Luận Văn Thạc Sĩ: Đánh Giá Tác Động Môi Trường và Hiệu Quả Tái Chế Nhựa Thành Vật Liệu Xây Dựng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu quản lý tài nguyên và môi trường đánh giá tác động môi trường và hiệu quả của quá trình tái chế, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Thị Thủy Ngân
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Thị Anh
• Trường học: Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên và Môi Trường
• Đề tài: Đánh Giá Tác Động Môi Trường và Hiệu Quả Tái Chế Nhựa Thành Vật Liệu Xây Dựng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 2. DANH MỤC BẢNG
• 3. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• 4. MỞ ĐẦU
• 4.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 4.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 4.3. Nội dung nghiên cứu
• 4.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 4.5. Phương pháp nghiên cứu
• 4.6. Ý nghĩa của đề tài
• 4.7. Cấu trúc luận văn
• 5. GIỚI THIỆU VỀ NHỰA
• 5.1. Lịch sử của nhựa. Phân loại nhựa
• 6. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG PHÁT SINH VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI NHỰA HIỆU QUẢ TRÊN THẾ GIỚI
• 6.1. Hiện trạng phát sinh chất thải nhựa trên thế giới
• 6.2. Công nghệ xử lý chất thải nhựa hiệu quả trên thế giới
• 7. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG XẢ THẢI, THU GOM VẬN CHUYỂN VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI NHỰA TẠI VIỆT NAM
• 7.1. Hiện trạng xả thải chất thải nhựa tại Việt Nam
• 7.2. Hiện trạng thu gom vận chuyển chất thải nhựa tại Việt Nam
• 7.3. Tình hình xử lý chất thải nhựa tại Việt Nam
• 8. ỨNG DỤNG CHẤT THẢI NHỰA TRONG XÂY DỰNG
• 9. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM (LCA)
• 9.1. Tổng quan phương pháp đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA)
• 9.2. Khái niệm về LCA. Khuôn khổ LCA
• 9.3. Ưu điểm và nhược điểm của LCA
• 9.4. Tổng quan các nghiên cứu LCA trong và ngoài nước
• 9.5. Tình hình nghiên cứu LCA trên thế giới. Tình hình nghiên cứu LCA tại Việt Nam
• 9.6. Giới thiệu phần mềm SimaPro
• 10. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG VÀ HIỆU QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH TÁI CHẾ CHẤT THẢI NHỰA THÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG
• 10.1. Tái chế chất thải nhựa thành VLXD tại Công ty TNHH SXXD Trọng Danh
• 10.2. Sản phẩm vật liệu xây dựng
• 10.3. Nguyên liệu sản xuất
• 10.4. Quy trình sản xuất
• 10.5. Đánh giá tác động môi trường của quá trình tái chế chất thải nhựa thành VLXD
• 10.5.1. Xác định mục tiêu và phạm vi
• 10.5.2. Phân tích kiểm kê vòng đời
• 10.5.3. Đánh giá tác động môi trường bằng phần mềm SimaPro và diễn giải kết quả
• 10.6. Đánh giá hiệu quả của quá trình tái chế chất thải nhựa thành VLXD
• 11. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHO HOẠT ĐỘNG TÁI CHẾ CHẤT THẢI NHỰA THÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG
• 11.1. Đánh giá công nghệ tái chế chất thải nhựa thành VLXD
• 11.2. Đề xuất giải pháp cho hoạt động tái chế chất thải nhựa thành VLXD hiệu quả
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hiện trạng phát sinh và công nghệ xử lý chất thải nhựa hiệu quả ở các nước trên thế giới

Nghiên cứu hiện trạng phát sinh và công nghệ xử lý chất thải nhựa trên thế giới cho thấy rằng tác động môi trường từ việc sản xuất và tiêu thụ nhựa ngày càng gia tăng. Theo thống kê, mỗi năm, hàng triệu tấn nhựa được thải ra môi trường, trong đó chỉ một phần nhỏ được tái chế. Các công nghệ xử lý nhựa như tái chế cơ học, tái chế hóa học và thu hồi năng lượng đã được áp dụng tại nhiều quốc gia, giúp giảm thiểu ô nhiễm và tăng cường bảo vệ môi trường. Đặc biệt, tái chế cơ học được coi là phương pháp hiệu quả nhất về mặt chi phí tái chế và hiệu quả tái chế. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc áp dụng các công nghệ này một cách đồng bộ và hiệu quả.

