Untitled TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ M2 2015 Trang 115 Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải các khí ô nhiễm từ bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt (CH4, H2S, NH3, Methyl Mercaptan) Mai[.]
TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải khí ô nhiễm từ bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt (CH4, H2S, NH3, Methyl Mercaptan) Mai Thị Thu Thảo Phân viện Bảo hộ Lao động Bảo vệ Môi trường miền Nam Đinh Xuân Thắng Viện Môi trường Tài nguyên, ĐHQG-HCM Bùi Tá Long Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 17 tháng 08 năm 2015, nhận đăng ngày 01 tháng 09 năm 2015) TĨM TẮT Chơn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh công nghệ sử dụng chủ yếu để xứ lý chất thải rắn thành phố Hồ Chí Minh khu đô thị Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải khí thải cần thiết phục vụ cho công tác quản lý môi trường Nghiên cứu thực bãi chôn lấp (BCL) Đa Phước, Phước Hiệp, Gị Cát Đơng Thạnh sở ứng dụng mơ hình Giffor – Hanna (1973) Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải chất ô nhiễm NH3, H2S, CH4 Methyl Mercaptane Nghiên cứu xây dựng sở liệu nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, cấp độ ổn định khí tiến hành đo đạc nồng độ khí thải BCL hoạt động BCL ngưng hoạt động Hệ số phát thải trung bình tính BCL hoạt động: BCL Đa Phước Q-NH3 =142,96 mg.m-2h-1, Q-H2S = 55,86 mg.m-2h-1, Q-CH4 = 999,56 mg.m-2h-1 Q-Mer = 13,82 mg.m-2h1 ; BCL Phước Hiệp Q-NH3 = 135,37 mg.m2 -1 h , Q-H2S = 61,02 mg.m-2h-1, Q-CH4 = 1583,29 mg.m-2h-1 Q-Mer = 58,93 mg.m-2h1 Hệ số phát thải trung bình tính BCL ngưng hoạt động BCL Đông Thạnh Q-NH3 = 24,11 mg.m-2h-1, Q-H2S = 6,04 mg.m-2h-1, Q-CH4 = 283,67 mg.m-2h-1 QMer = 2,62 mg.m-2h-1; BCL Gò Cát Q-NH3 = 57,88 mg.m-2h-1, Q-H2S = 5,35 mg.m-2h-1, Q-CH4 = 391,57 mg.m-2h-1 Q-Mer = 8,73 mg.m-2h-1 Ứng dụng quan trọng xây dựng hệ số phát thải tính phân bố nồng độ khí thải BCL theo hướng gió chủ đạo dựa áp dụng mơ hình Hanna (1971), sở khoa học xác định khoảng cách ly hợp vệ sinh từ BCL Từ khóa: Bãi chơn lấp, phát thải khí, hệ số phát thải, ENVIM, nhiễm khơng khí, chất thải rắn MỞ ĐẦU Chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh công nghệ sử dụng chủ yếu để xứ lý chất thải rắn sinh hoạt thành phố Hồ Chí Minh khu thị Việt Nam Các chất nhiễm khơng khí từ bãi chôn lấp thông thường CH4, NH3, H2S, CO2, CO, Methyl Mercaptan, bụi, mùi hôi… gây ô nhiễm môi trường khơng khí xung quanh Hầu hết khí thải khí thải góp phần gây hiệu Trang 115 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 Theo mô hình Gifford Hanna (1973) đưa cơng thức (1) để xác định nồng độ trung bình chất nhiễm nguồn mặt có cơng suất phát thải Q (mg.m-2.h-1) sau: ứng nhà kính cần phải kiểm sốt Việc kiểm sốt phát thải khí từ bãi chơn lấp nhằm góp phần bảo vệ mơi trường lĩnh vực xử lý chất thải rắn sức khỏe cộng đồng cư dân sinh sống gần bãi chôn lấp Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải khí nhiễm từ bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt (CH4, H2S, NH3, Methyl Mercaptan)” thực Mục tiêu nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải khí từ bãi chơn lấp ứng dụng chúng điều kiện Việt Nam C m Q C u nen (1) Q u (C m C nen ) x 600 (2) Trong đó: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU