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.

Hành động tiếp theo: 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.