1.1. Công nghệ xử lý chất thải nhựa

Công nghệ xử lý chất thải nhựa hiện nay bao gồm nhiều phương pháp khác nhau như tái chế cơ học, tái chế hóa học và thu hồi năng lượng. Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng. Tái chế cơ học được ưa chuộng vì tính khả thi và hiệu quả kinh tế cao. Trong khi đó, tái chế hóa học mặc dù có tiềm năng lớn nhưng lại đòi hỏi công nghệ phức tạp và chi phí đầu tư cao. Việc lựa chọn công nghệ nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại nhựa, quy mô sản xuất và mục tiêu quản lý chất thải của từng quốc gia.

II. Đánh giá tác động môi trường và hiệu quả của quá trình tái chế chất thải nhựa thành vật liệu xây dựng

Việc đánh giá tác động môi trường từ quá trình tái chế chất thải nhựa thành vật liệu xây dựng được thực hiện thông qua phương pháp đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA). Nghiên cứu chỉ ra rằng quá trình tái chế chất thải nhựa không chỉ giúp giảm thiểu lượng rác thải nhựa mà còn có thể tạo ra các sản phẩm xây dựng có chất lượng cao. Kết quả cho thấy, việc tái chế nhựa thành vật liệu xây dựng có hiệu quả tái chế cao và tác động môi trường ở mức thấp, giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Sử dụng nhựa tái chế trong xây dựng cũng mở ra hướng đi mới cho vật liệu xây dựng bền vững.

2.1. Phân tích tác động môi trường

Phân tích tác động môi trường từ quá trình tái chế cho thấy rằng các chỉ số như cạn kiệt tài nguyên và ô nhiễm không khí đều được cải thiện rõ rệt. Sử dụng nhựa tái chế trong sản xuất vật liệu xây dựng giúp giảm thiểu việc khai thác nguyên liệu mới, từ đó giảm áp lực lên tài nguyên thiên nhiên. Bên cạnh đó, việc giảm thiểu ô nhiễm trong quá trình sản xuất cũng là một yếu tố quan trọng, giúp nâng cao chất lượng cuộc sống cho cộng đồng. Kết quả cho thấy rằng, một số chỉ tiêu như gây axit hóa và phú dưỡng hóa vẫn còn tồn tại, tuy nhiên, nhìn chung, tác động môi trường từ quá trình này là rất thấp.

III. Đề xuất giải pháp quản lý để tái chế chất thải nhựa thành vật liệu xây dựng hiệu quả

Để nâng cao hiệu quả trong việc tái chế chất thải nhựa thành vật liệu xây dựng, cần có những giải pháp quản lý đồng bộ và hiệu quả. Việc xây dựng một hệ thống quản lý chất thải chặt chẽ sẽ giúp tối ưu hóa quy trình thu gom, phân loại và tái chế nhựa. Đồng thời, cần có các chính sách khuyến khích đầu tư vào công nghệ tái chế hiện đại và đào tạo nguồn nhân lực cho lĩnh vực này. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng về tái chế nhựa cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu lượng rác thải nhựa thải ra môi trường.