u – Vận tốc gió, m.s-1 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu khí thải tiến hành theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN – 2005 tiêu chuẩn quốc tế Methods of Air Sampling and analysis – third edition APHA – USA (American Public Health Associtaion, 2005) Các tiêu phân tích gồm: tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ, NH3 , H2S, CH4 Metyl Mercaptane (CH3SH) Cnền–Nồng độ chất ô nhiễm, mg.m-3 Cm – Nồng độ chất ô nhiễm điểm tính tốn, mg.m-3 – Hệ số thực nghiệm; Q – Hệ số phát thải chất ô nhiễm nguồn mặt, mg.m-2.h-1 Hệ số phụ thuộc vào chiều dài L (m) ô chôn lấp cấp ổn định khí cho bảng Phương pháp tính tốn hệ số phát thải theo mơ hình Gifford Hanna (1973) Bảng Hệ số thực nghiệm áp dụng cho BCL CTRSH [1][4] Cấp độ ổn định khí Bức xạ nhiệt Vận tốc gió Hệ số Rất khơng ổn định Mạnh đến trung bình 6 46 Trung hịa (tính) Mạnh đến trung bình 5-6 73 Trung hịa (tính) Mạnh đến trung bình >6 73 khí nhiễm cho nguồn vùng Hanna đề xuất lần vào năm 1971 mô hình phân bố nồng độ sau: Phương pháp tính tốn phân bố nồng độ khí thải BCL theo hướng gió chủ đạo theo mơ hình Hanna (1971) [2] Để tính nồng độ trung bình x C Q Q ua1 b 1b i1 a i, j k 1 Với i số hàng j số cột tính tốn có tọa độ (x,y) Đối với tóan nhiễm Trang 116 a i,j 2 * i k 1 2 * i k 1 (3) 1b 1b vùng, nguồn thải lớn, nhỏ khác nhau, tham số ô nhiễm khác nhau, để tính nồng độ chất nhiễm TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 C(x,y,0,0) tọa độ (x,y) độ cao z = thời điểm tính tốn (t = 0), tính tốn theo hướng gió chủ đạo Hanna (1971) đưa cơng thức tính giản lược tham số (i,j) cịn i giản lược biến k sau: x Q Q 2i 1 2i 1 ua1 b 1b C a0 Trong đó: C(x,y,0,0): nồng độ chất ô nhiễm mặt đất nhận tâm vng có kích thước Dx từ 500 - 10.000m, mg.m-3 u: tốc độ gió trung bình, m.s-1 a, b: hệ số phát tán Smith Qai: tải lượng ô nhiễm vng chiều gió, mg.m-2.s-1 Qao: tải lượng nhiễm tâm vng tính tóan, mg.m-2.s-1 N: số lượng vng chiều gió Hệ số phát tán Smith xác định theo bảng Bảng Hệ số phát tán Smith (1968) theo cấp độ ổn định khí [2] Cấp độ ổn định khí A B theo Pasquill A 0,40 0,91 B–C 0,33 0,86 D 0,22 0,80 E–F 0,06 0,71 Từ kết tính tốn hệ số phát thải khí thải BCL, nghiên cứu ứng dụng để tính tốn thải lượng khí thải theo diện tích ô chôn lấp BCL Nghiên cứu sử dụng đồ chi tiết mặt bố trí ô chôn lấp CTR BCL để xác định diện tích thực tế chơn lấp Để tính tốn thải lượng khí thải nghiên cứu sử dụng công thức M 1b N x ,y, 0, QxSx 365 x 24 000 000 000 (5) Trong đó: M : thải lượng khí thải BCL, tấn/năm Q : hệ số thải lượng khí thải BCL, mg/m2.giờ i1 1b (4) S : diện tích bề mặt ô chôn lấp CTR, m2 Phương pháp xử lý số liệu sử dụng phần mềm SPSS 20.0 Excel Xử lý thống kê số liệu thực nghiệm: Với vị trí thực nghiệm tính giá trị hệ số phát thải Qij cho BCL Tính giá trị trung bình hệ số phát thải Qtb theo mùa, năm giai đoạn nghiện cứu với giới hạn khoảng tin cậy: Qtb tSQ Tính hệ số tương quan R hệ số phát thải Q với nồng độ C xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính có dạng Q=aC+b Nghiên cứu tiến hành BCL Đơng Thạnh, Gị Cát, Phước Hiệp, Đa Phước Bảng Cơ số mẫu tiêu quan trắc môi trường Cơ số mẫu STT Chỉ tiêu quan trắc (N) 01 Vận tốc gió (m/s) 620 02 Nhiệt độ 620 03 H2S (mg/m ) 620 04 NH3 (mg/m3) 620 05 CH3SH (mg/m3) 620 06 CH4 (mg/m3) 620 