Đánh giá việc thực hiện công tác bảo vệ môi trường tại một số nhà máy sản xuất xi măng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên trong những năm gần đây

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐẶNG THỊ HUYỀN HUỆ ĐÁNH GIÁ VIỆC THỰC HIỆN CÔNG TÁC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ HUYỀN HUỆ

ĐÁNH GIÁ VIỆC THỰC HIỆN CÔNG TÁC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

TẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG

TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN

TRONG NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số : 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thế Hùng

Thái Nguyên, năm 2014

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẶNG THỊ HUYỀN HUỆ

ĐÁNH GIÁ VIỆC THỰC HIỆN CÔNG TÁC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

TẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG

TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN

TRONG NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thế Hùng

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được

sử dụng để bảo vệ một đề tài nào

Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc./

Tác giả luận văn

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường, Phòng Quản lý đào tạo sau đại học và các thầy cô trong Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình dạy bảo, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian tôi học tập ở trường

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thế Hùng,

người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Sở Tài nguyên và Môi trường, lãnh đạo Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường, lãnh đạo Chi cục Bảo vệ môi trường và các đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành tốt luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới các cô, các chú, các anh chị là cán bộ Nhà máy xi măng Lưu Xá và Nhà máy xi măng Quán Triều đã tạo điều kiện, giúp

đỡ tôi trong quá trình thực hiện lấy mẫu và thu thập thông tin tại đơn vị để phục vụ cho luận văn

Cuối cùng, cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên, ủng hộ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Thái Nguyên, ngày 9 tháng 10 năm 2014

Tác giả

Đặng Thị Huyền Huệ

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Tổng quan ngành xi măng 4

1.1.1 Ngành xi măng trên thế giới 4

1.1.2 Ngành công nghiệp xi măng tại Việt Nam 5

1.2 Thực trạng hoạt động của ngành công nghiệp xi măng 6

1.3 Sơ lược các công nghệ sản xuất xi măng 9

1.3.1 Công nghệ sản xuất xi măng lò đứng 10

1.3.2 Công nghệ sản xuất xi măng lò quay 12

1.4 Các yếu tố môi trường không khí ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân sản xuất xi măng 21

1.4.1 Ảnh hưởng của bụi 21

1.4.2 Ảnh hưởng của nóng ẩm 24

1.4.3 Ảnh hưởng của tiếng ồn và rung xóc 26

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.2 Địa điểm và thời gian tiến hành 29

2.2 Nội dung và các chỉ số nghiên cứu 29

2.2.1 Nội dung nghiên cứu 29

2.2.2 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp thực hiện 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu 30

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 30

2.3.2 Phương pháp lấy mẫu và phân tích 30

2.3.3 Phương pháp tổng hợp và đánh giá số liệu 31

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 Khái quát về tổ chức, quy mô, công nghệ sản xuất của hai nhà máy 32

3.1.1 Nhà máy xi măng Quán Triều 32

3.1.2 Nhà máy xi măng Lưu Xá 37

3.2 Đánh giá kết quả công tác lập ĐTM và việc thực hiện các công tác bảo vệ môi trường của hai nhà máy xi măng trong những năm gần đây 41

3.2.1 Công tác lập ĐTM và yêu cầu về công tác bảo vệ môi trường khi nhà máy đi vào hoạt động 42

3.2.2 Các công trình, biện pháp bảo vệ môi trường của các nhà máy đã được thực hiện 43

3.3 Hiện trạng chất lượng môi trường khu vực nghiên cứu 55

3.3.1 Nhà máy xi măng Quán Triều 56

3.3.2 Nhà máy xi măng Lưu Xá 67

3.4 Ước tính tải lượng các chất ô nhiễm 74

3.4.1 Tính toán tải lượng dựa vào hệ số phát thải 74

3.4.2 Kết quả tính toán tải lượng phát thải ô nhiễm dựa vào đo đạc thực nghiệm 75

3.4.3 So sánh với kết quả tính tải lượng bằng phương pháp hệ số 76

3.5 Đề xuất các biện pháp quản lý và giảm thiểu tác động từ hoạt động sản xuất của hai nhà máy tới môi trường xung quanh 78

3.5.1 Các giải pháp quản lý 78

3.5.2 Các giải pháp kỹ thuật 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80

1 Kết luận 80

2 Kiến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Sản lượng xi măng các năm gần đây (triệu tấn) 5

Bảng 3.1: Sản phẩm và sản lượng theo thiết kế của nhà máy 33

Bảng 3.2: Dữ liệu chất thải nhà máy xi măng Quán Triều [8] 37

Bảng 3.3 Dữ liệu chất thải nhà máy xi măng Lưu Xá [5] 41

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp lượng chất thải nguy hại phát sinh thực tế của Nhà máy 51

Bảng 3.5: Kết quả quan trắc định kỳ ống khói của nhà máy xi măng Quán Triều từ năm 2012 – 2014 58

Bảng 3.6: Kết quả quan trắc định kỳ môi trường không khí trong khu vực sản xuất nhà máy xi măng Quán Triều từ năm 2012 – 2014 60

Bảng 3.7: Kết quả quan trắc định kỳ môi trường không khí khu vực xung quanh nhà máy từ năm 2012 – 2014 (đợt 1-XMQT) 64

Bảng 3.8: Kết quả quan trắc định kỳ môi trường không khí khu vực xung quanh nhà máy từ năm 2012 – 2014 (đợt 2-XMQT) 65

Bảng 3.9: Kết quả quan trắc ống khói nhà máy xi măng Lưu Xá từ năm 2012-2014 68

Bảng 3.10: Kết quả quan trắc định kỳ môi trường không khí trong khu vực sản xuất NMXM Lưu Xá từ năm 2012 – 2014 70

Bảng 3.11: Bảng kết quả quan trắc định kỳ môi trường không khí khu vực xung quanh nhà máy từ năm 2012 – 2014 (đợt 1-XMLX) 72

Bảng 3.12: Bảng kết quả quan trắc định kỳ môi trường không khí khu vực xung quanh nhà máy từ năm 2012 – 2014 (đợt 2-XMLX) 73

Bảng 3.13 Tải lượng ô nhiễm khí độc hại phát sinh do hoạt động sản xuất 75

Bảng 3.14: Tải lượng ô nhiễm thực tế phát sinh do hoạt động sản xuất từ năm 2012-2014 76

Bảng 3.15: Tải lượng tính theo hai phương pháp tính đối với các nhà máy (tấn/năm) 76

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Biểu đồ sản lượng cung cấp cho thị trường và doanh thu từ năm

1995 -2007 của Tổng công ty xi măng Việt Nam 8

Hình 1.2 : Lò quay nung clinker theo phương pháp ướt 13

Hình 1.3 : Sơ đồ công nghệ sản xuất XMP phương pháp ướt 15

Hình 1.4 : Lò quay 16

Hình 1.5 : Hệ thống Xyclon trao đổi nhiệt 18

Hình 1.6 : Sơ đồ công nghệ sản xuất XMP phương pháp khô 20

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng nhà máy xi măng Quán Triều 36

Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ sản xuấ nhà máy xi măng Lưu Xá 40

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lọc bụi túi vải 44

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý của lọc bụi tĩnh điện 45

Hình 3.5 Sơ đồ buồng tĩnh điện 45

Hình 3.6 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện 46

Hình 3.7 Thiết bị lọc bụi túi và các ống khói 46

Hình 3.8 Hệ thống mương rãnh thoát nước 48

Hình 3.9 Cấu tạo bể tự hoại 48

Hình 3.10: Hệ thống lọc bụi khói lò nung clinker nhà máy xi măng Lưu Xá 54

Hình 3.11: Quan trắc tiếng ồn đợt 1 trong khu vực sản xuất qua các năm 62

MỞ ĐẦU

Kinh tế phát triển kéo theo sự phát triển về cơ sở hạ tầng nên nhu cầu về vật liệu xây dựng là rất lớn Chính vì vậy, ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng luôn là nghành được đầu tư, ưu tiên phát triển trước Và trên thực tế

ở nước ta, việc đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng luôn gắn liền với sự phát triển của đất nước, mạnh nhất là từ khi thống nhất đất nước (1975) đến nay

