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

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƯỜNGĐẠIHỌCXÂYDỰNGHÀNỘI HồngNgọc Hà NGHIÊNCỨUĐẶCĐIỂMLANTRUYỀN KIMLOẠI NẶNGTỪBÃICHƠNLẤPCHẤTTHẢI RẮNHỢPVỆSINHTẠIKIÊU KỴ, GIALÂM,HÀNỘI Chunngành:Cơngnghệmơitrường ChấtthảirắnMãsố:9520320-1 LUẬNÁNTIẾNSỸ HàNội–2022 BỘGIÁO DỤCVÀĐÀO TẠO TRƯỜNGĐẠIHỌCXÂYDỰNGHÀ NỘI HồngNgọcHà NGHIÊNCỨUĐẶCĐIỂMLANTRUYỀN KIMLOẠINẶNGTỪBÃICHƠNLẤPCHẤTTHẢI RẮNHỢPVỆSINHTẠIKIÊU KỴ, GIALÂM,HÀNỘI Chunngành:Cơngnghệmơi trường ChấtthảirắnMãsố:9520320-1 NGƯỜIHƯỚNGDẪNKHOAHỌC GS.TS.NguyễnThịKimThái PGS.TS.NguyễnVănHồng HàNội–2022 LỜI CAMĐOAN TơixincamđoanluậnánTiếnsĩ“Nghiêncứuđặcđiểmlantruyềnkimloạinặngtừbãichơn lấp chất thải rắn hợpvệsinhtạiKiêuKỵ,GiaLâm,HàNội”làcơngtrìnhdotơinghiêncứuvàthựchiện.Cáckếtquả,sốliệucủaluậnánhồntồntrungthựcvàchưatừng đượcaicơngbốtrongbấtkỳcơngtrìnhnàokhác Tácgiảluậnán HồngNgọc Hà LỜI CẢMƠN LờiđầutiênTơixinchânthànhcảmơnBanlãnhđạoTrườngĐạihọcXâyDựngHànội,Phịng Quản lý Đào tạo,KhoaKỹthuậtMơitrườngcủaTrườngđãtạođiềukiệnhỗtrợvàgiúpđỡtơi trongsuốtqtrìnhhọctậpvànghiêncứu Tơixinbàytỏlịngbiếtơnsâusắc,sựkínhtrọngnhấtđếnGS.TSNguyễnThịKimTháivà Nguyễn Văn Hồng tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ PGS.TS tạo điềukiệnthuậnlợinhấttrongthờigiantơihồnthànhluậnán Tơi xin chân thành cảm ơn thầy, nhà khoa học, chuyên gia có ýkiếnđónggópcholuậnántrongqtrìnhthựchiện Cuối cùng, Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, động viên, chia sẻ gia đình, bạnbè vàđồngnghiệptrongqtrìnhthựchiệnnghiêncứu Tác giả luận án Hồng NgọcHà MỤCLỤC Lờicamđoan i Lờicámơn ii Danhmụccácchữviếttắt .vii Danhmụccácbảng .viii Danhmụccáchìnhvẽ,đồthị ix MỞĐẦU I Lýdolựachọnđềtài .1 II Mục đíchvànộidungnghiêncứu III Đốitượngvàphạmvinghiêncứu IV Cơsởkhoahọc V Phươngphápnghiêncứu VI Nhữngđónggópmớicủaluậnán VII Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễncủaluậnán Chương1.T Ổ N G QUANCÁCVẤNĐỀNGHIÊNCỨU .5 1.1 Tổngquanvềchônlấpchấtthảirắn 1.1.1 Cáckháiniệmliênquan 1.1.2 HiệntrạngchônlấpchấtthảirắntạiViệtNam 1.2 Tổngquankhuvựcnghiêncứu .10 1.2.1 ĐiềukiệntựnhiênkhuvựcbãichônlấpKiêuKỵ .10 1.2.2 Hoạtđộngcủabãichônlấp 16 1.3 Tổngquansự hìnhthànhchấtơnhiễmtrongnước rỉ rác 17 1.3.1Nguồngốcphátsinhkimloạinặngtrongchấtthảirắn 