(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu đặc điểm lan truyền kim loại nặng từ bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh tại kiêu kỵ, gia lâm, hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI Hoàng Ngọc Hà NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM LAN TRUYỀN KIM LOẠI NẶNG TỪ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN HỢP VỆ SINH TẠI KIÊU KỴ, GIA LÂM, HÀ NỘI Chuyên ngành: Công nghệ môi trường - Chất thải rắn Mã số: 9520320-1 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Hà Nội – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI Hoàng Ngọc Hà NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM LAN TRUYỀN KIM LOẠI NẶNG TỪ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI RẮN HỢP VỆ SINH TẠI KIÊU KỴ, GIA LÂM, HÀ NỘI Chuyên ngành: Công nghệ môi trường - Chất thải rắn Mã số: 9520320-1 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Nguyễn Thị Kim Thái PGS.TS Nguyễn Văn Hoàng Hà Nội – 2022 download by : skknchat@gmail.com i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án Tiến sĩ “ Nghiên cứu đặc điểm lan truyền kim loại nặng từ bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh Kiêu Kỵ, Gia Lâm, Hà Nội” cơng trình tơi nghiên cứu thực Các kết quả, số liệu luận án hoàn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận án Hoàng Ngọc Hà ii LỜI CẢM ƠN Lời Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Xây Dựng Hà nội, Phòng Quản lý Đào tạo, Khoa Kỹ thuật Môi trường Trường tạo điều kiện hỗ trợ giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc, kính trọng đến GS.TS Nguyễn Thị Kim Thái PGS.TS Nguyễn Văn Hồng tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn thầy, nhà khoa học, chuyên gia có ý kiến đóng góp cho luận án q trình thực Cuối cùng, Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, động viên, chia sẻ gia đình, bạn bè đồng nghiệp trình thực nghiên cứu Tác giả luận án Hoàng Ngọc Hà iii MỤC LỤC Lời cam đoan……………… i Lời cám ơn ……… ii Danh mục chữ viết tắt vii Danh mục bảng viii Danh mục hình vẽ, đồ thị ix MỞ ĐẦU I Lý lựa chọn đề tài II Mục đích nội dung nghiên cứu III Đối tượng phạm vi nghiên cứu IV Cơ sở khoa học V Phương pháp nghiên cứu VI Những đóng góp luận án VII Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan chôn lấp chất thải rắn 1.1.1 Các khái niệm liên quan 1.1.2 Hiện trạng chôn lấp chất thải rắn Việt Nam 1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 10 1.2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực bãi chôn lấp Kiêu Kỵ 10 1.2.2 Hoạt động bãi chôn lấp 16 1.3 Tổng quan hình thành chất ô nhiễm nước rỉ rác 17 1.3.1 Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng chất thải rắn 17 1.3.2 Sự hình thành nước rỉ rác 21 iv 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần tính chất nước rỉ rác 22 1.3.4 Lượng phát sinh thành phần nước rỉ rác 25 1.4 Sự ảnh hưởng nước rỉ rác đến môi trường đất nước đất 38 1.4.1 Nguy ô nhiễm từ nước rỉ rác 38 1.4.2 Các tác động kim loại nặng môi trường đất 39 1.5 Tổng quan nghiên cứu lan truyền kim loại nặng từ bãi chôn lấp 42 1.5.1 Các nghiên cứu nước 42 1.5.2 Các nghiên cứu Việt Nam 49 1.6 Lựa chọn hướng nghiên cứu luận án 51 Chương LÝ THUYẾT LAN TRUYỀN Ô NHIỄM VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU 52 2.1 Chất ô nhiễm lan truyền đất 52 2.1.1 Nước đất tượng mao dẫn 53 2.1.2 Nước di chuyển xuống trọng lực 54 2.2 Quá trình lan truyền chất ô nhiễm yếu tố ảnh hưởng 55 2.2.1 Lưu lượng dòng thấm 55 2.2.2 Hệ số khuếch tán chất ô nhiễm 56 2.3 Q trình thấm nước vận chuyển chất nhiễm 59 2.3.1 Cơ chế đối lưu theo dòng hút mao dẫn 59 2.3.2 Cơ chế đối lưu theo dòng nước mao dẫn khuếch tán 62 2.4 Các phương pháp nghiên cứu xác định lan truyền ô nhiễm 64 2.4.1 Xác định thành phần tính chất nước rỉ rác 64 2.4.2 Phương pháp xác định thành phần tính chất đất .66 2.4.3 Lời giải giải tích – phương trình vi phân xác định lan truyền ô nhiễm 68 v 2.4.4 Phương pháp phần tử hữu hạn 70 2.4.5 Ưu điểm phương pháp PTHH 72 2.4.6 Phương pháp xây dựng mơ hình mô lan truyền chất ô nhiễm không gian 3D 73 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 78 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến lan truyền chất ô nhiễm từ nước rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp 78 3.1.1 Lượng nước rỉ rác phát sinh theo thời gian – phương pháp cân nước 78 3.1.2 Xây dựng phương pháp mơ hình hóa tính tốn nước rỉ rác 85 3.2 Khảo sát hàm lượng chất ô nhiễm nước rỉ rác bãi chôn lấp Kiêu Kỵ97 3.2.1 Các hợp chất hữu nước rỉ rác 98 3.2.2 Hàm lượng kim loại nặng nước rỉ rác 102 3.2.3 Các chất ô nhiễm khác 104 3.3 Khảo sát ô nhiễm kim loại nặng đất bãi chôn lấp Kiêu Kỵ .109 3.3.1 Đặc điểm mẫu đất lỗ khoan LK4 LK5 109 3.3.2 Kết phân tích mẫu đất 111 3.3.3 Nhận xét kết khảo sát ô nhiễm môi trường đất khu vực bãi chôn lấp 115 3.4 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng tới trình lan truyền kim loại nặng từ bãi chơn lấp 116 3.5 Dự báo nồng độ kim loại nặng lan truyền môi trường bãi chôn lấp phương pháp phần tử hữu hạn 117 3.5.1 Các nguy ô nhiễm môi trường đất phát sinh từ bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ, Gia Lâm 118 3.5.2 Dự báo đánh giá nồng độ kim loại nặng lan truyền mơ hình 1D 121 3.5.3 Xây dựng phương trình đánh giá lan truyền kim loại nặng với mơ hình 3D 133 vi 3.6 Ý nghĩa mơ hình tính tốn lan truyền KLN từ bãi chôn lấp chất thải rắn 140 KẾT LUẬN 142 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 16 PL8 Cột số (Lượng ẩm) : (5) = (2) - (3) - (4) Cột số (Hao hụt ẩm lớp phủ) - Đối với tháng kể từ bãi chôn lấp đóng cửa lượng ẩm 0 hao hụt ẩm (6) 0,