Xi măng là một trong những nguyên liệu cơ bản để xây dựng các công trình công nghiệp và dân dụng của nhà nước, nhân dân Đến năm 2000 nhà nước ta đã có 60 công ty xi măng và đã sản xuất một lượng xi măng khá lớn (trên 11 triệu tấn một năm) và theo dự tính nhu cầu xi măng sẽ tăng 4-5 lần mới đáp ứng được yêu cầu xây dựng cơ bản trong cả nước Các công trình công nghiệp, đường sá, cầu cống, các công trình văn hóa, thể thao kể

cả nhu cầu xây dựng của nhân dân vì vậy trong thập kỷ cuối cùng của thế kỷ

20 nhiều nhà máy xi măng được xây dựng với công nghệ hiện đại sản xuất bằng lò quay thay thế dần công nghệ lò đứng đã lạc hậu Tuy nhiên không thể thay thế trong một thời gian ngắn vì vậy việc sản xuất xi măng bằng lò đứng vẫn tiếp tục hoạt động trong điều kiện hiện nay

Vấn đề sản xuất xi măng trong những năm qua đã đáp ứng được nhu cầu cơ bản về xây dựng trong thời kỳ hiện nay nhưng bên cạnh kết quả đạt được vấn đề ô nhiễm môi trường cũng đáng lo ngại Không những công nhân trực tiếp sản xuất chịu ảnh hưởng của tác động môi trường do nhiệt, tiếng

ồn, bụi, hơi khí độc và mùi hôi thối của nước thải mà còn ảnh hưởng đến nhân dân vùng lân cận

Bảo vệ môi trường là nhiệm vụ có tính xã hội sâu sắc, gắn liền với cuộc đấu tranh xóa đói giảm nghèo ở mỗi nước, với cuộc đấu tranh vì hòa bình và tiến bộ

xã hội

Đi đôi với nhiệm vụ sản xuất-kinh doanh, các công ty, nhà máy, xí nghiệp và các cơ sở sản xuất - đặc biệt là tại các nhà máy xi măng - hiện đã có những chú trọng đến công tác bảo vệ môi trường như xây dựng các hệ thống

xử lý khói bụi, nước thải, thực hiện các báo cáo kiểm soát ô nhiễm môi trường định kỳ hàng năm và tuân thủ các quy định khác của pháp luật trong việc bảo

vệ môi trường tuy nhiên việc thực hiện các công tác này đôi khi còn chưa triệt

để, mang tính hình thức

Xuất phát từ thực tế đó và được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, Phòng Quản lý đào tạo Sau Đại học - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên và dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thế Hùng, tôi tiến hành

nghiên cứu luận văn: “Đánh giá việc thực hiện công tác bảo vệ môi trường

tại một số nhà máy sản xuất xi măng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên trong những năm gần đây”

*Mục đích và yêu cầu của đề tài

*Mục tiêu tổng quát của đề tài là:

Tìm hiểu thực trạng môi trường không khí của một số nhà máy sản xuất

xi măng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và khu vực lân cận và đề xuất giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng xấu tới môi trường của các nhà máy

*Mục tiêu cụ thể của đề tài bao gồm:

- Đánh giá được kết quả công tác lập ĐTM và việc thực hiện các công tác bảo vệ môi trường của hai nhà máy xi măng trên

- Đánh giá được diễn biến chất lượng môi trường không khí của hai nhà máy xi măng và khu vực xung quanh Nhà máy xi măng giai đoạn 2012-2014

- Ước tính được tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải phát sinh từ sản xuất của 2 nhà máy xi măng nghiên cứu

- Đề xuất được giải pháp giảm thiểu các ảnh hưởng của khí thải tới môi trường xung quanh và biện pháp giúp cho các nhà máy xi măng thực hiện tốt hơn công tác bảo vệ môi trường

* Ý nghĩa của đề tài

Ý nghĩa trong học tập

- Là cơ hội giúp học viên áp dụng lý thuyết đã được học vào thực tiễn, rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp số liệu và có cái nhìn tổng quan về thực trạng môi trường địa phương

- Là cơ hội, điều kiện thuận lợi cho việc tìm hiểu, tiếp thu, học hỏi kinh nghiệm trong thực tế Đồng thời nâng cao kiến thức thực tế, bổ sung tư liệu học tập, kiến thức, kinh nghiệm

Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học

Làm tài liệu tham khảo cung cấp cho các ban ngành về công tác quản lý, bảo vệ môi trường

Ý nghĩa trong thực tế

- Biết được mặt mạnh, mặt yếu kém, những khó khăn và tồn tại trong công tác quản lý, thực hiện công tác bảo vệ môi trường tại một số nhà máy xi măng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

- Giúp người dân hiểu hơn về môi trường của mình

- Đề xuất và kiến nghị các giải pháp bảo vệ môi trường sao cho phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của các nhà máy

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan ngành xi măng

1.1.1 Ngành xi măng trên thế giới

Xi măng luôn là loại vật liệu cơ bản và thông dụng nhất được sử dụng rộng rãi trong xây dựng cơ sở hạ tầng, phát triển kinh tế, văn hóa xã hội, giáo dục quốc phòng…

Tất cả các ngành nghề kinh tế đều cần tới xi măng và sự phát triển của ngành công nghiệp xi măng kéo theo nhiều ngành nghề sản xuất dịch vụ khác phát triển như xây lắp, sản xuất thiết bị phụ tùng, bê tông, bao bì và các dịch

vụ tư vấn khảo sát thiết kế, thăm dò chất lượng và trữ lượng

Nền kinh tế thế giới trong những năm qua (2000 - 2007) bước vào giai đoạn phát triển ổn định và có thiên hướng chú ý vào nền kinh tế Châu Á Tiêu dùng xi măng trong những năm trở lại đây không ngừng tăng trưởng và là động lực quan trọng thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng phát triển tại một số nước đang phát triển như: Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia… (trên thế giới hiện nay có khoảng hơn 160 nước sản xuất xi măng, tuy nhiên các nước có ngành công nghiệp

xi măng chiếm sản lượng lớn của thế giới thuộc về Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước như khu vực Đông Nam Á là Thái Lan và Indonesia)

Theo dự báo nhu cầu sử dụng xi măng từ nay đến năm 2020: Tăng hàng năm 3,6% năm nhu cầu sử dụng xi măng có sự chênh lệch lớn giữa các khu vực trên thế giới: (nhu cầu các nước đang phát triển 4,3% năm, riêng châu Á bình quân 5%/năm, các nước phát triển xấp xỉ 1%/năm Ngoài ra tình trạng dư thừa công suất của các nhà máy là phổ biến ở Đông Âu, Đông Nam Á (Thái Lan, ngược lại ở Bắc Mỹ)

Các nước tiêu thụ lớn xi măng trong những năm qua phải kể đến: Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nhật bản, Hàn Quốc, Nga, Tây Ban Nha, Italya, Braxin, Iran, Mexico, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Ai Cập, Pháp, Đức…[25]

Hiện nay trên thế giới đang sử dụng các công nghệ sản xuất xi măng rất hiện đai, có khả năng tự động hóa rất cao Có các chủng loại xi măng phổ biến sau: Porland thông dụng (PC), Porland hỗn hợp (PBC), Porland - puzolan, Porland - xỉ lò cao, Porland bền sunphat, Porland mac cao, Porland đóng rắn nhanh, Porland giãn nở, Porland dành cho xeo tấm lợp uốn sóng amiăng - xi măng, Porland cho bêtông mặt đường bộ và sân bay, xi măng alumin, xi măng

chống phóng xạ, xi măng chịu axit, xi măng chịu lửa, v.v

1.1.2 Ngành công nghiệp xi măng tại Việt Nam

1.1.2.1 Vị trí ngành công nghiệp xi măng trong nền kinh tế Việt Nam

Xi măng là một trong những ngành công nghiệp được hình thành sớm

nhất ở nước ta (cùng với các ngành than, dệt, đường sắt)

Ngày 25/12/1889 khởi công xây dựng nhà máy xi măng đầu tiên của ngành Xi măng Việt Nam tại Hải Phòng

Đến nay đã có khoảng 90 Công ty, đơn vị tham gia trực tiếp sản xuất và phục vụ sản xuất xi măng trong cả nước, trong đó: khoảng 33 thành viên thuộc tổng công ty xi măng Việt Nam, 5 công ty liên doanh, và hơn 50 công

(Nguồn: VLXD đương đại)