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết tính tốn hệ số phát thải khí thải BCL CTRSH Nghiên cứu thực năm 06 BCL Đa Phước, Phước Hiệp, Đơng Thạnh, Gị Cát (TPHCM), Trảng Dài (tỉnh Đồng Nai) Nam Bình Dương (tỉnh Bình Dương), kết trình bày cho 04 BCL TPHCM Các khí thải quan trắc tính toán NH3, H2S, CH4 Methyl Mercaptan khí thải BCL CTRSH Nghiên cứu chọn nhóm BCL có đặc điểm đặc trưng cho BCL điều kiện Việt Nam Nhóm BCL hợp vệ sinh thiết Trang 117 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 kế, xây dựng vận hành theo quy trình cơng nghệ hợp vệ sinh, có hệ thống thu khí xử lý nước rỉ rác BCL Đa Phước, Phước Hiệp Nhóm BCL vận hành 20 năm, ngưng tiếp nhận chất thải, thiết kế ban đầu chưa có hệ thống thu khí xử lý nước rỉ rác BCL Đơng Thạnh, Gị Cát Hệ số phát thải tính tốn kết đề tài ứng dụng cho BCL có điều kiện tương tự Việt Nam Tổng hợp kết cho thấy hệ số tương quan phép tính xử lý thống kê đạt mức tương quan R 0,9, cho thấy độ tin cậy giá trị thống kê có ý nghĩa cao kết nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải 3.2 Hệ số phát thải khí BCL hoạt động, có hệ thống thu gom khí HSPT trung bình khí NH3 thấp 55,91mg.m-2.h-1 BCL Đa Phước vào mùa mưa năm 2009, BCL Phước Hiệp thấp 64,84 mg.m-2.h-1 vào mùa mưa năm 2009 Giá trị trung bình cao HSPT khí NH3 BCL hoạt động có hệ thống thu khí thường vào mùa khơ nằm khoảng 252,73 – 308,95 mg.m-2.h-1 Bảng Hệ số phát thải Q (mg/m2.giờ) khí thải BCL hoạt động ĐA PHƯỚC PHƯỚC HIỆP BCL Năm Mùa Mùa khô 2008 Mùa mưa Mùa khô 2009 Mùa mưa Mùa khô 2010 Mùa mưa Mùa khô 2011 Mùa mưa Trung bình Mùa khơ 2008 Mùa mưa Mùa khơ 2009 Mùa mưa Mùa khô 2010 Mùa mưa Mùa khô 2011 Mùa mưa Trung bình Q-NH3 308,95 128,99 201,28 64,84 203,47 131,30 124,87 96,49 135,37 178,14 174,52 140,65 55,91 252,73 134,79 130,33 122,96 142,96 SE 22,04 40,04 70,73 16,64 19,72 7,76 14,58 11,07 9,16 17,90 22,47 41,07 17,88 41,00 15,04 22,98 27,74 9,50 Q-H2S 229,71 44,87 103,38 21,44 82,04 41,56 93,89 68,28 61,02 286,36 173,00 18,63 11,18 3,69 1,68 1,71 1,46 55,86 Biểu đồ biểu diễn biến động HSPT khí H2S cho thấy biến động lớn phát thải khí H2S BCL Giá trị thấp vào khoảng 1,44 – 1,71 mg.m-2.h-1, giá trị trung bình cao lên đến 286,36 mg.m2 -1 h (Đa Phước– mùa khô năm 2008) 229,71 mg.m-2.h-1 (Phước Hiệp – mùa khô 2008) BCL Đa Trang 118 SE 43,92 19,80 50,75 9,59 27,26 9,85 22,18 16,59 7,65 5,80 61,85 8,04 5,42 0,71 0,45 0,40 0,23 18,72 Q-CH4 557,42 523,98 844,76 270,40 2.530,62 2.061,64 2.948,39 2.273,93 1,583,29 931,94 583,85 282,83 290,09 2.568,69 1.577,33 1.222,00 1.311,69 999,56 SE 128,85 124,73 182,29 54,40 355,38 149,59 340,96 260,35 101,14 167,57 140,85 120,15 105,18 365,93 136,94 105,99 133,33 81,44 QMER 1,45 0,81 1,04 0,27 122,60 92,09 129,11 82,77 58,93 8,99 5,31 3,07 1,71 37,87 25,73 20,90 46,73 13,82 SE 0,22 0,18 0,37 0,08 26,82 10,67 23,27 13,94 6,36 1,78 0,97 0,57 0,53 9,03 4,36 4,65 14,33 2,03 Phước có biến động lớn HSPT khí H2S, giá trị cao giảm nhanh từ 286,36 mg.m-2.h1 (mùa khô 2008) xuống 1,46 mg.m-2.h-1 (mùa mưa 2011) Điều cho thấy có kiểm sốt tốt phát thải khí H2S BCL, phát thải H2S giảm đến gần 200 lần BCL Phước Hiệp có biến động thấp phát thải khí H2S Giá trị TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 trung bình HSPT cao cao gấp gần 10 lần so với giá trị thấp Trong năm biến động phát thải khí H2S khơng