến tháng 5, với vận tốc gió trung bình 2,73 – 3,50 m/s; gió Tây Nam thường xuất hiện từ tháng 6 đến tháng 10, với vận tốc gió trung bình 2,20 – 3,50 m/s và gió Bắc xuất hiện chủ yếu từ tháng 1, với vận tốc gió trung bình 2,50 m/s [14]. Khu vực rất ít khi chịu ảnh hưởng của bão.2 Đặc điểm các bãi chôn lấp Phước Hiệp Các BCL Phước Hiệp nằm trong Khu liên hợp Tây Bắc Tp. HCM do Chi nhánh xử lý chất thải – Công trường xử lý rác Phước Hiệp thuộc Công ty TNHH MTV Môi trường Đô thị Thành phố quản lý và khai thác vận hành [13]. Đây là các BCL hợp vệ sinh, được chia thành 6 ô chôn lấp chính và thiết kế theo kiểu hỗn hợp chìm – nổi 11 (cao trình đáy từ -4,0 đến -5,0m).

Các ô chôn lấp đều có lớp lót đáy và thành chống thấm, có hệ thống thu gom, xử lý nước rỉ rác và khí, mùi phát sinh. Tổng diện tích các BCL Phước Hiệp là 70,6 ha, trong đó: BCL số 1 có diện tích 20,20 ha; BCL số 1A là 9,36 ha và BCL số 2 có diện tích 19,45 ha với 5 ô chôn lấp và BCL số 3 có diện tích 21,59 ha (Bảng 1. Các BCL Phước Hiệp hiện hiện đã đóng cửa, ngưng tiếp nhận rác từ bên ngoài Khu liên hợp, riêng BCL số 3 còn tiếp nhận chất thải compost từ Công ty Cổ phần Việt Star và Công ty Cổ phần Đầu tư Phát triển Tâm Sinh Nghĩa [13]. Một số đặc điểm của các BCL Phước Hiệp Diện tích chôn Thời gian ngưng Khối lượng chất thải TT BCL Phước Hiệp lấp (ha) hoạt động đã chôn lấp (tấn) 1 BCL số 1 20,20 2006 3.1 Bãi chôn lấp số 1 • BCL Phước Hiệp số 1 có quy mô: 20,20 ha với chiều sâu: 0,0m, chiều cao thiết kế: 15,0m và chiều cao hiện tại (ước tính) khoảng: 11,7m; • Mục đích sử dụng đất: BCL các loại CTRSH; • Tình trạng pháp lý: BCL Phước Hiệp số 1 được thành lập theo Quyết định số 2607/QĐ-UB ngày 20/6/2002 của UBND Tp.

HCM về việc giao đất cho Ban Quản lý dự án cải thiện môi trường Thành phố để đầu tư xây dựng BCL số 1 thuộc Khu liên hợp xử lý chất thải Tây Bắc tại xã Phước Hiệp, huyện Củ Chi, Tp. HCM và Quyết định số 4604/QĐ-UB ngày 06/11/2002 của UBND Tp. HCM về việc giao đất cho Công ty Xử lý Chất thải Thành phố để đầu tư xây dựng BCL số 1 tại xã Phước Hiệp, huyện Củ Chi (điều chỉnh Quyết định số 2607 ngày 20/6/2002 của UBND Tp. HCM); 12 • Đặc điểm hiện trạng: hiện nay BCL số 1 đã đóng cửa, ngưng tiếp nhận CTR.2 Bãi chôn lấp số 1A • BCL Phước Hiệp số 1A có quy mô: 9,36 ha với chiều sâu: 0,0m; chiều cao thiết kế: 16,75m và chiều cao hiện tại (ước tính) khoảng: 14,0m; • Mục đích sử dụng đất: BCL các loại CTRSH; • Tình trạng pháp lý: BCL Phước Hiệp số 1A được thành lập theo Quyết định số 749/QĐ-UBND ngày 24/02/2006 của UBND Tp.

HCM về việc phê duyệt dự án đầu tư xây dựng công trình “Xây dựng BCL số 1A - Khu liên hợp xử lý chất thải Tây Bắc Thành phố” và các văn bản pháp lý liên quan khác; • Đặc điểm hiện trạng: hiện nay BCL số 1A đã đóng cửa, ngưng tiếp nhận CTR.3 Bãi chôn lấp số 2 • BCL Phước Hiệp số 2 có quy mô: 19,45 ha với chiều sâu: 5,0m; chiều cao thiết kế: 25,5m và chiều cao hiện tại nối với BCL số 3 nên không xác định được chính xác chiều cao thực tế của BCL số 2; • Mục đích sử dụng đất: BCL các loại CTRSH; • Tình trạng pháp lý: BCL Phước Hiệp số 2 được thành lập theo Văn bản số 5796/TNMT-CTR ngày 24/7/2007 của Sở Tài nguyên và Môi trường về thuận vị trí xây dựng BCL số 2 – Khu liên hợp xử lý chất thải Tây Bắc Thành phố và các văn bản pháp lý liên quan khác; • Đặc điểm hiện trạng: hiện nay BCL số 2 đã đóng cửa, ngưng tiếp nhận CTR.4 Bãi chôn lấp số 3 • BCL Phước Hiệp số 3 có quy mô: 21,59 ha với chiều sâu: 15m; chiều cao thiết kế: 30m và chiều cao hiện tại nối với BCL số 2 nên không xác định được chính xác chiều cao thực tế của BCL số 3; • Mục đích sử dụng đất: BCL xử lý CTRSH (chôn lấp hợp vệ sinh) và xử lý chất thải nguy hại (chôn lấp an toàn); • Tình trạng pháp lý: BCL Phước Hiệp số 3 được thành lập theo Văn bản số 9222/UBND-ĐTMT ngày 28/12/2007 của UBND Tp. HCM về chấp thuận chủ 13 trương giao Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị làm chủ đầu tư và Văn bản số 8002/TNMT-CTR ngày 26/11/2010 của Sở Tài nguyên và Môi trường về xây dựng BCL số 3 của Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị và Văn bản số 4104/TNMT- CTR ngày 08/7/2011 về việc Chấp thuận triển khai thực hiện dự án Xây dựng BCL an toàn và Dự án nhà máy tái chế, xử lý chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại; • Đặc điểm hiện trạng: hiện nay BCL số 3 đã đóng cửa, ngưng tiếp nhận CTR từ ngày 31/05/2015 theo Thông báo 756/TB-VP ngày 19/8/2014 của UBND Tp. HCM và bố trí làm BCL dự phòng của Thành phố và chỉ tiếp nhận chôn lấp chất thải sau phân loại làm phân compost của Công ty Cổ phần VietStar khoảng 400-600 tấn/ngày tại Thông báo 526/TB-VP ngày 14/7/2015 của UBND Tp.5 Các hệ thống thu gom và xử lý ❖ Hệ thống thu gom và xử lý khí sinh học Hệ thống thu khí bao gồm các ống thu khí đứng ứng được bố trí tại vị trí biên của các đoạn bạn đường công vụ vụ trong BCL. Để đảm bảo việc bố trí kiểm tra hệ thống ống thu khí cũng như quá trình thu khí được diễn ra một cách thuận tiện, khí được thu thông qua các giếng thu đứng đặt xuyên qua các lớp rác.