Trong những năm qua ngành xi măng đóng góp một phần không nhỏ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế Việt Nam, trung bình từ 10% - 12% GDP Vì thế Chính phủ xác định Xi măng là ngành phát triển chiến lược nhằm hỗ trợ phát triển kinh tế

1.1.2.2 Các loại sản phẩm chính

Hiện nay trên sản phẩm xi măng trên thị trường có nhiều loại, tuy nhiên

thông dụng trên thị trường Việt Nam gồm hai loại sản phẩm chính:

Xi măng Portland chỉ gồm thành phần chính là clinker và phụ gia

thạch cao Ví dụ: PC 30, PC 40, PC 50

Xi măng Portland hỗn hợp vẫn với thành phần chính là clinker và

thạch cao, ngoài ra còn một số thành phần phụ gia khác như đá pudôlan, xỉ lò

Ở thị trường các loại xi măng này có tên gọi như PCB 30, PCB 40 [17]

1.2 Thực trạng hoạt động của ngành công nghiệp xi măng

Trong những năm gần đây, một số nhà máy sản xuất xi măng lớn tập trung nhiều vào thị trường trong nước do thị trường này đang tăng trưởng mạnh mẽ Ngành công nghiệp xi măng Việt Nam hiện nay đã có khoảng 14 nhà máy xi măng lò quay với tổng công suất thiết kế là 21,5 triệu tấn/năm, 55

cơ sở xi măng lò đứng, lò quay chuyển đổi tổng công suất thiết kế 6 triệu tấn/năm, khoảng 18 triệu tấn xi măng được sản xuất từ nguồn clinker trong nước (ứng với 14,41 triệu tấn clinker)

Hầu hết các nhà máy sản xuất xi măng sử dụng phương pháp kỹ thuật khô, ngoại trừ những nhà máy có lò trộn xi măng đứng với thiết bị và kỹ thuật lạc hậu, thì những nhà máy còn lại có năng suất trộn xi măng từ 1,4 triệu đến 2,3 triệu tấn mỗi năm với thiết bị và trình độ kỹ thuật tương đương với nhữn nhà máy khác ở Đông Nam Á

Việt Nam đang có khoảng 31 dự án xi măng lò quay với tổng công suất thiết kế là 39 triệu tấn được phân bổ ở nhiều vùng trên cả nước (Đa số tập trung ở miền Bắc, miền Trung và chỉ có 4/31nằm ở miền Nam)

Hiện nay các nhà máy xi măng phân bố không đều giữa các khu vực Hầu hết các nhà máy tập trung nhiều tại miền Bắc nơi có vùng nguyên liệu đầu vào lớn, trong khi đó các nhà máy lớn phía Nam rất hạn chế Do đó nguồn cung xi

măng ở phía Bắc thì dư thừa trong khi miền Nam lại thiếu hụt

Những yếu tố ảnh hưởng tới năng lực sản xuất của doanh nghiệp:[25] Các DN miền Bắc có vị trí địa lý thuận lợi cho việc khai thác nguyên vật liệu đầu vào do đó chủ động được về năng lực sản xuất Doanh nghiệp miền Nam thì ngược lại

Giá than đá, thạch cao và clinker những nguyên liệu đầu vào chính dùng cho sản xuất xi măng vẫn tăng đều qua các năm Mà những nguyên liệu đầu vào này Việt Nam phải nhập khẩu với khối lượng rất lớn Ngoài ra giá gas, dầu hiện nay biến động ảnh hưởng tới cước phí vận chuyển tăng Ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất và kết quả hoạt động của ngành

Trình độ công nghệ của ngành lạc hậu cũ kỹ thừa hưởng của Nga, Pháp, Trung Quốc những năm 50 của thế kỷ trước vẫn còn được sử dụng (Không riêng gì Việt Nam, Trung Quốc cũng đang lâm vào tình trạng này) Hiện này với các dự án dây chuyền, nhà máy xi măng lớn đang triển khai

hy vọng sẽ thay thế công nghệ cũ, giúp năng lực sản xuất được tăng lên gấp nhiều lần

Tuy nhiên vốn đầu tư ban đầu vào máy móc thiết bị ngành xi măng là rất lớn, đó là sức ép đối với các doanh nghiệp sản xuất trong ngành khi muốn gia tăng công suất, đổi mới công nghệ

Thị trường, thị phần và các yếu tố ảnh hưởng:

Hiện nay trên thị trường giá bán xi măng của các doanh nghiệp Miền Bắc thường thấp hơn giá bán xi măng của các doanh nghiệp Miền Nam khoảng 200.000 đồng/ tấn tùy từng loại dao động xung quanh mức chênh lệch này (tính đến cuối tháng 4 đầu tháng 5/2008) Tại sao có mức khác biệt này: như đã nêu ở trên, các doanh nghiệp phân bố không đều giữa các miền, giá đầu vào của nguyên vật liệu, cước phí vận chuyển, tổng nhu cầu xi măng tại miền Nam chiếm tới 40% tổng nhu cầu trong khi các doanh nghiệp miền Nam chỉ đáp ứng được 50% tổng nhu cầu đó.[25]

Ngoài ra do xi măng là ngành có vị trí quan trọng trong nền kinh tế nên Chính phủ vẫn nắm quyền kiểm soát giá cả, giá cả bị chặn đầu ra – nhưng giá nguyên liệu đầu vào không ngừng xu thế tăng lên Đó là khó khăn rất lớn cho doanh nghiệp sản xuất trong ngành

Thị phần tiêu thụ lớn nhất thuộc về Tổng công ty Xi măng Việt Nam chiếm khoảng 40% toàn thị trường – Thị phần tiêu thụ xi măng trong 04 tháng đầu năm 2008 con số này là 41,1% Các doanh nghiệp lớn trong ngành đều thuộc tổng công ty xi măng Việt Nam như: Hà Tiên1, 2, Xi măng Hoàng Thạch, Xi măng Hải Phòng… hơn 33 đơn vị gồm công ty con, công ty cổ phần - tổng công ty nắm quyền chi phối, công ty liên doanh liên kết

Hình 1.1: Biểu đồ sản lượng cung cấp cho thị trường và doanh thu từ năm

1995 -2007 của Tổng công ty xi măng Việt Nam

Thị phần của các doanh nghiệp xi măng nhỏ chiếm 31% toàn thị trường –

04 tháng đầu năm 2008 con số này là 28,9% - do vốn nhỏ, khả năng cạnh tranh kém Thị phần của các doanh nghiệp liên doanh là 29% - 04 tháng đầu năm

2008 con số này là 30%

1.3 Sơ lƣợc các công nghệ sản xuất xi măng [17]

Xi măng là chất kết dính thủy lực rất quan trọng hiện nay, được sử dụng rộng rãi trong các nganh xây dựng Thành phần của xi măng cơ bản gồm có: Cao: 59-67%; SiO2: 16-26%; Al2O3: 4-9%; Fe2O3: 2-6%; MgO: 0,3-3%

Tùy vào từng chủng loại xi măng và nhu cầu sử dụng mà ta thay đổi thành phần khoáng của clinker hoặc phụ

Muốn có xi măng Porland bền sunphat ta cần giữ trong thành phần khoáng của clinker hàm lượng C3A ≤ 5 %, C3S ≤ 58 % đối với xi măng bền sunphat thường và C3A ≤3 %, C3S ≤ 50 % đối với xi măng bền sunphat loại cao Ta cần thiết kế và tính toán tốt bài phối liệu sống, hơn thế nữa, cần phải chọn lựa loại nguyên liệu để hàm lượng Al2O3 trong sét hoặc trong hỗn hợp sét không vượt quá 14 - 16 % thì mới phối liệu được thành phần hóa của liệu sống và clinker Riêng việc hạn chế hàm lượng kiềm trong xi măng bền sunphat các loại trên cũng đòi hỏi có sự chọn lựa nguyên liệu sét và loại than

mà tro của nó ít kiềm (K2O + Na2O)

Nói chung thì từ trước tới nay có các CNSX xi măng chủ yếu là: CNSX

xi măng lò đứng, lò quay khô, lò quay ướ

- Phương pháp ướt (phối liệu vào lò dạng bùn past, độ ẩm trong khoảng 18 – 45%)

- Phương pháp khô (độ ẩm phối liệu vào < 1%)

- Phương pháp bán khô (phối liệu vào lò được ép thành viên với độ ẩm

12 – 18%)