lớn Cả BCL hoạt động có hệ thống thu gom khí có xu hướng giảm phát thải khí H2S theo thời gian Vào mùa mưa có nhiều điểm phép phân tích khơng phát nồng độ H2S BCL Khí Methan có lượng phát thải lớn nhiều so với khí khác Giá trị lớn BCL Phước Hiệp lên đến 2.948,39 mg.m-2.h-1 (mùa khô 2011) Sự biến động lớn tăng giảm khơng theo quy luật phát thải khí Methan BCL Phước Hiệp Đa Phước Nhìn chung, kết cho thấy năm 2008 2009 phát thải thấp năm 2010 năm 2011 Giá trị trung bình HSPT khí Methan BCL cao cho thấy CTR thời kỳ phân hủy mạnh hợp chất hữu Một số vị trí khơng phát Methyl Mercaptan BCL Phước Hiệp có phát thải mạnh khí Methyl Mercaptan năm 2010 2011 so với năm trước, nhiều gấp 100 lần Sự gia tăng phát thải khí Methyl Mercaptan tương đồng với phát thải khí Methan, cho thấy BCL Đa Phước Phước Hiệp vào giai đoạn phân hủy mạnh CTR chôn lấp HSPT khí Methyl Mercaptan BCL Đa Phước khoản 1,71 – 46,73 mg.m-2.h-1 BCL Phước Hiệp 0,27 – 129,11 mg.m-2.h-1 3.3 Hệ số phát thải khí BCL ngưng hoạt động, khơng có hệ thống thu gom khí Bảng Hệ số phát thải Q (mg mg.m-2.h-1) khí thải BCL ngưng hoạt động GỊ CÁT ĐƠNG THẠNH BCL Năm 2008 Mùa Mùa khô Mùa mưa 2009 Mùa khô Mùa mưa 2010 Mùa khơ Mùa mưa 2011 Mùa khơ Mùa mưa Trung bình 2008 Mùa khô Mùa mưa 2009 Mùa khô Mùa mưa 2010 Mùa khô Mùa mưa 2011 Mùa khô Mùa mưa Trung bình Q-NH3 25,78 16,96 3,05 1,20 57,40 35,18 30,33 43,70 24,11 5,17 13,70 2,98 0,80 173,70 117,21 108,84 128,68 57,88 SE 1,39 5,01 0,57 0,69 9,30 3,38 9,38 10,21 2,34 0,51 4,40 1,27 0,40 50,00 19,31 27,51 35,04 9,62 Q-H2S 17,85 9,71 2,54 1,51 4,96 3,16 3,68 34,29 6,04 9,34 6,88 1,66 1,33 52,77 3,09 1,66 6,78 5,35 BCL Đơng Thạnh Gị Cát hoạt động nhiều năm, phát thải khí giảm mạnh kết tính tốn HSPT khí NH3 cho thấy điều HSPT khí NH3 BCL Đơng Thạnh SE 1,69 2,42 1,20 0,42 0,56 0,26 0,53 8,81 1,14 2,50 1,65 0,83 0,39 9,88 0,33 0,50 2,23 1,52 Q-CH4 233,66 180,21 28,42 21,98 589,22 416,93 481,30 452,87 283,67 276,93 108,04 31,23 5,82 924,56 771,57 493,68 515,99 391,57 SE 92,02 72,50 9,67 8,94 98,93 34,85 86,92 69,63 27,14 120,28 44,38 7,04 2,83 149,89 86,99 70,98 77,53 45,85 QMER 0,29 0,51 0,47 0,18 6,62 4,93 5,41 4,69 2,62 0,24 0,51 0,37 0,15 34,65 23,69 2,35 5,13 8,73 SE 0,10 0,14 0,16 0,05 1,14 1,64 0,45 0,22 0,55 0,08 0,15 0,10 0,03 5,00 2,24 1,20 2,49 1,40 khoản 1,20 – 57,40 mg.m-2.h-1 BCL Gò Cát 0,80 – 173,70 mg.m-2.h-1 Trong BCL BCL Đơng Thạnh cịn phát thải khí NH3 thấp Các BCL cho thấy khơng có khác biệt Trang 119 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 nhiều phát thải khí NH3 năm nghiên cứu cho thấy phát thải mạnh vào năm 2010 2011 năm trước BCL Đơng Thạnh Gị Cát ngưng tiếp nhận CTR, phân hủy trãi qua nhiều năm nên phát thải khí H2S giảm rõ rệt biểu qua HSPT thấp BCL Đơng thạnh cịn phát thải khí H2S vào khoản 1,51 – 34,29 mg.m-2.h-1 cho thấy khác biệt nhiều mùa khô mùa mưa năm Khí H2S BCL Gò Cát phát thải khoản 1,33 – 52,77 mg.m-2.h-1 mùa mưa phát thải tương tự mùa khơ So với BCL hoạt động BCL Đơng Thạnh Gị Cát có phát thải biến động lại cao vào năm 2010 2011, điều giải thích từ điều kiện thiết kế có khơng có hệ thống thu khí quy trình cơng nghệ chơn lấp H2S khí có khả tan mơi trường nước, có hệ thống thu gom nước rỉ rác khí thải tốt khả phát tán khí H2S vào MTKK BCL giảm mạnh Trên BCL Đông Thạnh cho thấy biến động lớn khí CH4 từ 21,98 – 589,22 mg.m-2.h-1 Năm 2010 1011 cho thấy phát thải mạnh khí Methan năm trước khơng nhận thấy khác biệt nhiều mùa khô mùa mưa năm Điều giải thích khí CH4 tan mơi trường nước, Đơng Thạnh BCL khơng có hệ thống thu khí, cải tạo để thu gom khí thải nên khí Methan dễ dàng phát tán vào MTKK hình thành Tương tự, BCL Gị Cát có phát thải khí Methan cao BCL Đơng Thạnh không nhiều từ 5,82 – 924,56 mg.m-2.h-1 Biến động phát thải khí Methan BCL Gị Cát lớn, giá trị trung bình cao 70 lần so với giá trị thấp Cả 02 BCL ngưng hoạt động cho kết phát thải khí CH4 thấp so với BCL hoạt động từ - lần Điều chứng tỏ BCL ngưng tiếp thu rác hoạt động nhiều năm vào giai đoạn giảm phát thải khí Methan Các BCL Đa Phước Phước Hiệp dù BCL hợp vệ sinh, có hệ thống thu khí quy mơ lớn, lượng rác tiếp nhận lớn nên phát thải khí Methan cịn mạnh Sự phát thải khí Methyl Mercaptan giảm nhiều BCL Đông Thạnh Gị Cát, nhiều vị trí cho kết đo đạc không phát Cả 02 BCL cho kết phát thải năm sau nhiều năm trước không nhiều HSPT cho thấy biến động không lớn BCL Đông Thạnh cho kết HSPT khí Methyl Mercaptan từ 0,18 – 6,62 mg.m-2.h-1 khơng có khác biệt nhiều mùa mưa mùa khơ BCL Gị Cát có HSPT khí Methyl Mercaptan từ 0,15 – 34,65 mg.m-2.h-1, năm 2009 phát thải thấp, năm 2010 phát thải mạnh Từ kết tính tốn HSPT cho thấy BCL ngưng hoạt động có phát thải khí Methyl Mercaptan thấp hàng trăm lần so với BCL ngưng hoạt động Bảng Kết tính thải lượng M (tấn/năm) khí thải BCL BCL Thải lượng M [tấn/năm] Đơng Thạnh Gị Cát NH3 161,78 447,42 H2 S 40,53 41,36 CH4 1.903,48 3.026,87 Phước Hiệp 863,66 389,31 10.101,36 Methyl Mercaptan 17,58 67,48 375,97 1.971,84 770,47 13.786,88 190,62 Đa Phước Trang 120 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 3.4 Kết xác định phân bố nồng độ khí thải BCL Phân bố nồng độ khí thải BCL có hệ thống thu khí hoạt động NH3 khí nhẹ dễ phát tán theo chuyển động khơng khí, nên vị trí nồng độ NH3 cực đại cực tiểu BCL thay đổi nhiều theo vận tốc gió hướng gió chủ đạo Vị trí cực tiểu nồng độ khí NH3 đơi nằm khuông viên BCL, cho thấy phát tán khu vực xung quanh BCL khí NH3 dễ dàng bị pha loãng BCL Đa Phước cho thấy pha lỗng khí NH3 xảy BCL, nồng độ khí NH3 cao BCL khác giảm nhanh theo hướng gió chủ đạo Khí H2S nặng khơng khí nên thường tích tụ gần mặt đất, khả bốc lên cao thấp có xu hướng lan rộng khỏi BCL theo hướng gió chủ đạo Tuy nhiên, q trình khuếch tán khí H2S chậm Trên BCL Đa Phước nồng độ khí H2S biến động lớn theo thời gian chất thải đem chơn lấp q trình phân hủy tạo khí H2S mạnh Methane khí nhẹ khơng khí nên phát tán BCL thay đổi nhiều theo vận tốc gió Trên BCL Đa Phước, năm 2010 2011 có tăng vọt nồng độ khí CH4 so với năm 2008 2009, cho thấy phân hủy mạnh tạo khí CH4 giai đoạn Vận tốc gió thấp có tập trung khí CH4 đầu hướng gió, ngược lại Khí Methane giảm xuống mức không đáng kể cách đầu hướng gió khoảng 700 – 1000m Khi nồng độ khí Methane thấp có xung hướng giảm đột ngột, nồng độ cao có xu hướng giảm chậm theo khoảng cách Khí Methyl Mercaptan khí thải nặng khơng khí, phát tán chậm nên có xu hướng tập trung nhiều bên BCL, bốc lên cao ngồi BCL theo hướng gió chủ đạo có gió mạnh Khí Methyl Mercaptan có xu hướng tập trung nhiều cuối chiều gió BCL Đa Phước có xu hướng phát thải mạnh khí Methyl Mercaptan vào năm 2010 2011 Ở khoảng cách 700 – 1000m cuối hướng gió nồng