Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, đô thị hóa và gia tăng dân số nhanh chóng, lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh tại các đô thị ngày càng lớn, gây áp lực nghiêm trọng lên môi trường. Tại Việt Nam, tỷ lệ thu gom rác thải đô thị trung bình đạt khoảng 84%, với tổng lượng chất thải rắn phát sinh ước tính khoảng 31.500 tấn/ngày vào năm 2014, dự báo tăng lên 39,9 triệu tấn/năm vào năm 2020. Thành phố Thái Bình, với dân số khoảng 11.000 người tại phường Tiền Phong, đã đầu tư xây dựng Nhà máy xử lý rác thải với công suất xử lý ban đầu khoảng 70 tấn/ngày, sau nâng lên 160 tấn/ngày với 4 lò đốt hoạt động liên tục. Tuy nhiên, hoạt động của nhà máy vẫn gây ra các vấn đề ô nhiễm môi trường như ô nhiễm đất, nước và không khí, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng và chất lượng cuộc sống người dân xung quanh.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường tại khu vực Nhà máy xử lý rác thải Thành phố Thái Bình, phân tích các tồn tại trong quản lý và vận hành, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm với chi phí hợp lý. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực nhà máy và các vùng lân cận, với dữ liệu thu thập trong giai đoạn 2013-2015. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả xử lý chất thải rắn đô thị, bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng, đồng thời góp phần phát triển bền vững tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý chất thải rắn sinh hoạt, bao gồm:

  • Mô hình quản lý chất thải rắn đô thị: tập trung vào các khâu thu gom, vận chuyển, xử lý và tái chế, nhấn mạnh nguyên tắc 3R (Reduce, Reuse, Recycle) nhằm giảm thiểu phát sinh rác tại nguồn.
  • Lý thuyết xử lý ô nhiễm môi trường: áp dụng các phương pháp xử lý nước rỉ rác, khí thải và đất ô nhiễm, bao gồm xử lý sinh học, hóa lý, hấp thụ và thiêu đốt.
  • Mô hình khuếch tán ô nhiễm không khí Gauss: sử dụng để dự báo phạm vi và mức độ lan truyền các chất ô nhiễm như TSP, SO₂, CO, NO₂ từ nguồn thải lò đốt.
  • Các khái niệm chính: nước rỉ rác, khí thải lò đốt, bãi chôn lấp hợp vệ sinh, ô nhiễm kim loại nặng, xử lý sinh học và hóa lý nước thải.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực địa về môi trường đất, nước, không khí tại khu vực nhà máy và vùng lân cận; dữ liệu vận hành nhà máy; khảo sát ý kiến người dân và công nhân; tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan.
  • Phương pháp chọn mẫu: Lấy mẫu đất tại 4 vị trí trọng điểm, mẫu không khí tại 6 vị trí xung quanh và 3 vị trí ống khói lò đốt, mẫu nước mặt và nước ngầm tại các điểm tiếp giáp nhà máy. Cỡ mẫu đảm bảo đại diện cho khu vực nghiên cứu.
  • Phân tích số liệu: Sử dụng phương pháp phân tích hóa học để xác định nồng độ kim loại nặng, khí độc, chất ô nhiễm; áp dụng mô hình Gauss để mô phỏng lan truyền khí thải; phương pháp đánh giá nhanh của WHO để ước tính tải lượng khí thải và nước thải.
  • Timeline nghiên cứu: Khảo sát và lấy mẫu từ tháng 12/2014 đến tháng 3/2015; phân tích và đánh giá dữ liệu trong quý II năm 2015; đề xuất giải pháp và hoàn thiện luận văn đến tháng 5/2015.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ô nhiễm đất tại khu vực nhà máy: Kết quả phân tích mẫu đất cho thấy chỉ tiêu Zn, As, Pb tại vị trí Đ2 và Đ4 vượt giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT, với nồng độ Zn lên đến 432-570 mg/kg, As 13-28,6 mg/kg, Pb 234-343,5 mg/kg, vượt mức tiêu chuẩn đất công nghiệp. Nguyên nhân chính là do nước rỉ rác rò rỉ từ bãi chôn lấp thấm vào đất.