1.3.1 Công nghệ sản xuất xi măng lò đứng

 Cấu tạo: Lò đứng là thiết bị có khoảng không làm việc dạng

tháp đứng, tiết diện tròn hoặc các hình dạng khác Chiều cao lò thường là L= 8 ÷ 12m, đường kính D= 2.4 ÷ 3m Nhiên liệu được trộn với phối liệu

và được tạo thành viên trước khi nạp vào lò, nhờ vậy nhiên liệu cháy truyền nhiệt trực tiếp cho phối liệu tạo hiệu quả sử dụng nhiệt tương đối cao

Quá trình hoá lý xảy ra theo chiều cao lò Phối liệu (gồm cả nhiên liệu rắn) được tiếp vào lò từ trên cao, sao cho phân bố đều tiết diện ngang Trong quá trình dịch chuyển từ trên cao xuống, phối liệu đều trải qua các giai đoạn sau:

- Giai đoạn sấy nung nóng

- Giai đoạn phân huỷ đất sét và cacbonat

- Giai đoạn nung luyện và kết khối

- Giai đoạn làm lạnh

Quá trình hoá lý còn xảy ra theo tiết diện lò Gần tường lò, trở lực thấp gió mạnh, nhiên liệu dễ cháy nên nhiệt độ cao Theo chiều từ tường

lò vào, lúc viên nhiên liệu đạt nhiệt độ cao bị co lại và theo xu hướng vẫn chuyển rơi theo chiều lòng chảo vào tâm làm cho trở lực gió càng vào tâm càng cao, tốc độ gió càng vào tâm càng yếu Do đó, vùng tâm lò là vùng sấy đốt nóng, kế tiếp là vùng phân huỷ, tiếp theo là vùng liệu ở khu vực toả nhiệt và gần tường lò là vùng kết khối

Quá trình hoá lý khi nung clinker trong lò đứng còn diễn ra ngay trong một viên liệu, gió nóng từ phía dưới lên bao quanh viên liệu và sấy khô bề mặt viên liệu Oxy khuếch tán vào bề mặt viên liệu làm cho hạt than trên bề mặt viên liệu cháy toả nhiệt thực hiện quá trình sấy, nung nóng, phân huỷ nhiệt

Khi bề mặt hạt phối liệu nóng đỏ đạt 1300 C thì lớp bên trong đang

ở nhiệt độ dưới 1000 C, thực hiện quá trình phân huỷ cacbonat còn tâm hạt phối liệu còn đang ở giai đoạn sấy và đốt nóng Khi nhiên liệu lớp bên trong cháy thì nhiên liệu lớp ngoài cùng đã cháy hết, nhiệt độ do bị đốt nóng toả ra và do các viên liệu xung quanh toả ra làm cho lớp ngoài kết khối, trong khi đó bên trong còn ở giai đoạn toả nhiệt, tiếp theo là lớp phân huỷ cacbonat và trong cùng là lớp sấy khô Vì vậy cần khoảng thời gian dài đề kết thúc quá trình tạo khoáng clinker trong viên liệu nên năng suất của lò đứng thấp

Sau khi nung, clinker cũng được nghiền với những phụ gia thích hợp thành XMP Do chất lượng clinker không cao, nghiền clinker lò đứng

dễ hơn nghiền clinker lò quay XMP lò đứng chất lượng kém hơn XMP

lò quay, không đảm bảo vệ sinh môi trường Ở những nước công nghiệp phát triển, lò đứng có thể dùng nung những loại xi măng đặc biệt, lò đứng nung clinker nói chung không tồn tại.[17]

 Ưu điểm : Đầu tư rẻ

 Nhược điểm : Chất lượng clinker không ổn định, tốn nhiều năng

lượng, năng suất thấp, không giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, hiện tại phương pháp này không tồn tại ở những nước công nghiệp phát triển

Ở Việt Nam, có khoảng 100 lò đứng với tổng sản lượng khoảng 4 triệu tấn xi măng/ năm Công nghệ xi măng lò đứng sẽ không được tiếp tục đầu tư, các nhà máy hiện có phải chuyển đổi công nghệ khác trong tương lai gần

1.3.2 Công nghệ sản xuất xi măng lò quay

Một thời chất lượng clinker sản xuất bằng phương pháp ướt được coi là tốt hơn clinker phương pháp khô, chủ yếu do khi nghiền ướt, phối liệu được trộn đều, phản ứng tốt hơn Hiện nay, kỹ thuật đồng nhất hoá bằng khí nén trong sản xuất clinker hoàn thiện hơn rất nhiều Sản xuất XMP phương pháp khô là phương pháp chủ yếu hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam Phương pháp ướt chỉ tồn tại ở các nhà máy cũ, hoặc trong những điều kiện đặc biệt thuận lợi về khai thác nguyên liệu.[17]

1.3.2.1 Phương pháp ướt

 Cấu tạo:Lò quay là ống thép hình trụ, trong lót gạch chịu lửa (samốt

hoặc cao nhôm vùng làm nguội, phần nung lót loại gạch chịu lửa kiềm tính manhêzi, manhêzi – crôm) Để tăng tuổi thọ lò, người ta có thể dùng thêm các loại gạch cách nhiệt

Thông thường, với phương pháp ướt, lò có chiều dài L = 80÷120m, đường kính D = 3÷6m Tỷ lệ L/D = 30 ÷ 40, hình dạng lò cũng không đơn điệu Nhiều loại lò quay có kích thước đốt nóng phình to Lò đặt với tang góc nghiêng 2 – 6% so với mặt đất trên bệ đỡ con lăn và quay với tốc độ 0.5 – 1.75 vòng/phút

Hình 1.2 : Lò quay nung clinker theo phương pháp ướt

 Nguyên tắc hoạt động

Chuyển vận của nguyên liệu và khí nóng trong lò quay theo nguyên tắc ngược chiều Nguyên liệu ướt vào lò từ đầu cao, theo độ nghiêng và lực quay của lò, chuyển động dần tới phần thấp, cuối lò với vận tốc 35 – 45cm/phút Trong quá trình chuyển vận, phối liệu luôn thay đổi bề mặt nhận nhiệt đốt nóng khí cháy, biến đổi hoá lý thành cục clinker Nhiên liệu được phun từ đầu thấp, cháy và truyền nhiệt cho phối liệu, hạ nhiệt độ rồi đi ra ngoài ở phía lò cao của

lò Nhiệt độ khí thải khoảng 200 - 300 C.[17]

Các quá trình hoá lý xảy ra:

Zone sấy:

Phối liệu vào dạng bùn sệt, nhận nhiệt khí thải, đạt nhiệt độ khoảng

120 - 200 C, xảy ra quá trình mất nước lý học Để tăng hiệu quả truyền nhiệt,

ở zone này người ta thường mắc thêm các mắt xích kim loại Vì vậy còn gọi

là zone xích Ngoài ra các xích sắt còn có tác dụng ngăn bụi thoát khỏi lò Chiều dài zone sấy khoảng 35% chiều dài lò

Zone đốt nóng

Trong zone này, nhiệt độ phối liệu tăng từ 120 - 650 C Quá trình chủ yếu là cháy tạp chất hữu cơ và mất nước hoá học của các khoáng sét Đất sét bị phân huỷ tạo mêta caolinit hoặc các dạng oxit tự do hoạt tính rất cao Bắt đầu phân huỷ một phần cacbonat Zone đốt nóng chiếm khoảng 14% chiều dài lò

Al2O3.2SiO2.2H2O → 3Al2O3.2SiO2 + H2O Zone phân huỷ cacbonat:

Nhiệt độ lên tới 1000 C Đây là giai đoạn cuối cùng của các phản

12CaO + 2 SiO2 + 2 Al2O3 + Fe2O3 → 3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 +

3CaO.Al2O3 + 4CaO Al2O3.Fe2O3 Zone kết khối chiếm khoảng 20% chiều dài lò

Zone làm nguội

Sau zone kết khối, phối liệu đã kết khối tạo thành clinker với thành phần khoáng cần thiết Không khí lạnh lấy nhiệt từ khối clinker nóng làm nhiệt độ clinker giảm dần từ 1450 - 1300 C Zone làm nguội chiếm 8% chiều

dài của lò Ở đây chưa kể tới thiết bị làm nguội clinker với tôics độ nhanh để

ổn định thành phần pha có tròn clinker XMP Các thiết bị này làm nguội clinker với tốc độ rất nhanh từ 1300 C xuống còn 100 C - 150 C và thường đặt riêng Phổ biến nhất là thiết bị làm nguội kiểu ghi và kiểu hành tinh Clinker ra khỏi thiết bị làm nguội nhiệt độ còn khoảng 100 -