3.1. Chính sách và khuyến khích đầu tư

Chính phủ cần xây dựng các chính sách hỗ trợ cho các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực tái chế nhựa, bao gồm các ưu đãi về thuế và hỗ trợ tài chính. Các chương trình đào tạo và nâng cao nhận thức về tác động môi trường từ chất thải nhựa cũng cần được triển khai rộng rãi. Việc kết hợp giữa nhà nước, doanh nghiệp và cộng đồng sẽ tạo ra một hệ sinh thái bền vững cho hoạt động tái chế nhựa, từ đó nâng cao hiệu quả tái chế và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh toàn cầu, sản lượng nhựa tăng mạnh từ 2 triệu tấn năm 1950 lên khoảng 380 triệu tấn năm 2015, gây ra áp lực lớn lên môi trường do lượng chất thải nhựa khổng lồ. Việt Nam đứng thứ 4 trong khu vực châu Á về lượng nhựa thải ra biển với khoảng 1,83 triệu tấn mỗi năm. Tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh, mỗi ngày thải ra hàng chục tấn nhựa và túi nilon, trong đó tỷ lệ thu gom và tái chế còn rất hạn chế, chỉ khoảng 11-15%. Việc xử lý chất thải nhựa chưa hiệu quả dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Luận văn tập trung đánh giá tác động môi trường và hiệu quả của quá trình tái chế chất thải nhựa thành vật liệu xây dựng, cụ thể là sản phẩm ngói lợp từ nhựa phối trộn với vỏ trấu, sử dụng phương pháp Đánh giá vòng đời sản phẩm (Life Cycle Assessment - LCA) và phần mềm SimaPro 9.3. Nghiên cứu so sánh quy trình này với sản xuất ngói đất sét nung truyền thống, nhằm xác định mức độ tác động môi trường và hiệu quả kinh tế - xã hội của công nghệ tái chế.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào công nghệ tái chế tại Công ty TNHH Sản Xuất Xây Dựng Trọng Danh, Long An, trong giai đoạn từ 2021 đến 2022. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho các giải pháp quản lý chất thải nhựa, góp phần giảm thiểu ô nhiễm và thúc đẩy phát triển bền vững trong ngành xây dựng và quản lý tài nguyên môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên phương pháp Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA), một công cụ khoa học được phát triển từ những năm 1970 nhằm đánh giá toàn diện các tác động môi trường liên quan đến chuỗi sản xuất, sử dụng và xử lý sản phẩm. Khung LCA bao gồm bốn giai đoạn chính: xác định mục tiêu và phạm vi, phân tích kiểm kê vòng đời (Life Cycle Inventory - LCI), đánh giá tác động vòng đời (Life Cycle Impact Assessment - LCIA) và diễn giải kết quả.

Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng các khái niệm chuyên ngành như:

• Tái chế cơ học: phương pháp tái chế nhựa bằng cách nghiền, rửa và tạo hạt nhựa mới, được đánh giá là thân thiện môi trường và kinh tế nhất trong các phương pháp tái chế.
• Tác động môi trường nhóm: bao gồm cạn kiệt tài nguyên phi sinh học, cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch, nóng lên toàn cầu, phá hủy tầng ozon, độc tính con người và sinh thái, axit hóa, phú dưỡng hóa, ôxy hóa quang hóa.
• Vật liệu xây dựng tái chế: sản phẩm được tạo ra từ chất thải nhựa phối trộn với các phụ gia như vỏ trấu, dùng làm ngói lợp, gạch, ván sàn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp tài liệu, khảo sát thực địa và phân tích định lượng bằng phần mềm SimaPro 9.3. Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ quy trình sản xuất ngói lợp từ 1000 kg nhựa PP phối trộn với vỏ trấu tại Công ty TNHH SXXD Trọng Danh.

• Nguồn dữ liệu: số liệu đầu vào, đầu ra của quy trình sản xuất, năng lượng tiêu thụ, nguyên liệu, vận chuyển được thu thập trực tiếp tại nhà máy; dữ liệu so sánh sản xuất ngói đất sét nung lấy từ thư viện Ecoinvent 3.8.
• Phương pháp phân tích: LCA theo hướng tiếp cận "Gate to Gate" (từ nguyên liệu đầu vào đến sản phẩm đầu ra), đánh giá các chỉ tiêu tác động môi trường chính bằng phần mềm SimaPro.
• Timeline nghiên cứu: từ tháng 4/2021 đến tháng 5/2022, bao gồm thu thập số liệu, phân tích LCA, so sánh và đề xuất giải pháp.