độ khí Methyl Mercaptan cịn thấp, gần khơng phát Trên BCL Phước Hiệp cho thấy giảm nhanh nồng độ khí NH3 MTKK theo hướng gió chủ đạo Khí H2 S phân hủy tập trung chủ yếu bên BCL Phước Hiệp Trong năm quan trắc nồng độ H2S gần tương đương bên BCL giảm mạnh bên BCL BCL Phước Hiệp có quy mơ lớn có xung hướng phát thải tăng vọt khí Methane vào năm 2010 2011 Mặt cong nồng độ khí Methane BCL có xung hướng giàm chậm theo khoảng cách Nhưng khoảng cách bên ngồi BCL nồng độ khí Methane thấp gần khơng đáng kể Trên BCL Phước Hiệp khí Methyl Mercaptan phát thải mạnh vào năm 20010 2011 Khi nơng độ cao Methyl Mercaptan có xu hướng tập trung cuối hướng gió Trang 121 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 Phân bố nồng độ khí CH4 BCL Đơng Thạnh theo hướng gió chủ đạo Phân bố nồng độ khí NH3 BCL Đa Phước theo hướng gió chủ đạo 2009 2011 2008 2011 2009 Trung bình 2010 C (mg/m3) C (mg/m3) 2008 2010 X (m) X (m) Hình Phân bố nồng độ khí NH3 BCL Đa Hình Phân bố nồng độ khí CH4 BCL Đơng Thạnh Phước theo hướng gió chủ đạo theo hướng gió chủ đạo Phân bố nồng độ khí thải BCL khơng có hệ thống thu khí ngưng hoạt động Mercaptan mơ hình cho thấy khơng phát khoảng cách 500 -700m từ đầu hướng gió Nồng độ khí NH3 BCL Gò Cát thấp năm 2008 - 2010, năm 2011 nồng độ khí NH3 tăng cao đạt cực đại cuối BCL Nồng độ khí NH3 giảm mạnh khỏi khn viên BCL Tương tự BCL Đơng Thạnh, BCL Gị Cát cịn phát thải khí H2S có xu hướng đạt giá trị cao cuối hướng gió Nồng độ khí H2S bên ngồi BCL nhỏ, gần khơng phát BCL Gị Cát có mức phát thải khí Methane cao BCL Đơng Thạnh, giảm thấp khoảng cách bên BCL BCL Gị Cát cho kết phát thải khí Methyl Mercaptan Nồng độ khí NH3 BCL Đơng Thạnh thấp so với BCL khác, phân hủy tạo khí NH3 giảm BCL ngưng tiếp nhận chất thải Khí NH3 pha lỗng BCL cho thấy giảm nhanh nống độ khí NH3 theo hướng gió chủ đạo BCL Đơng Thạnh ngưng hoạt động nên phát thải khí H2S thấp, chủ yếu tập trung BCL, có nhiều vị trí khơng phát thấy khí H2S Nồng độ khí H2S thấp, lỗng lại có xu hướng phát tán bên ngồi BCL Khí Methane phát thải BCL Đơng Thạnh mức thấp qua năm quan trắc Nồng độ khí Mathane giảm mạnh khoảng cách bên BCL vào năm 2009 so với năm khác mức thấp Năm 2009 gần không phát khí Methyl Meraptan BCL Đơng Thạnh năm lại nồng độ thấp Ở khoảng cách bên ngồi BCL gần khơng phát Metyl Từ mơ hình nghiên cứu xác định mặt cong đẳng nồng độ theo hướng gió chủ đạo, phân bố nồng độ khí thải BCL sở xác định khoảng cách ly hợp vệ sinh cho BCL Bảng Kết tính khoảng cách ly hợp vệ sinh BCL BCL Khoảng cách C-NH3 - thấp (m) Khoảng cách C-NH3 – cao (m) Khoảng cách C-H2S – thấp (m) Khoảng cách C-H2S - cao (m) Trang 122 Đa Phước 1.000 300 400 200 Phước Hiệp 2.000 400 1.500 1.000 Đông Thạnh 900 300 900 300 Gò Cát 900 600 900 300 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 Đa Phước 1.200 400 1.000 500 1.200 BCL Khoảng cách C-CH4 - thấp (m) Khoảng cách C-CH4 - max(m) Khoảng cách C-MER- thấp (m) Khoảng cách C-MER - cao (m) Khoảng cách ly hợp vệ sinh (m) Phước Hiệp 2.000 600 1.700 1.000 2.000 Đông Thạnh 900 300 900 300 900 Gò Cát 900 600 1,000 700 1,000 BCL Các phương trình hồi quy có hệ số tương quan đạt mức tin cậy cao Phương trình hồi quy thuận tiện sử dụng đơn giản hóa việc đo đạc thơng số đầu vào Kết xây dựng phương trình hồi quy khí thải BCL Để xác định hệ số phát thải thời điểm