150 C và được chứa trong các xilo đặc biệt làm nguội tiếp trước khi đem nghiền với phụ gia

- 1450 – 1300 C clinker nguội tới nhiệt độ để nghiền

- 1300 - 100 C tạo pha thuỷ tinh, các tinh thể nhỏ mịn

 Ưu điểm: Phối liệu nghiền mịn, chất lượng clinker cao

 Nhược điểm: Lò dài, tốn diện tích, tiêu tốn nhiều năng lượng

Hình 1.3 : Sơ đồ công nghệ sản xuất XMP phương pháp ướt

1.3.2.2 Phương pháp khô

 Cấu tạo

Lò quay nung clinker phương pháp khô: Lò quay là ống thép hình trụ, trong lót gạch chịu lửa (samot hoặc cao nhôm vùng làm nguội, phần nung lót các loại gạch chịu lửa kiềm tính manhêzi, manhêzi – crôm) Để tăng tuổi thọ lò, người ta có thể dùng thêm các loại gạch cách nhiệt Lò nung là thiết bị thực hiện tốt nhất những quá trình hoá lí như sau: sấy, đốt nóng, phân huỷ cacbonat, kết khối, làm nguội ở quy mô công nghiệp

Lò nung được thiết kế sao cho các quá trình truyền nhiệt, truyền khối là tốt nhất, tạo clinker có chất lượng đáp ứng năng suất cần thiết Clinker có thành phần khoáng, hoá đạt tiêu chuẩn [17]

Hình 1.4 : Lò quay

 Nguyên tắc hoạt động

Phương pháp khô nhằm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt ở mức cao nhất trong lò quay nung clinker Các quá trình hoá lý của phối liệu khô xảy ra chủ yếu ở pha rắn (sấy, đốt nóng, phân huỷ cacbonat canxi) được thực hiện trong thiết bị đặc biệt gọi là hệ thống trao đổi nhiệt kiểu treo Phần phản ứng pha

lỏng (tạo pha lỏng, kết khối tạo clinker, làm nguội) thực hiện trong phần lò quay Nhờ vậy lò quay giảm bớt chiều dài, năng lượng tiết kiệm hơn nhiều so với nung clinker bằng phương pháp ướt Vấn đề môi trường cũng được coi là

dễ giải quyết hơn

Khi nung clinker theo phương pháp khô, bột phối liệu sau khi được nghiền thô có độ ẩm khoảng 1% được đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt kiểu treo, sau đó được đưa vào lò quay và cuối cùng vào thiết bị làm nguội Phương pháp này tiết kiệm được nhiều nhiệt năng hơn so với phương pháp ướt do không phải tiêu tốn nhiệt để sấy hỗn hợp bùn paste có độ ẩm rất cao.[17]

Quá trình biến đổi hoá lý của phối liệu được thực hiện như sau :

- Quá trình sấy, đốt nóng, đất sét mất nước hoá học và phân huỷ cacbonat được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt kiểu treo, thiết bị calciner Còn các phản ứng tạo các khoáng silicat canxi, aluminat canxi, alumoferit, tạo pha lỏng và kết khối clinker được thực hiện trong lò quay

- Sau đó clinker được làm nguội nhanh nhằm ổn định những thành phần pha cần thiết và khống chế kích thước các tinh thể nằm trong một giới hạn nhất định

- Nhờ có thiết bị trao đổi nhiệt kiểu treo làm giảm chiều dài lò quay một cách đáng kể so với lò quay phương pháp ướt Chiều dài lò giảm giúp cho kết cấu, vật liệu, diện tích xây dựng phần lò quay đơn giản hơn

- Phối liệu sau khi phân huỷ cacbonat đi vào lò quay bắt đầu quá trình phản ứng có mặt pha lỏng Quá trình phản ứng có mặt pha lỏng, kết khối clinker từ pha lỏng đạt hiệu quả cao nhất trong lò quay Ở nhiệt độ tương đối cao khoảng 1450 - 1500 C quá trình truyền nhiệt chủ yếu nhờ đối lưu và bức xạ, trong phối liệu xuất hiện lượng pha lỏng ngày càng tăng theo nhiệt độ tăng

Sự khác biệt nung clinker theo phương pháp khô ở trong thiết bị lò quay là không có vùng bay hơi ẩm phối liệu, bởi vì phối liệu đưa vào lò ở dạng bột khô hoặc có độ ẩm rất thấp Vì vậy mà chi phí nhiệt cho khâu nung clinker giảm tới 40% Lò quay theo phương pháp khô khác nhau về kích thước, dạng hệ thống trao đổi nhiệt ngoài lò, vật liệu được đưa vào hệ thống dạng bột khô Hệ thống trao đổi nhiệt kiểu treo đóng vai trò quyết định trong việc tiết kiệm năng lượng nhiệt của lò nung clinker XMP phương pháp khô.[17]

Hệ thống trao đổi nhiệt :

Hệ thống tháp trao đổi nhiệt kiểu treo gồm

hệ thống xyclon nhiều tầng (hoặc bậc) mắc nối

tiếp Mỗi tầng có một hoặc nhiều xyclon (ban

đầu chỉ một hoặc hai tầng, nay thường bốn hoặc

năm, sáu tầng) phía trong các xyclon thường

được lắp gạch chịu lửa cao nhôm Bột phối liệu

đã nghiền mịn đi vào các xyclon ở trạng thái lơ

lửng có khả năng trao đổi nhiệt rất mạnh với khí

nóng do hầu như toàn bộ bề mặt hạt tham gia trao

đổi nhiệt Hạt phối liệu rắn theo dòng khí nóng

đi vào xyclon theo hướng tiếp tuyến, chuyển

động xoáy vòng theo hướng từ trên xuống dưới,

đi từ xyclon này vào xyclon khác có nhiệt độ

cao hơn Chuyển vận phối liệu và khí nóng trong

hệ thống trao đổi nhiệt kiểu treo SP

Hình 1.5 : Hệ thống Xyclon trao đổi nhiệt

Nguyên lý hoạt động của hệ thống trao đổi nhiệt

Bột phối liệu đã nghiền mịn đi vào các xyclon ở trạng thái lơ lửng có khả năng trao đổi nhiệt rất mạnh với khí nóng do hầu như toàn bộ bề mặt hạt tham gia trao đổi nhiệt Hạt phối liệu rắn chuyển động xoáy vòng theo hướng

từ trên xuống dưới, đi từ xyclon này vào xyclon khác có nhiệt độ cao hơn Một phần bụi phối liệu tuần hoàn trở lại xyclon phía trên Ban đầu bột phối liệu được đưa vào xyclon bậc I và di chuyển đến xyclon bậc III, một phần tuần hoàn trở lại xyclon bậc II Bột phối liệu từ xyclon bậc II xuống xyclon bậc

IV Một phần tuần hoàn trở lại xyclon bậc III Bột phối liệu từ xyclon bậc III rơi xuống lò quay, một phần tuần hoàn trở lại xyclon bậc IV, sau đó xuống lò quay Khí thải từ lò với nhiệt độ 900 1000 C được hồi lưu, dẫn vào các xyclon chuyển động ngược chiều dòng bụi phối liệu, truyền nhiệt cho phối liệu Khi ra khỏi xyclon, khí thải có nhiệt độ 250 300 C đi qua các thiết bị lọc bụi tĩnh điện rồi thải ra ngoài Trong khí thải của lò quay có rất nhiều bụi Hệ thống xyclon có tác dụng trao đổi nhiệt tốt và thu hồi lại lượng bụi lớn Ngoài nhiệt

do khí thải từ lò quay có thể trộn than nghiền mịn trong phối liệu, nâng cao hiệu suất nhiệt Qua các xyclon, phối liệu có nhiệt độ 650 800 C Ở nhiệt độ này kết thúc các quá trình sấy, mất nước hoá học, một phần phân huỷ các muối cacbonat trong phối liệu [17]