Phương pháp khảo sát thực địa và phỏng vấn giám đốc nhà máy giúp thu thập thông tin chi tiết về quy trình sản xuất, nguyên liệu và các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường trong quá trình tái chế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tác động môi trường thấp: Kết quả LCA cho thấy hầu hết các chỉ tiêu tác động môi trường của quá trình tái chế nhựa PP thành ngói lợp đều có giá trị dưới 0, tức không gây tác động bất lợi, bao gồm cạn kiệt tài nguyên phi sinh học, cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch, nóng lên toàn cầu, phá hủy tầng ozon, độc tính con người và sinh thái nước ngọt, nước mặn, trên cạn, và ôxy hóa quang hóa.

2. Chỉ tiêu axit hóa và phú dưỡng hóa: Một số chỉ tiêu như gây axit hóa và phú dưỡng hóa có giá trị lớn hơn 0, phản ánh một số tác động tiêu cực nhỏ trong quá trình tái chế, chủ yếu do khí thải và chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất.

3. So sánh với ngói đất sét nung: Quá trình tái chế nhựa thành ngói có tác động môi trường thấp hơn đáng kể so với sản xuất ngói đất sét nung truyền thống, đặc biệt trong các nhóm tác động về năng lượng và khí nhà kính, giảm khoảng 30-50% các chỉ tiêu chính.

4. Hiệu quả kinh tế và xã hội: Việc tái chế chất thải nhựa thành vật liệu xây dựng không chỉ giảm lượng chất thải nhựa ra môi trường mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị sử dụng cao, góp phần tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và tạo việc làm tại địa phương.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tác động môi trường thấp là do việc sử dụng nguyên liệu tái chế và phối trộn với vỏ trấu, giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu mới và tiêu thụ năng lượng trong sản xuất. So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng giảm thiểu tác động môi trường khi áp dụng tái chế cơ học nhựa trong sản xuất vật liệu xây dựng.

Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu tác động môi trường giữa ngói nhựa và ngói đất sét nung minh họa rõ sự vượt trội của công nghệ tái chế nhựa về mặt bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, các chỉ tiêu axit hóa và phú dưỡng hóa cần được kiểm soát thông qua cải tiến quy trình và xử lý khí thải.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc thúc đẩy phát triển công nghệ tái chế nhựa tại Việt Nam, góp phần giảm thiểu ô nhiễm và phát triển kinh tế tuần hoàn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường đầu tư công nghệ sạch: Khuyến khích các doanh nghiệp tái chế nhựa đầu tư hệ thống xử lý khí thải và chất thải rắn để giảm thiểu các chỉ tiêu axit hóa và phú dưỡng hóa, nâng cao hiệu quả môi trường trong vòng 2 năm tới.

2. Phát triển chuỗi cung ứng nguyên liệu tái chế: Xây dựng hệ thống thu gom, phân loại chất thải nhựa hiệu quả tại nguồn, đặc biệt tại các đô thị lớn như TP. Hồ Chí Minh, nhằm đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định cho các cơ sở tái chế trong vòng 1-3 năm.

3. Hỗ trợ chính sách và ưu đãi thuế: Nhà nước cần ban hành các chính sách ưu đãi thuế, hỗ trợ tài chính cho các doanh nghiệp tái chế nhựa thành vật liệu xây dựng, thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp tái chế trong 3-5 năm tới.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, giáo dục về phân loại rác thải nhựa và lợi ích của tái chế nhựa trong xây dựng, nhằm tăng tỷ lệ thu gom và tái chế, giảm lượng nhựa thải ra môi trường trong vòng 1-2 năm.

5. Khuyến khích nghiên cứu và phát triển: Hỗ trợ các đề tài nghiên cứu cải tiến công nghệ tái chế nhựa, phát triển sản phẩm vật liệu xây dựng mới từ nhựa tái chế, nâng cao chất lượng và đa dạng hóa sản phẩm trong vòng 3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường và chính sách: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách quản lý chất thải nhựa, thúc đẩy phát triển công nghệ tái chế thân thiện môi trường.

2. Doanh nghiệp tái chế và sản xuất vật liệu xây dựng: Tham khảo quy trình, đánh giá tác động môi trường và hiệu quả kinh tế của công nghệ tái chế nhựa thành ngói, từ đó áp dụng và cải tiến sản xuất.

3. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành môi trường, quản lý tài nguyên: Cung cấp phương pháp LCA ứng dụng thực tiễn, dữ liệu và phân tích chi tiết về tác động môi trường của tái chế nhựa.

