Chương 1: Tổng quan Nêu đặc điểm, tính chất và một số nghiên cứu về các chất hữu cơ độc hại ở Việt Nam và trên thế giới. Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu Phân tích và đưa ra các căn cứ lựa chọn, phương pháp nghiên cứu đã áp dụng trong quá trình thực hiện luận án. Các phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu, phân tích mẫu, phương pháp đánh giá rủi ro, phương pháp xác định tải lượng chất ô nhiễm. Chương 3: Kết quả và thảo luận Đưa ra các kết quả đã đạt được trong luận án, đánh giá ô nhiễm một số chất hữu cơ độc hại (PAHs, BTEX) trong khí thải và không khí xung quanh khu vực lò đốt chất thải rắn sinh hoạt, đánh giá rủi ro của các chất PAH, BTEX đến sức khỏe công nhân vận hành lò đốt, xác định tải lượng và hệ số phát thải của một số chất hữu cơ độc hại (PAHs, BTEX) trong khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt.
Tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam và khu vực nghiên cứu 1.1 Tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn tại Việt Nam Theo Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2019, tổng khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên toàn quốc là khoảng 64.658 tấn/ngày (khu vực đô thị là 35.624 tấn/ngày và khu vực nông thôn là 28. Các địa phương có khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên 1.000 tấn/ngày chiếm 25% (trong đó có Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh phát sinh trên 6. Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt tăng đáng kể ở các địa phương có tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa cao và du lịch như Thành phố Hồ Chí Minh (9.400 tấn/ ngày), thủ đô Hà Nội (6.500 tấn/ngày), Thanh Hoá (2.175 tấn/ngày), Hải Phòng (1.982 tấn/ngày), Bình Dương (2.661 tấn/ngày), Đồng Nai (1.885 tấn/ngày), Quảng Ninh (1.539 tấn/ngày), Đà Nẵng (1.080 tấn/ ngày) và Bình Thuận (1. Hiện nay, trên cả nước có 1.322 cơ sở xử lý chất thải rắn sinh hoạt, gồm 400 lò đốt chất thả rắn sinh hoạt, 37 dây chuyền chế biến compost, 904 bãi chôn lấp, trong đó có nhiều bãi chôn lấp không hợp vệ sinh (Bộ TNMT, 2019c).
Một số cơ sở áp dụng phương pháp đốt chất thải rắn sinh hoạt để thu hồi năng lượng phát điện hoặc có kết hợp nhiều phương pháp xử lý. Trong các cơ sở xử lý chất thải rắn sinh hoạt, có 78 cơ sở cấp tỉnh, còn lại là các cơ sở xử lý cấp huyện, cấp xã, liên xã. Trên tổng khối lượng chất thải rắn sinh hoạt được thu gom, khoảng 71% (tương đương 35.000 tấn/ngày) được xử lý bằng phương pháp chôn lấp (chưa tính lượng bã thải từ các cơ sở chế biến compost và tro xỉ phát sinh từ các lò đốt); 16% (tương đương 7.900 tấn/ ngày) được xử lý tại các nhà máy chế biến compost; 13% (tương đương 6.400 tấn/ngày) được xử lý bằng phương pháp đốt. Về thời điểm đưa vào vận hành, 34,4% các cơ sở chế biến compost và 31,8% bãi chôn lấp được xây dựng và vận hành trước năm 2010.