 Ưu điểm : Tốn ít năng lượng, lò ngắn, đỡ tốn diện tích mặt bằng

 Nhược điềm: Tốn nhiều năng lượng nghiền

Phương pháp này được sử dụng phổ biến tại Việt Nam và các nước phát triển khác, do có ưu điểm vượt trội hơn các phương pháp khác và cho chất lượng xi măng tốt nhất

Hình 1.6 : Sơ đồ công nghệ sản xuất XMP phương pháp khô

1.4 Các yếu tố môi trường không khí ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân sản xuất xi măng

1.4.1 Ảnh hưởng của bụi

Như ta đã biết Bụi là những hạt rắn có kích thước rất nhỏ, lơ lửng trong không khí dài hay ngắn, phụ thuộc vào kích thước, hình thái và tỷ trọng hạt bụi, mức độ chuyển động của không khí

Bụi ở nhà máy xi măng thường là do sự nghiền nát cơ học của vật rắn (đá, thạch cao, đất sét, clinker ) Như vậy bụi tác động lên công nhân sản xuất xi măng thuộc loại bụi khí dung phân toả, bên cạnh đó bụi ở các phân xưởng sản xuất xi măng còn được tạo thành do sự đốt cháy nguyên liệu không hoàn toàn (khói, hồ hóng) ảnh hưởng nhiều nhất đối với công nhân sản xuất xi măng là bụi đá Trong thành phần của bụi đá có tỷ lệ silic với hình thể không đều, không nhẵn, sắc cạnh và rắn [15]

Tác hại của bụi đối với cơ thể phụ thuộc vào kích thước, tính khuếch tán, tỷ trọng, diện tích hình thể, độ rắn và tính thầm, trong đó tính hoà tan tức là khả năng của nó lơ lửng trong không khí nhanh hay lâu có ảnh hưởng lớn nhất

Theo Latavet A.A bụi đá thạch anh hình cầu kích thước 10 micron trong 3,3 giây có thể rơi được một quãng đường dài 10 cm, hạt bụi có đường kính

từ 10-100 micron chỉ chiếm tỷ lệ 4,7% Các hạt bụi có đường kính nhỏ hơn 0,1 micron (khói ở các lò nung) trong 5,4 phút chỉ rơi được 10 cm, thường chúng lơ lửng trong không khí rất lâu, do chuyển động Brown

Thời gian rơi nhanh hay chậm của bụi trong không khí không chỉ phụ thuộc vào kích thước hạt bụi mà còn phụ thuộc vào gió Gió làm hạt bụi không đứng yên Trong các phân xưởng, tuy gió tự nhiên bị hạn chế, song

có trang bị quạt nên các hạt bụi nhỏ khó rơi xuống đất, chúng lơ lửng trong

Chúng ta biết rằng không phải tất cả các hạt bụi đều đến được phế nang

và ảnh hưởng trực tiếp đến các phế nang Những hạt bụi to thường được giữ lại ở đường hô hấp trên bởi lông mũi và chất nhầy Theo nhiều tác giả, nếu thở bằng mũi số hạt bụi giữ lại ở mũi 45-50% số còn lại đi vào phế quản và thực bào hoặc phản xạ ho, tống ra ngoài Những hạt bụi có đường kính nhỏ vào tận phế nang

Độ bền vững của hạt bụi và khả năng xâm nhập của nó vào cơ thể còn phụ thuộc điện tích của hạt bụi Bụi đá, bồ hóng , khói thường mang điện tích dương cùng dấu Theo Panxakhovic I.M và Gordanskaia E.N, tốc độ thực bào đối với bụi phụ thuộc vào điện tích của hạt bụi Do bụi đá, khói có điện tích dương cùng dấu nên khó kết hợp với nhau tạo thành những hạt bụi

to hơn để lắng xuống và vì vậy thời gian lắng xuống châm hơn, khả năng toả lan cao hơn, lơ lửng trong không khí lâu, nên dễ xâm nhập vào đường hô hấp Tác hại của bụi đối với con người và động vật phụ thuộc vào tính chất của chúng, có loại bụi mang theo bản chất độc hại về hoá học và lý học, có loại chỉ gây trở gại về mặt cơ học do đặc tính bám hút của nó cũng có loại mang theo cả vi khuẩn, ký sinh trùng, vi rút sẽ gây hại nhiều hơn

Rất nhiều phần tử nhỏ bé (bụi) trong môi trường không khí có tính độc hại như bụi kim loại, bụi đá và hyđrocacbon thơm Hợp chất hydrocacbon thơm là những hợp chất đa vòng, thường xuất hiện trong không khí vùng đô thị, nó là tác nhân gây bệnh ung thư đối với người và động vật

Bụi clinker trong sản xuất xi măng không những gây ảnh hưởng xấu đến người, động vật mà còn có tác động xấu đến thực vật Đối với thực vật, nó làm rụng lá nhanh, cây chóng già, hình thành các khí hổng trong quả, giảm trọng lượng quả và hạt, nói chung bụi trong sản xuất xi măng làm cho thực vật bị cằn cỗi Tuy vậy, trừ bụi clinker, bụi đất đá từ các máy nghiền nguyên liệu làm xi măng thì không nguy hiểm lắm

Tác hại của bụi lên cơ thể trên nhiều phương diện, trước hết chúng xâm nhập vào đường hô hấp trên và nếu tiếp xúc lâu dài dễ bị bệnh bụi phổi nghề nghiệp Bụi silic ngoài gây bệnh bụi phổi còn gây rối loạn nghiêm trọng các cơ quan như xơ gan, rối loạn chức phận dạ dày (co bóp yếu, tiết dịch vị kém) nên khó tiêu, viêm loét dạ dày, rối loạn thần kinh chức năng, đau đầu, mệt mỏi, khả năng lao động giảm

Bụi vào mắt gây viêm giác mạc, kết mạc Bụi sắc cạnh có thể gây loét giác mạc vì chúng gây những vết xước ở giác mạc làm giảm thị lực

Bụi rơi và phủ lên da làm khô da, da thoát mồ hôi kém, ảnh hưởng đến sự thải nhiệt của cơ thể vốn đã nóng do nhiệt độ nơi làm việc của công nhân cao Bụi có thể gây dị ứng toàn thân nhất là khi độ ẩm không khí cao Bụi bị nhiễm khuẩn hoặc các chất phóng xạ làm cho da dễ bị viêm, trạng thái bệnh

lý ở da ngày càng nặng thêm.Như vậy bụi silic có tác hại đến toàn thân và khu trú chủ yếu ở phổi Theo Trần Ngọc Liễn khám sức khoẻ cho 232 công nhân tiếp xúc với bụi Amiăng trên 10 năm thấy tỷ lệ công nhân bị viêm mũi họng là 55,8%,ho,khó thở 31,6%, viêm phế quản mạn 9,03%.[13]

Theo thống kê của ban Y tế Bộ Xây dựng, trong số 7197 cán bộ, công nhân xi măng thấy rằng công nhân sản xuất xi măng ở công ty xi măng Bỉm Sơn bệnh viêm mũi họng, phế quản là 61%, công ty xi măng Hà Tiên 23,6% Tác hại lâu dài và nguy hiểm nhất của bụi là gây bệnh bụi phổi, nhất là bụi chứa hàm lượng silic cao Trong 25 công nhân xây dựng đường hầm (khoan đá) tiếp xúc với bụi được khám thì có 10 người bị bệnh bụi phổi, chiếm tỷ lệ 40% ở nhà máy cơ khí Nghệ An trong 82 công nhân được khám, có 11 công nhân bị bệnh bụi phổi chiếm 13,41% [22] [25]

Theo Doãn Ngọc Hải, số công nhân bị bệnh bụi phổi silic ở một số nhà máy xí nghiệp được thống kê như sau: các xí nghiệp vật liệu xây dựng

8,4%, mỏ đá Hoà An (Biên Hoà) 16,06%, mỏ đá Phủ Lý 6,46%, xi măng Hải Phòng 1,06%, công ty xi măng Hà Tiên 2,8%, nhà máy gạch chịu lửa Đồng Nai 19,09%, nhà máy gạch chịu lửa Thái Nguyên 9,77% [26]

Theo Nguyễn Văn Hoài các công nhân trong nhà máy cơ khí cả nước, mắc bệnh bụi phổi 25,4% Tính đến năm 2.000 cả nước ta có hơn 10.000 trường hợp mắc bệnh bụi phổi silic chiếm 89% các loại bệnh nghề nghiệp được bảo hiểm