4. Cơ quan truyền thông và tổ chức phi chính phủ: Sử dụng thông tin để tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của chất thải nhựa và lợi ích của tái chế trong xây dựng.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp LCA là gì và tại sao được sử dụng trong nghiên cứu này?
   LCA là phương pháp đánh giá toàn diện tác động môi trường của sản phẩm trong suốt vòng đời. Nghiên cứu sử dụng LCA để định lượng các tác động môi trường của quá trình tái chế nhựa thành vật liệu xây dựng, giúp so sánh hiệu quả với phương pháp truyền thống.

2. Tại sao chọn phối trộn nhựa với vỏ trấu để sản xuất ngói?
   Vỏ trấu là phụ phẩm nông nghiệp sẵn có, giúp giảm lượng nhựa sử dụng, cải thiện tính chất vật liệu và giảm chi phí sản xuất, đồng thời tăng tính bền vững của sản phẩm.

3. Quá trình tái chế nhựa có gây ô nhiễm môi trường không?
   Kết quả nghiên cứu cho thấy hầu hết các tác động môi trường đều ở mức thấp hoặc không gây hại, tuy nhiên một số chỉ tiêu như axit hóa và phú dưỡng hóa cần được kiểm soát bằng công nghệ xử lý khí thải.

4. So sánh tác động môi trường giữa ngói nhựa và ngói đất sét nung như thế nào?
   Ngói nhựa tái chế có tác động môi trường thấp hơn đáng kể, giảm tiêu thụ năng lượng và khí nhà kính từ 30-50% so với ngói đất sét nung truyền thống.

5. Làm thế nào để nâng cao hiệu quả tái chế chất thải nhựa tại Việt Nam?
   Cần tăng cường thu gom, phân loại rác tại nguồn, đầu tư công nghệ sạch, hỗ trợ chính sách và nâng cao nhận thức cộng đồng để phát triển ngành tái chế bền vững.

Kết luận

• Quá trình tái chế chất thải nhựa thành vật liệu xây dựng tại Công ty TNHH SXXD Trọng Danh có tác động môi trường thấp, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững.
• Phương pháp LCA và phần mềm SimaPro 9.3 đã cung cấp đánh giá định lượng chính xác về các chỉ tiêu tác động môi trường.
• So với sản xuất ngói đất sét nung, ngói từ nhựa tái chế giảm đáng kể các tác động tiêu cực về môi trường.
• Đề xuất các giải pháp quản lý, công nghệ và chính sách nhằm nâng cao hiệu quả tái chế nhựa tại Việt Nam.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển bền vững cho ngành vật liệu xây dựng và quản lý chất thải nhựa trong tương lai.

Khuyến khích các cơ quan chức năng và doanh nghiệp áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển công nghệ tái chế nhựa, đồng thời thúc đẩy chính sách hỗ trợ và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Giới thiệu về nhựa 1. Lịch sử của nhựa Nhựa là thuật ngữ chung để nói về các vật liệu dẻo tổng hợp hay bán tổng hợp, được ứng dụng phổ biến, rộng khắp trong hầu hết các ngành công nghiệp. Thuật ngữ “Plastic” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp “plastikos”, có nghĩa là phù hợp để đúc, tạo hình.

Điều này đề cập đến tính linh hoạt của vật liệu hay độ dẻo của nó trong quá trình sản xuất. Vật liệu nhựa là các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ nguyên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí tự nhiên, than đá hoặc từ nguyên liệu sinh học (xenlulozơ). Hiện nay, vật liệu nhựa được sử dụng trên thế giới có nguồn gốc chủ yếu từ nguyên liệu hóa thạch. Lịch sử của vật liệu nhựa có từ hơn 100 năm trước, so với các vật liệu truyền thống khác, vật liệu nhựa tương đối hiện đại.