17 1.3.2 Sự hìnhthànhnướcrỉrác .21 1.3.3 Cácyếutốảnhhưởngđếnthànhphầnvàtínhchấtnước rỉrác 22 1.3.4 Lượng phátsinhvàthànhphầnnước rỉrác 25 1.4 Sựảnhhưởngcủanướcrỉrácđếnmôitrườngđấtvà nướcdướiđất 38 1.4.1 Nguycơônhiễmtừ nướcrỉrác .38 1.4.2 Cáctác độngcủa kimloạinặngtrongmôitrườngđất 39 1.5 Tổng quannghiêncứuvềlantruyềnkimloạinặngtừbãichơnlấp 42 1.5.1 Cácnghiêncứu ởnướcngồi .42 1.5.2 CácnghiêncứutạiViệtNam 49 1.6 Lựachọnhướngnghiêncứucủaluậnán 51 Chương2.LÝTHUYẾTLANTRUYỀNÔNHIỄMVÀPHƯƠNGPHÁPTHỰCHIỆNN GHIÊNCỨU 52 2.1 Chấtô nhiễmlantruyềntrong đất 52 2.1.1 Nướctrongđất vàhiệntượng maodẫn 53 2.1.2 Nướcdichuyểnxuốngdotrọnglực .54 2.2 Qtrìnhlantruyềnchấtơnhiễmvà cácyếutốảnhhưởng 55 2.2.1 Lưulượngdòngthấm 55 2.2.2 Hệsốkhuếchtáncủachấtônhiễm 56 2.3 Qtrìnhthấmnước vàvậnchuyểnchấtơnhiễm .59 2.3.1 Cơ chếđối lưutheodònghútmao dẫn 59 2.3.2 Cơ chếđối lưutheodòngnước maodẫnvàkhuếchtán 62 2.4 Cácphươngphápnghiêncứuxác địnhlantruyềnô nhiễm 64 2.4.1 Xác địnhthànhphầnvàtínhchấtnước rỉrác 64 2.4.2 Phươngphápxácđịnhthànhphần vàtínhchấtcủađất .66 2.4.3 Lời giảigiảitích–phươngtrìnhviphân xácđịnhlan truyềnơnhiễm 68 2.4.4 Phươngphápphầntửhữuhạn .70 2.4.5 ƯuđiểmcủaphươngphápPTHH 72 2.4.6 Phươngphápxâydựngmơhìnhmơphỏnglantruyềnchấtơnhiễmtrongkhơnggian3D 73 Chương3.KẾTQUẢVÀTHẢO LUẬN 78 3.1 Cácyếutốảnhhưởngđếnsựlantruyềncủachấtônhiễmtừnướcrỉrácphátsinhtừbãichônl ấp 78 3.1.1 Lượng nướcrỉrácphátsinhtheothờigian–phương phápcân bằngnước 78 3.1.2 Xâydựngphươngpháp mơhìnhhóatínhtốnnước rỉ rác .85 3.2 Khảosáthàm lượngchất ônhiễmtrongnướcrỉráctạibãichônlấpKiêuKỵ 97 3.2.1 Cáchợp chấthữucơtrongnướcrỉrác 98 3.2.2 Hàm lượngkimloạinặngtrongnướcrỉrác 102 3.2.3 Các chấtônhiễm khác .104 3.3 KhảosátônhiễmkimloạinặngtrongđấtbãichônlấpKiêuKỵ 109 3.3.1 Đặc điểmmẫuđấttạilỗkhoanLK4vàLK5 109 3.3.2 Kếtquảphântích mẫuđất 111 3.3.3 Nhận xétkếtquả khảosátơnhiễmmơitrườngđấtkhuvực bãichơnlấp 115 3.4 Đánhgiávềcácyếutốảnhhưởngtớiqtrìnhlantruyềnkimloạinặngtừbãichơnlấp 116 3.5 Dựbáonồngđộ kimloại nặng lantruyềntrongmôi trườngbãichônlấpbằng phươngphápphầntử hữu hạn 117 3.5.1 CácnguycơơnhiễmmơitrườngđấtphátsinhtừbãichơnlấpchấtthảirắnKiêuKỵ,GiaLâm 118 3.5.2 Dựbáovàđánhgiánồngđộkimloạinặnglantruyềnbằngmơ hình1D .121 3.5.3 Xâydựngphươngtrìnhđánhgiálantruyền