Trong khi đó, chỉ có 4,5% các cơ sở xử lý theo phương pháp đốt được vận hành trước năm 2010. Hầu hết các lò đốt được xây dựng sau năm 2014. Các công nghệ lò đột đốt hiện nay đang áp dụng chủ yếu 6 là lò Loshiho, Sankyo, ngoài ra còn sử dụng một số công nghệ khác như BD-Anfa, T- Tech, TH-15, Lodora, SH-300[1].2 Thực trạng tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại khu vực nghiên cứu 1.1 Thực trạng phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại Vĩnh Phúc Tại Vĩnh Phúc, theo kết quả điều tra, khảo sát, tổng lượng rác thải phát sinh trên địa bàn tỉnh khoảng 920 tấn/ngày, trong đó ở khu vực đô thị khoảng 350 tấn/ngày, khu vực nông thôn khoảng 570 tấn/ngày, trong đó tại Thị trấn Yên Lạc là 10,5 tấn/ngày, tại xã Tam Hợp là 6,3 tấn/ngày. Tỷ lệ thu gom đã đạt trên 75% ở khu vực nông thôn và trên 95% ở khu vực đô thị[2].
Tại Vĩnh Phúc, phương pháp xử lý chất thải hiện nay trên địa bàn tỉnh hiện nay chủ yếu là chôn lấp thông thường (chiếm khoảng 75%), và đốt bằng các lò đốt rác quy mô nhỏ cấp xã, cơ sở xử lý do tư nhân đầu tư (chiếm khoảng 25%). Tại khu vực nông thôn, toàn tỉnh được bố trí 37 lò đốt rác quy mô cấp xã (34 lò đốt từ vốn nhà nước và 03 lò từ nguồn vốn của doanh nghiệp) và 01 nhà máy đốt rác thải tập trung (công suất đốt khoảng 75 tấn/ngày đêm) tại thị trấn Hợp Hòa, huyện Tam Dương. Nhìn chung, việc đầu tư lò đốt nhỏ chỉ giải quyết những khó khăn trước mắt, đến nay, hầu hết các lò đốt đều đã xuống cấp, công nghệ thô sơ, lạc hậu và không đáp ứng quy định pháp luật về bảo vệ môi trường[2].2 Tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại Nam Định Tại Nam Định, theo thống kê của UBND tỉnh, tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên địa bàn tỉnh vào khoảng 846 tấn/ngày, trong đó chất thải rắn sinh hoạt khu vực nông thôn là 660 tấn, riêng huyện Hải Hậu là 214 tấn/ngày. Tỷ lệ thu gom đạt 94% đối với khu vực đô thị và 88,4% tại khu vực Nông thôn[3].
Tại Nam Định, phương pháp xử lý rác thải hiện nay chủ yếu chôn lấp hoặc lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô cấp xã. Hiện nay khu vực nông thôn của tỉnh có 182/201 xã/thị trấn đầu tư xây dựng công trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt, trong đó có 73 xã/thị trấn xây dựng bãi chôn lấp, 109 xã/thị trấn lắp đặt lò đốt. Lò đốt rác thải đang áp dụng tại khu vực nông thôn gồm 8 loại với công nghệ, vận hành tương đối giống nhau; công suất 7 các lò đốt dao động từ 300 kg/h đến 500 kg/h, cá biệt có một số lò đốt công suất 1000 kg/h. Đối với thành phố Nam Định, rác thải được vận chuyển về xử lý tại Khu liên hợp xử lý rác thải Lộc Hòa bằng công nghệ ủ lên men rác để sản xuất phân compost kết hợp lò đốt rác vô cơ với công suất xử lý rác thải là 250 tấn rác/ngày[3].
Đặc điểm của một số chất hữu cơ độc hại Các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại là những chất có độc tính cao, cấu tạo phức tạp, khó phân hủy, khả năng phát tán và di chuyển xa, ảnh hưởng xấu đến môi trường và hệ sinh thái. Là nguyên nhân gây ảnh hưởng đến quá trình phát triển, làm rối loạn nội tiết thậm chí gây biến đổi gen ở con người và sinh vật. Nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại là do các hoạt động sống của con người, từ các quá trình sản xuất đến quá trình sinh hoạt, giao thông. Con đường xâm nhập vào cơ thể con người của các chất ô nhiễm này qua nhiều cách khác nhau như qua quá trình hô hấp, tiêu hóa, tiếp xúc.