Quá trình hình thành của nhựa được tóm tắt qua bảng sau: Bảng 1. Lịch sử của nhựa Năm Sự kiện Con người đã phát hiện và sử dụng các loại polyme tự nhiên (như Trước năm 1800 len, bông, da, gỗ, lụa, cao su) với sự biến đổi ít của polymer. Nhà phát minh người Mỹ Charles Goodyear đã tìm ra uy trình lưu hóa của cao su tự nhiên. Điều này giúp cao su vẫn giữ được 1839 tính đàn hồi của nó trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn so với nguyên liệu thô và có khả năng chống dung môi tốt hơn.

Nhà phát minh người Anh Ale ander Parkes bước đầu tạo ra vật 1850 liệu nhựa bán tổng hợp – cellulose nitrate, bằng việc kết hợp và biến đổi những sợi cenlulose cùng axit nitric. Celluloid được phát minh bởi John Wesley Hyatt – một nhà hóa học người Mỹ. Đây được coi là loại nhựa đầu tiên vì nó được tạo 1868 ra bằng cách biến đổi cơ bản một loại polyme tự nhiên và sau đó đúc vật liệu tạo thành các hình dạng mới. Fredrich Kekulé (nhà hóa học người Đức) đề xuất mô hình chuỗi 1877 cho polyme Emil Fischer và Hermann Leuchs (nhà hóa học người Đức) đã đề 1893 xuất một cấu trúc chuỗi cho cellulose và sau đó tổng hợp phân tử.

Leo Baekeland – nhà hóa học người Bỉ đã công bố phát minh ra 1909 nhựa phenolic, loại polyme đầu tiên được làm hoàn toàn từ vật liệu tổng hợp. 8 Năm Sự kiện Herman Staudinger - nhà hóa học người Đức đã đề xuất cấu trúc 1924 chuỗi polyme cho polyme tổng hợp. Một số polyme được tạo ra bằng phương pháp trùng hợp bổ sung 1925-1940 đã được giới thiệu (ví dụ: PVC, PS, PE,…). Nhà hóa học người Mỹ - Wallace Carothers phát minh ra Nylon 1934 và uá trình trùng ngưng.

Giới thiệu một số polyme được tạo ra bằng phương pháp trùng 1940-1950 ngưng (ví dụ: PET, polyeste không bão hòa). Natta (nhà hóa học 1950-1955 người Ý) phát triển chất xúc tác ở áp suất thấp. Tạo ra vật liệu composite bằng cách sử dụng nhựa tổng hợp và 1955-1970 các chất khác để tăng độ cứng, bộ bền như sợi thủy tinh, sợi cacbon và sợi aramid. Mở rộng việc sản xuất các bộ phận bằng nhựa thay cho gỗ và 1970-1990 kim loại, dẫn đến giá thành thấp hơn, cải thiện chất lượng và các ứng dụng.

Các loại nhựa có cấu trúc tinh vi đã được phát triển, chúng có các tính chất đặc biệt như khả năng chịu nhiệt cao, khả năng bắt lửa 1990-2005 thấp, dẫn điện, phân hủy sinh học… Tìm ra các chất xúc tác mới cải thiện đáng kể tính chất của nhiều loại nhựa, do đó mở rộng hơn nữa khả năng của nhựa., 2006 Ngày nay, nhựa đóng góp một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, các sản phẩm làm từ nhựa rất đa dạng, từ các sản phẩm tinh vi như khớp gối giả, khớp háng đến đồ dùng thực phẩm dùng một lần. Sự phổ biến rộng rãi của nhựa trong nhiều ứng dụng công nghiệp có thể được giải thích là do nhựa có nhiều đặc tính và tính dễ gia công của chúng. Các đặc tính của nhựa có thể được thay đổi để đáp ứng các nhu cầu cụ thể. Phân loại nhựa So với các nguyên liệu truyền thống như da, gỗ, thủy tinh, kim loại…vật liệu nhựa có một số tính chất ưu việt hơn như: khả năng chống ăn mòn, chống thấm, dễ tạo hình, sản xuất và khả năng tái sinh.

Theo tính chất, nhựa được phân thành 2 loại: nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo (Christensen, Thomas H. 9 - Nhựa nhiệt dẻo: có cấu trúc gồm các chuỗi polyme dài. Khi tăng nhiệt độ, nhựa nhiệt dẻo trở nên mềm hơn và có thể gia công cơ học. Sau khi nguội sẽ đóng rắn và vẫn có thể nóng chảy lại khi tiếp tục tăng nhiệt độ.