  2. Ô nhiễm không khí xung quanh nhà máy: Nồng độ H₂S tại khu vực tập kết rác vượt quy chuẩn QĐ 3733:2002/BYT khoảng 3,2-3,5 lần (32,3-35,8 mg/m³ so với giới hạn 10 mg/m³). Các chỉ tiêu CO, SO₂, bụi PM10 đều nằm trong giới hạn cho phép nhưng đặc tính mùi khó chịu gây bức xúc cho người dân.

  3. Ô nhiễm nước mặt và nước ngầm: Nước rỉ rác chưa được xử lý triệt để gây ô nhiễm nguồn nước mặt và ngầm xung quanh bãi chôn lấp. Nồng độ COD, BOD, tổng coliform vượt tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Trà Lý và mương thoát nước nội bộ.

  4. Hiệu quả xử lý rác thải: Nhà máy xử lý khoảng 160 tấn rác/ngày, trong đó 85-90% được đốt bằng 4 lò đốt với tổng công suất 7,5 tấn/h, phần còn lại chôn lấp tại bãi rộng 2 ha. Tuy nhiên, bãi chôn lấp đã gần đầy và dự kiến đóng cửa vào cuối năm 2015, gây áp lực xử lý nước rỉ rác và tro xỉ.

Thảo luận kết quả

Các kết quả cho thấy hoạt động của Nhà máy xử lý rác thải Thành phố Thái Bình đã góp phần giảm thiểu lượng rác thải phát sinh, tuy nhiên vẫn tồn tại các vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Ô nhiễm kim loại nặng trong đất chủ yếu do nước rỉ rác chưa được thu gom và xử lý triệt để, tương tự với các nghiên cứu tại các bãi chôn lấp khác trong nước và quốc tế. Nồng độ H₂S vượt chuẩn phản ánh quá trình phân hủy kị khí trong bãi chôn lấp và khu vực tập kết rác, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe người dân.

So sánh với các nghiên cứu về xử lý rác thải tại các đô thị lớn như Hà Nội, TP.HCM, Thái Bình có quy mô nhỏ hơn nhưng gặp phải các vấn đề tương tự về xử lý nước rỉ rác và khí thải lò đốt. Việc áp dụng mô hình Gauss giúp dự báo phạm vi lan truyền ô nhiễm không khí, hỗ trợ trong việc thiết kế các giải pháp giảm thiểu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh nồng độ kim loại nặng trong đất, nồng độ khí H₂S và bụi PM10 tại các vị trí lấy mẫu, cũng như bảng tổng hợp các chỉ tiêu ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Các biểu đồ này minh họa rõ mức độ vượt chuẩn và phân bố ô nhiễm trong khu vực nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Cải thiện hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác: Xây dựng hệ thống thu gom nước rỉ rác hoàn chỉnh, áp dụng công nghệ xử lý sinh học kết hợp hóa lý để giảm nồng độ COD, BOD, kim loại nặng. Mục tiêu đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN trong vòng 12 tháng. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý nhà máy phối hợp với các đơn vị tư vấn công nghệ.

  2. Nâng cấp hệ thống xử lý khí thải lò đốt: Lắp đặt thêm thiết bị hấp thụ và hấp phụ khí độc như H₂S, SO₂, bụi mịn, sử dụng than hoạt tính và tháp hấp thụ hóa học. Giảm nồng độ khí độc xuống dưới giới hạn quy chuẩn trong 6 tháng. Chủ thể: Nhà máy phối hợp với nhà cung cấp thiết bị.

  3. Quản lý bãi chôn lấp và đóng cửa bãi hiện tại: Hoàn thiện quy trình san phủ, đầm nén, phủ đất và phun chế phẩm vi sinh để giảm phát sinh khí độc và nước rỉ rác. Lập kế hoạch đóng cửa bãi chôn lấp hiện tại vào cuối năm 2015, đồng thời xây dựng bãi chôn lấp mới với lớp chống thấm và hệ thống thu gom nước rỉ rác hiện đại. Chủ thể: UBND thành phố và Ban quản lý nhà máy.