khác BCL sử dụng phương trình hồi quy tuyến tính HSPT theo nồng độ khí thải Bảng Phương trình hồi quy tính tốn hệ số phát thải khí thải BCL Khí thải BCL Phương trình hồi quy NH3 H2S BCL Đông Thạnh QNH3 = 131,9 CNH3 – 7,5 QH2S = 107,2 CH2S – 0,5 CH4 QCH4 = 161,7 CCH4 – 98,6 Methyl Mercaptan QMer = 158,5 CMer – NH3 H2S CH4 Methyl Mercaptan 0,1 Hệ số tương quan R Phương trình hồi quy Hệ số tương quan R 0,94 0,90 BCL Gò Cát QNH3 = 176,3 CNH3 – 20,4 QH2S = 57,7 CH2S – 1,5 0,96 0,97 0,94 QCH4 = 166,3 CCH4 – 104,0 0,96 QMer = 161,9 CMer – 0,3 0,96 0,97 0,99 0,98 0,99 0,99 BCL Phước Hiệp QNH3 = 177,7 CNH3 – 33,4 QH2S = 162,2 CH2S – 1,1 QCH4 = 178,2 CCH4 – 21,6 0,91 0,97 0,98 BCL Đa Phước QNH3 = 170,7 CNH3 – 26,5 QH2S = 193,8 CH2S – 10,0 QCH4 = 164,0 CCH4 – 126,2 QMer = 173,0 CMer – 4,7 0,99 QMer = 160,1 CMer – Với BCL có điều kiện tương tự BCL nghiên cứu, cần đo nồng độ khí thải mặt đất BCL tính nhanh hệ số phát thải khí thải phương trình hồi quy xác định nghiên cứu Nghiên cứu tương tự thực BCL FuDer-Kan (Đài Loan) cho kết nồng độ CH4 1,7 – 4,6 ppm CO2 324–409 ppm Hệ số phát thải CH4 8,8 to 163 mg.m−2h−1 and CO2 495 to 1531 mg.m−2h−1 Sau đóng BCL xây dựng 0,9 cơng viên nồng độ khí CH4 1,8 – 3,1 ppm CO2 332 – 441 ppm; hệ số phát thải CH4 1,1 – 2,3 mg.m−2h−1 CO2 135 - 301 mg.m−2h−1 Tại BCL Chennai (Indian mega-cities), hệ số phát thải xác định sau: khí CH4 từ1,0 đến 23,5 mg.m−2h−1; khí N2O từ đến 460 μg.m−2h−1 khí CO2 từ 39 đến 906 mg.m2 −1 h ; Kodungaiyur, khí CH4 từ 0,9 đến 433 mg.m−2h−1;tại Perungudi, khí N2O từ 2,7 đến 1200 μg.m−2h−1và khí CO2từ 12,3 đến 964,4 mg.m−2h−1 Trang 123 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 Tóm lại, kết ứng dụng mơ hình Hanna (1971) hồn tồn áp dụng BCL điều kiện Việt Nam Mô hình tính tốn phát tán khí thải BCL theo hướng gió chủ đạo Nồng độ khí thải hình thành mặt cong đẳng nồng độ theo hướng gió Mơ hình xác định nồng độ khí thải theo khoảng cách tính từ đầu gió ảnh hưởng hướng gió Điều có nghĩa quan trọng việc xác định khoảng cách nồng độ khí thải đạt tiêu chuẩn vệ sinh kể từ BCL theo thời điểm khí tượng khác nhau, đặc biệt thay đổi vận tốc gió hướng gió Có khác biệt đáng kể nồng độ pha lỗng khí thải BCL hoạt động (Đa Phước Gò Cát) với BCL ngưng tiếp nhận rác (Đơng Thạnh Gị Cát) Khoảng cách đạt cực đại cực tiểu nồng độ khí thải ghi nhận biểu đồ mặt cong đẳng nồng độ khí thải BCL KẾT LUẬN Nghiên cứu xây dựng sở liệu nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, cấp độ ổn định khí tiến hành đo đạc nồng độ khí thải BCL hoạt động (Đa Phước Phước Hiệp) BCL ngưng hoạt động (Đơng Thạnh Gị Cát) Hệ số phát thải trung bình tính BCL hoạt động BCL Đa Phước Q-NH3: 142,96 mg.m-2h-1, Q-H2S: 55,86 mg.m-2h1 , Q-CH4: 999,56 mg.m-2h-1 Q-Mer: 13,82 mg.m-2h-1; BCL Phước Hiệp Q-NH3: 135,37 mg.m-2h-1, Q-H2S: 61,02 mg.m-2h-1, Q-CH4: 1583,29 mg.m-2h-1 Q-Mer: 58,93 mg.m-2h-1 Hệ số phát thải trung bình tính BCL ngưng hoạt động BCL Đông Thạnh Q-NH3: 24,11mg.m-2h-1, Q-H2S: 6,04mg.m-2h-1, Q-CH4: 283,67mg.m-2h-1 Q-Mer: 2,62mg.m-2h-1; BCL Gò Cát Q-NH3: 57,88mg.m-2h-1, Q-H2S: 5,35mg.m-2h-1, Q-CH4: 391,57mg.m-2h-1 QMer: 8,73mg.m-2h-1 Ứng dụng quan trọng xây dựng hệ số phát thải tính phân bố nồng độ khí thải BCL theo hướng gió chủ đạo dựa áp dụng mơ hình Hanna (1971), xác định khoảng cách ly hợp vệ sinh Kết xây dựng phương