Qua đó, các chất này gây ảnh hưởng đến sức khỏe, thậm chí gây ra các bệnh hiểm nghèo dẫn tới tử vong sau thời gian chúng tích tụ. Một số chất hữu cơ ô nhiễm độc hại phổ biến có thể kể đến như: PCB – có trong dầu máy biến thế, vật liệu xây dựng, quá trình đốt cháy nhiên liệu; PAHs, BTEX – có nhiều trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch phục vụ cho cuộc sống, PAE – có trong các sản phẩm nhựa, dược phẩm, PBDE – có trong các tấm cách nhiệt, vật liệu xây dựng, Sterol, PPCP – có trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân, các loại thực phẩm chứa caffein, … Đặc điểm chung của những chất này đều là những chất hữu cơ có chứa vòng thơm, chứa nhiều chất có cấu tạo khác nhau với số lượng có thể lên đến hàng trăm, có mặt ở khắp nơi trong tất cả các thành phần môi trường và có xu hướng không ngừng tăng về số lượng chất cũng như nồng độ các chất trong các thành phần môi trường. Hiện nay, có tổng cộng 12 nhóm chất ô nhiễm bền vững ảnh hưởng xấu đến môi trường và con người [4]. Trong đó, PCB, PBDE là 2 nhóm chất thuộc nhóm POPs; các nhóm như PAE, PAHs, PPCPs, Sterol không nằm trong nhóm POPs nhưng độ độc, bền vững đối với môi trường và sinh vật đã được chứng minh ở một số các nghiên cứu có độ tin cậy cao [5, 6].
Bên cạnh đó, chúng là những chất gây rối loạn nội tiết dẫn đến các thay đổi về gen làm ảnh hưởng đến sự phát triển của con người, thậm chí gây bệnh ung thư [7, 8]. PAE, PAHs, PPCP và BTEX tồn tại trong môi trường dài lâu và rất khó để xử lý triệt để. Ngoài ra, do việc gia tăng dân số đã làm cho nhu cầu sinh hoạt ngày càng tăng 8 dẫn đến việc phát thải các chất này ra môi trường cũng tăng theo thời gian. Tiêu chuẩn để đánh giá một chất là chất hữu cơ bền vững thuộc nhóm POPs được trình bày trong bảng 1.
Các đặc điểm của chất hữu cơ ô nhiễm [4] Đặc điểm Qui định Thời gian bán hủy trong nước > 2 tháng Độ bền vững Thời gian bán hủy trong trầm tích > 6 tháng Thời gian bán hủy trong đất > 6 tháng lgKow > 5 Khả năng tích tụ sinh học Hệ số nồng độ sinh học (Bioconcentration factor) > 5000 Hệ số tích tụ sinh học (Bioaccumulation factor) > 5000 Khả năng di chuyển và Thời gian bán hủy trong không khí > 2 ngày (hoặc có đủ phát tán xa các số liệu quan trắc để minh chứng so với nguồn thải) Có gây ra các tác động và ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe con người; Kết quả phân tích về độc tính cho Ảnh hưởng xấu thấy chất này có khả năng gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, môi trường. Từ các đặc điểm tại bảng 1.1 cho thấy thời gian bán hủy của các chất hữu cơ trong môi trường là khá cao, từ đó làm tăng nồng độ và tăng nguy cơ phát tán những chất này ra nhiều thành phần môi trường khác nhau. Hậu quả làm tăng nguy cơ ảnh hưởng xấu đến con người và hệ sinh thái [4, 9, 10]. 9 Các chất hữu cơ độc hại Hình 1.
Con đường xâm nhập của các chất hữu cơ độc hại vào cơ thể người. Đặc điểm của PAHs PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon) là một họ chất hữu cơ bao gồm hơn 200 chất có cấu tạo từ 2 vòng thơm trở lên và kết hợp với nhau, chúng được cấu tạo từ các nguyên tử C và H. PAH có cấu tạo càng nhiều vòng thì càng bền vững và có độ độc cao với con người và môi trường.