Tuy tính cơ học không cao như nhựa nhiệt rắn nhưng có thể tái sinh nhiều lần. Một số loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến như polyetylen (PE), polystyren (PS), polypropylen (PP) và polyvinylclorua (PVC). - Nhựa nhiệt rắn: là loại polyme có cấu trúc dạng lưới. Sau khi chịu tác động của nhiệt hoặc phản ứng hóa học sẽ không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa.

Nhựa nhiệt rắn có khả năng chống mài mòn, chịu lực, nhiệt và hóa chất rất tốt, và do đó chúng khó để tái chế. Các loại nhiệt rắn phổ biến là nhựa Phenolic, aminoplasts, polyester không bão hòa (UP), epoxit (EP) và polyurethane (PUR). Ứng dụng của các loại nhựa Loại nhựa Viết tắt Ứng dụng Nhựa nhiệt dẻo Hộp đựng, đồ chơi, đồ gia dụng, bao Polyethylene mật độ cao HDPE bì công nghiệp, ống dẫn khí đốt… Pallet, màng nông nghiệp, túi, đồ Polyethylene mật độ thấp HLPE chơi, lớp phủ, thùng chứa, đường ống, bao bì… Màng, linh kiện điện, vỏ pin, hộp Polypropylene PP đựng, thùng chứa, đồ chơi… Chai đựng nước ngọt có ga, sợi dệt, Polyethylene terephthalate PET bao bì thực phẩm dạng màng… Vật liệu cách nhiệt, cuộn băng keo, Polystyrene PS cốc, đồ điện, dĩa, đồ chơi… Vật liệu xây dựng, mũ bảo hiểm xe Expanded polystyrene EPS đạp, bao bì thực phẩm, vật tư y tế, các sản phẩm tiêu dùng điện… Bao rác, lưới đánh cá, dây thừng, dây Polyamide PA an toàn,… Đồ chơi trẻ em, vỏ các thiết bị điện tử, Acrylonitrile/but ABS mũ bảo hiểm, thùng chứa, ống adiene/styrene nước,… Khung cửa, ống nước, ván sàn, cáp Polyvinyl-chloride PVC cách điện, tấm bạt che, áo mưa, máng nước, thẻ tín dụng, sản phẩm y tế… Vật liệu cách điện, màn hình thiết bị Polymethyl-methacrylate PMMA điện tử, kính chắn gió, cửa ôtô, đèn báo… Nhựa nhiệt rắn Epoxide EP Lớp phủ bảo vệ, chất kết dính Các ứng dụng trong xây dựng và hàng Polyester không bão hòa UP hải như chất độn cho sợi thủy tinh trong thuyền buồm… 10 Loại nhựa Viết tắt Ứng dụng Nệm, ghế xe, lớp lót đường ống trong Polyurethane PUR/PU ngành dầu khí, khuôn đổ bê tông, nhựa… Xử lý sợi dệt và giấy, khuôn đúc, các Aminoplast ứng dụng kết dính, công tắc và phích cắm điện, … Sản xuất ván ép, vật liệu cách nhiệt, Phenoplasts sơn mài, vecni, khuôn đúc,… Nguồn: Christensen, Thomas H., 2011 Để tạo điều kiện cho việc tái chế nhựa sau khi tiêu thụ, các hệ thống nhận dạng nhựa khác nhau đã được thiết lập. Năm 1988, Hiệp hội Công nghiệp Nhựa Hoa Kỳ (SPI) đã giới thiệu hệ thống ký hiệu và đánh số dành riêng cho bao bì nhựa cứng mà ngày nay đã trở thành bắt buộc ở nhiều quốc gia.

Ủy ban Châu Âu, Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu (CEN) và PlasticsEurope (trước đây là APME) - Hiệp hội nhựa Châu Âu cũng cung cấp các hệ thống tương tự. Các hệ thống ký hiệu và mã khác nhau được mô tả trong hình sau. Ủy ban CEN APME SPI Châu Âu Polyethylene terephthalate Polyethylene mật độ cao Polyvinyl chloride Polyethylene mật độ thấp Polypropylene Polystyrene Nguồn: Christensen, Thomas H. Các hệ thống ký hiệu và mã của nhựa 11 1.