trình hồi quy có khả ứng dụng cho BCL có điều kiện tương tự BCL nghiên cứu Research of estimating emission factors of polution gas from landfills (CH4, H2S, NH3, Methyl Mercaptan) Mai Thi Thu Thao Sub – Institute of Labor and Environment Protection in the South Vietnam (SILEPS) Dinh Xuan Thang Institute for Environment and Resourses, Vietnam National University Bui Ta Long Faculty of Environment, University of Technology, Vietnam National University Trang 124 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 ABSTRACT Municipal solid waste in Ho Chi Minh city and urban areas in Vietnam are mainly handled at the sanitary landfills Research of estimating gas emission factors of landfills is necessary to serve the environment management now The study was conducted at landfills such as Da Phuoc, Phuoc Hiep, Go Cat, Dong Thanh based on applying the Gifford - Hanna model (1973) The research estimate emission factor of pollution gas such as NH3, H2S, CH4 and Methyl Mercaptane The research measure data of temperature, humidity, wind speed, stabilize atmospheric levels and concentration of gas from closed landfills as well as operating landfills Gas emission factor from operating landfills are on Da Phuoc landfill: Q-NH3 = 142,96 mg.m-2h-1, Q-H2S = 55,86 mg.m-2h-1, Q-CH4 = 999,56 mg.m-2h-1 and Q-Mer = 13,82 mg.m-2h-1; on Phuoc Hiep landfill: Q-NH3 = 135,37 mg.m-2h1 , Q-H2S = 61,02 mg.m-2h-1, Q-CH4 = 1583,29 mg.m-2h-1 and Q-Mer = 58,93 mg.m-2h-1 Gas emission factor from closed landfills are on Dong Thanh landfill: Q-NH3 = 24,11 mg.m-2h1 , Q-H2S = 6,04 mg.m-2h-1, Q-CH4= 283,67 mg.m-2h-1 Q-Mer = 2,62 mg.m-2h-1; on Go Cat: Q-NH3 = 57,88 mg.m-2h-1, Q-H2S=5,35 mg.m-2h-1, Q-CH4 = 391,57 mg.m-2h-1 and QMer = 8,73 mg.m-2h-1 The most application of gas emission factor is calculating distribution of gas on landfills following the wind direction according Hanna model (1971) This is science base o calculate hygiene distance from landfills Keywords: Landfill, gas emission, gas emission factor, ENVIM, air pollution, solid waste TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Ngọc Chấn (2001), Ơ nhiễm khơng khí xử lý nhiễm tập tập 3, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [2] Bùi Tá Long (2006), Hệ thống thông tin môi trường, NXB ĐH quốc gia TPHCM [3] Đinh Xuân Thắng (2007), Giáo trình Ơ nhiễm khơng khí, NXB ĐH QG TPHCM [4] Mai Thị Thu Thảo CTV (2012), Nghiên cứu trạng điều kiện môi trường làm việc người lao động thu gom, vận chuyển, chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt khu đô thị đề xuất giải pháp cải thiện nhằm đảm bảo an toàn, bảo vệ sức khỏe người lao động, Viện NC KHKT Bảo Hộ Lao Động Trang 125 ... 0,06 0,71 Từ kết tính tốn hệ số phát thải khí thải BCL, nghiên cứu ứng dụng để tính tốn thải lượng khí thải theo diện tích ô chôn lấp BCL Nghiên cứu sử dụng đồ chi tiết mặt bố trí ô chôn lấp CTR... chất thải rắn sức khỏe cộng đồng cư dân sinh sống gần bãi chơn lấp Vì vậy, đề tài ? ?Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải khí nhiễm từ bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt (CH4, H2S, NH3, Methyl. .. nghiệm tính giá trị hệ số phát thải Qij cho BCL Tính giá trị trung bình hệ số phát thải Qtb theo mùa, năm giai đoạn nghiện cứu với giới hạn khoảng tin cậy: Qtb tSQ Tính hệ số tương quan R hệ số phát