Trong thực tế các yếu tố môi trường không tác động riêng rẽ mà tác động phối hợp.ở các phân xưởng sản xuất xi măng cũng vậy, các yếu tố nóng, độ ẩm cao, bụi, tiếng ồn và các khí độc cùng phối hợp tác động đến sức khoẻ của công nhân [17]

Theo Babkin V.O.,Peter B.A.(1988) khi nhiệt độ không khí từ 26,4oC đến 34,4oC ; nồng độ bụi từ 2,6 đến 7,5 mg/m3 và nồng độ chì trong không khí từ 0,004- 0,02 mg/m3 cùng với gánh nặng thể lực, tỷ lệ bệnh tật cao hơn hẳn nhóm chứng là 12% trong đó chủ yếu là các bệnh hô hấp, tiêu hoá, tim mạch, thần kinh và cơ xương khớp

Như vậy tác động phối hợp các yếu tố bất lợi của môi trường ảnh hưởng đến khả năng lao động, sức khoẻ giảm,tỷ lệ bệnh tật tăng lên

1.4.2 Ảnh hưởng của nóng ẩm

Theo quy ước quốc tế vùng nóng ẩm là vùng trong năm có trên 6 tháng nóng ẩm, trong ngày nóng ẩm có trên 12 giờ nhiệt độ ngoài trời trong bóng dâm là 20oC, độ ẩm trên 80% Nước ta vào mùa hè, trong những ngày nóng bức nhiệt độ không khí lên tới 38oC-40 oC, nhiệt độ mặt đường đất đá bị hun nóng có khi tới 45oC, thuộc vào vùng nóng ẩm

Công nhân lái xe xúc,ô tô tải của phân xưởng mỏ, ảnh hưởng của nhiệt

độ đối với cơ thể khá lớn Họ không những chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt

trời mà còn chịu ảnh hưởng của bức xạ nhiệt do động cơ hoạt động của các

xe Vì vậy nhiệt độ trong xe thường cao hơn ngoài trời

Do ảnh hưởng của nhiệt độ cao và độ ẩm lớn nên việc thải nhiệt bị hạn chế, hơn thế nữa còn bị hấp thụ nhiệt (nhiệt do bức xạ, dẫn truyền, đối lưu) nhiệt độ cơ thể tăng lên sau ca lao động so với trước ca lao động

Bức xạ nhiệt làm tăng nhanh các chỉ tiêu sinh lý, nhiệt độ da tăng nhanh trong 10 phút đầu, nhiệt độ da ngực từ 37oC lên 38oC, ở trán tăng từ 36,4oC lên 37,9 oC Mạch tăng nhanh trong 6 phút đầu từ 80 nhịp / phút lên đến 130 nhịp /phút Nhiệt độ dưới lưỡi tăng nhanh trong 15 phút đầu từ 36oC lên 38oC Bên cạnh ánh sáng nhìn thấy công nhân còn chịu ảnh hưởng của tia hồng ngoại Tia hồng ngoại chiếm một khoảng khá lớn trong quang phổ Ngoài bức xạ hồng ngoại và ánh sáng nhìn thấy, công nhân các phân xưởng sản xuất xi măng còn chịu tác động của bức xạ kích thích đó là tia tử ngoại, tia tử ngoại có tác dụng diệt khuẩn, làm xạm da và có thể gây bỏng độ

I khi chiếu trực tiếp vào da

Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy khi lao động trong các phân xưởng sản xuất xi măng, công nhân phải chịu tác động của nhiệt độ không khí cao và

độ ẩm lớn, cường độ bức xạ mạnh ở nơi làm việc Mặt khác, lao động nặng cơ thể sản nhiệt tăng nên nhận thêm nhiệt của bức xạ, nhiệt dẫn truyền và đối lưu, thải nhiệt hạn chế kể cả thải nhiệt bằng con đường mồ hôi, nên nhiệt độ cơ thể tăng, rất dễ say nóng [24]

Nhiệt độ và độ ẩm cao là yếu tố kích thích hết sức quan trọng gây ảnh hưởng đến tất cả quá trình sống xảy ra trong cơ thể Dưới tác dụng của nhiệt

độ cao (stress nhiệt) hàng loạt quá trình sinh lý, sinh hoá diễn ra trong cơ thể

bị rối loạn Rối loạn điều tiết thần kinh, rối loạn điều tiết tim mạch, hô hấp, rối loạn quá trình chuyển hoá nước-điện giải Các rối loạn kể trên là hậu quả của một quá trình tích nhiệt của cơ thể [33]

Nhiệt độ cơ thể tăng, cơ thể phản ứng bằng cách tăng thải nhiệt qua đường hô hấp Trong môi trường nhiệt độ cao, pH máu nghiêng về phía axit, nồng độ CO2 trong máu tăng là nguyên nhân chủ yếu kích thích trung khu hô hấp làm tăng tần số hô hấp Song song với tăng tần số hô hấp còn có các phản ứng khác như tăng thải nhiệt ở da, tăng tần số tim, tăng lưu lượng máu lưu thông, trương lực mạch máu giảm, huyết áp hạ, giãn mạch ngoại

vi, máu bị cô (do tiết nhiều mồ hôi) mất điện giải, nếu lao động kéo dài thì

có thể dẫn đến thiếu máu não.Vì khi nhiệt độ môi trường nơi làm việc cao, các con đường thải nhiệt bằng bức xạ, dẫn truyền,đối lưu hầu như mất hoàn toàn và ngược lại cơ thể nhận thêm nhiệt của môi trường bằng các con đường này, khi đó con đường thải nhiệt duy nhất của cơ thể là bay hơi nước từ

bề mặt da (mồ hôi) Một gam mồ hôi bay hơi có thể thải được 0,580 kcal Tuy nhiên sự bốc hơi mồ hôi trong điều kiện nóng cũng gặp nhiều khó khăn Hiệu suất bay hơi mồ hôi phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm không khí, mồ hôi ra khỏi cơ thể ở dạng lỏng cũng không có tác dụng thải nhiệt

1.4.3 Ảnh hưởng của tiếng ồn và rung xóc

Tiếng ồn là âm thanh không có giá trị, không phù hợp với mong muốn của người nghe Đó là âm thanh gây cảm giác khó chịu, ảnh hưởng xấu đến cơ quan thính giác cũng như toàn trạng sức khoẻ, làm giảm khả năng lao động Tiếng ồn là tổng hợp của nhiều thành phần khác nhau, được hỗn hợp trong sự cân bằng biến động Mỗi thành phần có vai trò riêng trong sự gây ồn, nó rất khác nhau đối với người này, người khác,

từ chỗ này đến chỗ khác và từ lúc này đến lúc khác Mức độ không muốn nghe là thước đo tính chất tác hại của tiếng ồn Tiếng ồn là dạng ô nhiễm phổ biến ở công ty [23]

Nguồn ồn được tạo ra ở các cơ sở sản xuất xi măng thường là do các nguyên nhân khác nhau : bắn mìn, phá đá, khoan đá, máy nén khí,động cơ

ô tô, máy xúc, máy nổ, khu vực nghiền nguyên liệu Vì vậy tiếng ồn ở các khu vực sản xuất khác nhau không đồng nhất vừa là loại tiếng ồn ổn định (động cơ của các máy nghiền nguyên liệu, nghiền clinker, ô tô đang chạy trên đường) vừa là tiếng ồn không ổn định Tiếng ồn không ổn định có 2 loại: tiếng ồn dao động (nhiều loại xe ô tô, nhiều máy nghiền cùng đồng thời hoạt động, ô tô tăng giảm ga…); tiếng ồn ngắt quãng (nổ mìn, phá đá, khoan đá…) ngoài ra còn có tiếng ồn xung (cộng hưởng các tiếng ồn)

Các loại xe vận chuyển đá có trọng tải lớn, có tiếng ồn từ 80-98 dB những loại cũ tiếng ồn đến 114 dB… Tác động của tiếng ồn đối với cơ thể không những phụ thuộc vào cường độ, tần số mà còn phụ thuộc vào thời gian tác động, tính phản ứng của cơ thể Nhìn chung, bất cứ tiếng ồn nào có trong môi trường đều là loại ô nhiễm vì nó hạ thấp chất lượng cuộc sống, tiếng ồn tác động xấu đến con người trên nhiều phương diện