kimloạinặng vớimơ hình3D 133 3.6 Ýnghĩa củamơhìnhtínhtốnlantruyềnKLNtừbãichơnlấpchấtthảirắn 140 KẾTLUẬN 142 DANHMỤCCÁCCƠNGTRÌNHĐÃ CƠNGBỐCỦATÁCGIẢ .144 TÀILIỆUTHAMKHẢO 145 PHỤ LỤC1 PHỤ LỤC2 .16 DANHMỤC CHỮVIẾT TẮT Từviếttắt TiếngAnh BCL BOD Bãichơnlấp BiochemicalOxygenDemand NhucầuoxysinhhóaBXD COD Tiếng Việt ChemicalOxygen Demand BộXâydựng Nhucầuoxyhóahọc CTRCTRS Chấtthảirắn H Chấtthảirắnsinhhoạt HELP Địnhlượngthủyvănbãichônlấp HydrologicEvaluationofL andfillPerformance KLN Kimloạinặng PTHH Phầntửhữuhạn SWB SerialWaterBalance Cân nước nối tiếpTOC Totalorganiccarbon Tổnglượngcacbonhữucơ USEPA UnitedStateEnvironmental ProtectionAgency CơquanbảovệMôitrườngHoa kỳ VFA VolatileFattyAcid Axitbéodễbayhơi WBM WaterBalance Method Phươngpháp cânbằng nước DANH MỤC BẢNGBIỂU Bảng1.1 Tổnghợpkhốilượng,số lượngbãichônlấpCTRtại ViệtNam Bảng1.2.Môtảđặc điểmcáclớpđấtkhuvựcbãichônlấpchấtthảirắnKiêuKỵ 11 Bảng1.3 Chúgiải-Cáctầngchứanước 14 Bảng1.4.Độẩm,lượngmưavàlượngbốchơitrungbình 15 Bảng1.5.Hàmlượngkimloạinặngtrong rác thải 19 Bảng1.6.Hàmlượngcác chấtônhiễmtrongnướcrỉráctheothờigian 22 Bảng1.7.Tómtắtsosánhcácphươngpháptínhtốnnước rỉrác 28 Bảng1.8.Thànhphầnnướcrỉrácvới cáckhoảnggiátrịnồngđộ 30 Bảng1.9.Nồngđộkimloạinặngtrongnước rỉráctạicác nướcđangpháttriển 32 Bảng1.10.Hàmlượngkimloạinặngtrongnướcrỉrác 34 Bảng1.11.Thành phầnnướcrỉrácởmộtsốBCL ởChâuMỹvà ChâuÂu 35 Bảng1.12 Thành phần nướcrỉrác mộtsốBCLởChâu Á .37 Bảng1.13 Thành phần nướcrỉrác mộtsốBCLởChâu Phi .38 Bảng1.14.Khảnănglinhđộngcủa mộtsốnguyên tốkimloạinặngtrongđất 40 Bảng2.1 Hệsố thấmcủacácthành phầnđất 55 Bảng2.2.Chấtônhiễmvàhệsốkhuếchtántrongđất 57 Bảng3.1.Thànhphần chấtthảirắnsinhhoạttạihuyệnGiaLâm 81 Bảng3.2.Tínhtốnnướcrỉrácphátsinhtheo thờigian .83 Bảng3.3 Mốiquan hệcủalớpchephủôchôn lấpvàxâmnhậpnướcmưa 89 Bảng3.4.Tỷtrọngrácsaukhiđầmnén 95 Bảng3.5.HàmlượngchấtônhiễmhữucơtrongnướcrỉráctạibãichônlấpKiêuKỵtừ2008 -2017 99 Bảng3.6.Kếtquảphântíchmẫukimloạinặngtrongnướcrỉrác .103 Bảng3.7.HàmlượngNitơtrongnướcrỉrác tạibãichơnlấpKiêuKỵtừ2008-2017 104 Bảng3.8.HàmlượngtổngP,tổngColiform,dầu mỡtrongnướcrỉráctạibãichônlấpKiêuKỵtừ20082017 107 Bảng3.9.MôtảmẫuđấtkhoantronglỗkhoanL4vàL5 110 Bảng3.10 Hàmlượng kimloạinặngtrongmẫuđấttại lỗkhoanL4vàL5 112