Tổng quan về hiện trạng phát sinh và công nghệ xử lý chất thải nhựa hiệu quả trên thế giới 1. Hiện trạng phát sinh chất thải nhựa trên thế giới Sản lượng nhựa toàn cầu tăng từ 180 triệu tấn vào năm 2000 lên 360 triệu tấn năm 2020 (tăng gấp đôi trong 20 năm ua). Châu Á là khu vực sản xuất nhựa lớn nhất (chiếm 51%), tiếp theo là Châu Âu (16%), khu vực Hiệp định Thương mại Tự do Bắc Mỹ (NAFTA: Canada, Mexico và Hoa Kỳ) (19%), Trung Đông, châu Phi (7%), Mỹ Latinh (4%) và Cộng đồng các quốc gia độc lập (CIS: Azerbaijan, Armenia, Belarus, Georgia, Kazakhstan, Kyrgyzstan, Moldova, Nga, Tajikistan, Turkmenistan, Uzbekistan và Ukraine) (3%) (Plastics Europe, 2020). Các loại nhựa chính là PP, LDPE, HDPE, PET, PVC và PS (Awoyera và Adesina, 2020).

Ngân hàng Thế Giới cho biết rằng, thế giới đã tạo ra 242 triệu tấn chất thải nhựa vào năm 2016 - chiếm 12% chất thải rắn đô thị. Chất thải này chủ yếu có nguồn gốc từ ba khu vực - 57 triệu tấn từ Đông Á và Thái Bình Dương, 45 triệu tấn từ châu Âu và Trung Á, và 35 triệu tấn từ Bắc Mỹ (Silpa Kaza et al. Năm 2018, chất thải nhựa đã tăng lên 359 triệu tấn (Plastics Europe, 2019). Rác thải nhựa chủ yếu xâm nhập vào môi trường khi nó được quản lý kém, chẳng hạn như thông ua bãi rác lộ thiên, đốt lộ thiên và xả thải vào nguồn nước.

Ngay cả khi chất thải nhựa được thu gom, nhiều quốc gia cũng không có khả năng ử lý chúng. Năm 2017, Châu Âu đã xuất khẩu 1/6 lượng rác thải nhựa và phần lớn là sang Châu Á (Silpa Kaza et al. Sau đây là hiện trạng phát sinh chất thải nhựa tại một số nước ở Đông Nam Á và châu Âu. Các nước Đông Nam Á - Thái Lan Thái Lan là một nước sản xuất và xuất khẩu nhựa, hơn một nửa lượng nhựa được sản xuất ở Thái Lan cuối cùng được xuất khẩu.

Các ngành công nghiệp tiêu thụ nhựa lớn nhất là ngành công nghiệp bao bì (42%), điện và điện tử (16%), xây dựng (14%), ôtô (7%) và dây tóc (7%). Các ngành công nghiệp này chiếm tổng cộng 86% sản lượng tiêu thụ nhựa (World Bank Group, 2021b). Người dân Thái Lan phát sinh chất thải nhựa trung bình khoảng 74 kg/người/năm, gấp hơn hai lần mức trung bình của thế giới (29 kg/người/năm) vào năm 2018. Mỗi năm có khoảng 336 nghìn tấn nhựa bị rò rỉ ra đại dương.

Con số này tương đương với mức rò rỉ nhựa là 4,8 kg/người/năm. Và có 30% lượng rác thải nhựa phát sinh tại Thái Lan không được thu gom (IUCN-EA-QUANTIS, 2020b). Khối 12 lượng các loại nhựa được tiêu thụ tại Thái Lan vào năm 2018 được thể hiện qua hình bên dưới. Nguồn: World Bank Group, 2021b Hình 1.

Tiêu thụ nhựa tại Thái Lan năm 2018 Nhựa PP, PET, LDPE/LLDPE và HDPE là các loại nhựa được sử dụng phổ biến, chúng chiếm 78% tổng số nhựa được tiêu thụ tại Thái Lan.