  4. Tăng cường tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng: Triển khai các chương trình tuyên truyền về phân loại rác tại nguồn, bảo vệ môi trường và giảm thiểu ô nhiễm. Mục tiêu nâng cao tỷ lệ phân loại rác tại nguồn lên trên 30% trong 2 năm tới. Chủ thể: UBND phường, các tổ chức xã hội và nhà máy.

  5. Xây dựng cơ chế chính sách hỗ trợ và giám sát: Ban hành các quy định về quản lý chất thải rắn, xử lý vi phạm và hỗ trợ kỹ thuật cho nhà máy. Thiết lập hệ thống giám sát môi trường định kỳ để kịp thời phát hiện và xử lý ô nhiễm. Chủ thể: Sở Tài nguyên Môi trường, UBND thành phố.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý môi trường đô thị: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực tiễn và giải pháp kỹ thuật giúp nâng cao hiệu quả quản lý chất thải rắn, xử lý ô nhiễm tại các nhà máy xử lý rác.

  2. Chuyên gia và nhà nghiên cứu khoa học môi trường: Luận văn trình bày phương pháp đánh giá hiện trạng ô nhiễm và áp dụng mô hình dự báo khí thải, hỗ trợ nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý chất thải.

  3. Nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy chuẩn kỹ thuật và kế hoạch phát triển bền vững trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn.

  4. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực xử lý chất thải: Tham khảo các giải pháp công nghệ, quản lý vận hành và đánh giá hiệu quả đầu tư tại nhà máy xử lý rác thải quy mô vừa và nhỏ.

Câu hỏi thường gặp

  1. Nhà máy xử lý rác thải Thái Bình có công suất bao nhiêu?
    Hiện tại nhà máy vận hành 4 lò đốt với tổng công suất 7,5 tấn/giờ, xử lý khoảng 160 tấn rác/ngày, trong đó 85-90% rác được đốt, phần còn lại chôn lấp.

  2. Ô nhiễm môi trường chủ yếu do nguyên nhân nào?
    Ô nhiễm chủ yếu do nước rỉ rác từ bãi chôn lấp chưa được xử lý triệt để thấm vào đất và nguồn nước, cùng với khí thải chứa H₂S vượt chuẩn từ quá trình phân hủy rác và đốt rác.

  3. Phương pháp xử lý nước rỉ rác hiệu quả là gì?
    Kết hợp xử lý sinh học (bể hiếu khí, yếm khí) với xử lý hóa lý (keo tụ, kết tủa, hấp phụ) giúp giảm COD, BOD và kim loại nặng, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải.

  4. Làm thế nào để giảm mùi khó chịu tại khu vực nhà máy?
    Nâng cấp hệ thống xử lý khí thải, sử dụng thiết bị hấp thụ, hấp phụ và lọc bụi, đồng thời quản lý tốt bãi chôn lấp bằng phủ đất và phun chế phẩm vi sinh.

  5. Những giải pháp quản lý nào được đề xuất?
    Tăng cường thu gom, phân loại rác tại nguồn, xây dựng chính sách giám sát môi trường, đào tạo nhân viên vận hành và tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng.

Kết luận

  • Nhà máy xử lý rác thải Thành phố Thái Bình đã góp phần xử lý khoảng 160 tấn rác/ngày, giảm thiểu ô nhiễm môi trường đô thị.
  • Hiện trạng ô nhiễm đất, nước và không khí tại khu vực nhà máy vượt giới hạn cho phép, đặc biệt là kim loại nặng trong đất và khí H₂S trong không khí.
  • Các tồn tại chủ yếu liên quan đến xử lý nước rỉ rác chưa triệt để, hệ thống xử lý khí thải lò đốt chưa hoàn chỉnh và bãi chôn lấp gần đầy.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý đồng bộ nhằm giảm thiểu ô nhiễm, nâng cao hiệu quả vận hành và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
  • Tiếp tục nghiên cứu, giám sát môi trường định kỳ và triển khai các chương trình tuyên truyền, nâng cao nhận thức là bước đi cần thiết trong giai đoạn tiếp theo.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp đề xuất, hoàn thiện hệ thống xử lý nước rỉ rác và khí thải, đồng thời xây dựng kế hoạch đóng cửa bãi chôn lấp hiện tại trước năm 2016. Các cơ quan quản lý và nhà máy cần phối hợp chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả và bền vững.