Ogawa H nghiên cứu ảnh hưởng của tiếng ồn đến cơ thể cho thấy tiếng

ồn có cường độ 35dB gây rối loạn giấc ngủ, từ 45-60 dB cản trở giao tiếp và gây cho con người khó chịu.Tiếng ồn từ 80-90dB gây giảm hoặc mất thính lực và tiếng ồn từ 130- 140 dB gây chói tai, đau tai Thực tế, tiếng ồn từ 100

dB trở lên trong khoảng thời gian ngắn đã gây ảnh hưởng xấu đối với thính lực Khi con người làm việc ở môi trường ồn, sau vài giờ nghỉ phải mất một thời gian nhất định, thính giác mới trở lại bình thường Nếu con người chịu tác động của tiếng ồn lớn, kéo dài có thể gây bệnh điếc nghề nghiệp.Điều tra

ở nơi làm việc của một số nhà máy, xí nghiệp có tiếng ồn 85 dB thấy tỉ lệ công nhân bị điếc nghề nghiệp là 21,5%, ở công nhân có tuổi nghề từ 20 năm trở lên là 34,34% Tiếng ồn ở nơi làm việc của công nhân công ty xi măng Bỉm Sơn vượt quá giới hạn cho phép đặc biệt ở tần số 2000 - 4000 Hz Trong số 1139 công nhân ở các nhà máy xi măng trên được kiểm tra sức khoẻ (khám tai, mũi, họng, tim mạch) cho thấy tỷ lệ giảm sức nghe là 35,55 -

Ở những công nhân sử dụng máy khoan, máy ép hơi khi khoan đá lấy nguyên liệu sản xuất xi măng sau một ngày làm việc đều có cảm giác đau đầu dai dẳng, trong tai như có tiếng ve hay có tiếng muỗi kêu, thường bị chóng mặt, vã mồ hôi, mệt mỏi, dễ cáu kỉnh, trí nhớ giảm, giấc ngủ không bình thường, ban ngày thèm ngủ, ngủ gà, ban đêm khó ngủ, giấc ngủ không sâu, hậu quả cuối cùng là giảm sút sức khoẻ, giảm khả năng lao động, năng suất lao động giảm từ 20-40%, tai nạn lao động dễ phát sinh

Như vậy, rõ ràng tiếng ồn có tác dụng tổng hợp đối với cuộc sống con người ở 3 mức: quấy rầy về mặt cơ học (che lấp âm thanh cần nghe); quấy rầy

về mặt sinh học của cơ thể chủ yếu là bộ phận thính giác và hệ thống thần kinh; quấy rầy về mặt hoạt động của con người Tất cả các quấy rầy trên, dẫn đến biểu hiện xấu về mặt tâm lý, sinh lý, bệnh lý, giảm hiệu quả lao động và ảnh hưởng xấu đến công nhân.[23]

Nguồn tiếng ồn rung xóc cũng ảnh hưởng không nhỏ đến công nhân sản xuất xi măng nhưng đối với công nhân sản xuất xi măng thì tác động của rung là chủ yếu Rung là một trong những dao động điều hoà, căn cứ vào tiếp xúc người ta chia rung làm 2 loại : rung toàn thân và rung cục bộ Công nhân lái ô tô, lái máy xúc, máy ủi, công nhân đứng máy nghiền, chịu tác động của rung toàn thân còn công nhân sử dụng máy khoan, máy ép hơi…chịu tác động của rung cục bộ, chủ yếu là các cơ ở tay, vai

Cơ thể phản ứng với rung gồm 3 loại : loại kích thích thần kinh tiền đình, loại phản ứng của tổ chức, loại làm cho các tạng di động Rung xóc kéo dài gây nên sự mệt mỏi, động tác điều khiển thiếu chính xác, hiệu xuất lao động không cao, tai nạn dễ xảy ra Rung xóc còn làm rối loạn mối liên hệ giữa các hệ thống lưới gây stress trường diễn và tác động lên hệ dưới đồi-tuyến yên-vỏ thượng thận gây tăng tiết corticoid, adrenalin, làm tăng nhịp tim, tăng huyết áp và nếu kích thích liên tục sẽ gây rối loạn

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài được tiến hành nghiên cứu về môi trường không khí và công tác quản lý môi trường tại hai nhà máy: Xi măng Quán Triều và Xi măng Lưu Xá

2.1.2 Địa điểm và thời gian tiến hành

- Địa điểm: Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

- Từ năm 2012 - 2014

2.2 Nội dung và các chỉ số nghiên cứu

2.2.1 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá khái quát về qui mô, tổ chức, công nghệ sản xuất của hai nhà máy: Xi măng Quán Triều và Xi măng Lưu Xá

- Đánh giá kết quả công tác lập ĐTM và việc thực hiện các công tác bảo

vệ môi trường của hai nhà máy xi măng trên

- Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường không khí của hai nhà máy

xi măng và khu vực xung quanh Nhà máy xi măng giai đoạn 2012-2014

- Ước tính được tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải phat sinh từ sản xuất của 2 nhà máy xi măng nghiên cứu

- Đề xuất giải pháp giảm thiểu các ảnh hưởng của khí thải tới môi trường xung quanh và biện pháp giúp cho Nhà máy xi măng thực hiện tốt hơn công tác bảo vệ môi trường

2.2.2 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp thực hiện

- Bụi: Lấy mẫu và xác định bụi hiện theo phương pháp “ Xác định nồng

độ bụi - TCVN 5067:1995”

- Nồng độ NO2 thực hiện theo phương pháp “Xác định nồng độ khối lượng của nitơ điôxit Phương pháp Griess-Saltzman cải biên - TCVN 6137:1996”

- Nồng độ khí SO2 thực hiện theo phương pháp “Xác định nồng độ khối lượng của lưu huỳnh dioxit Phương pháp tetracloromercurat (TCM)/pararosanilin - TCVN 5971:1995“

- Nồng độ CO xác định theo phương pháp “Xác định nồng độ khối lượng của cacbon monoxit (CO) Phương pháp sắc ký khí - TCVN 5972:1995“

- Phương pháp lấy mẫu bụi ống khói thực hiện theo TCVN 5977:2009: Phát thải nguồn tĩnh Xác định nồng độ khối lượng của bụi theo phương pháp thủ công

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

- Thu thập các số liệu phân tích khí thải, nước thải trên địa bàn nghiên cứu từ các báo cáo hiện trạng môi trường, báo cáo ĐTM, kiểm soát ô nhiễm của các nhà máy Thu thập một số văn bản liên quan đến quản lý môi trường trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

2.3.2 Phương pháp lấy mẫu và phân tích

Các thông số môi trường không khí cần khảo sát bao gồm:

- Không khí xung quanh gồm các thông số: Độ ồn, Bụi tổng số, SO2,, NO2, CO + Đối với nhà máy xi măng Quán Triều: Không khí xung quanh được đo tại 10 vị trí trong khu vực nhà máy và 5 vị trí khu vực xung quanh nhà máy + Đối với nhà máy xi măng Lưu Xá: Do nhà máy có diện tích và quy mô nhỏ hơn nên chỉ tiến hành lấy mẫu không khí xung quanh tại 5 vị trí trong khu vực nhà máy và 4 vị trí khu vực xung quanh nhà máy

- Khí thải ống khói bao gồm các thông số: Nhiệt độ, lưu lượng, Bụi tổng

số, SO2, NOx, CO

+ Nhà máy xi măng Quán Triều: Tiến hành đo đạc và lấy mẫu tại 4 vị trí ống khói chính của nhà máy

+ Nhà máy xi măng Lưu Xá: Đo đạc, lấy mẫu tại 2 ống khói chính của nhà máy Tất cả các mẫu trên đều được được lấy và phân tích làm 2 đợt vào tháng

2 và tháng 8 năm 2014

2.3.3 Phương pháp tổng hợp và đánh giá số liệu

+ Phương pháp điều tra quan sát: quan sát về vị trí địa hình của công

ty, khu dân cư lân cận, giao thông, và qui trình sản xuất xi măng, hệ thống dây chuyền sản xuất

+ Phương pháp đo đạc xác định các yếu tố vi khí hậu, các yếu tố vật

lý, hoá học… của không khí

+ Phương pháp tổng hợp: So sánh kết quả phân tích các mẫu khí được lấy để nghiên cứu với QCVN nhằm đánh giá nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí và mức độ ảnh hưởng của chúng đến chất lượng môi trường xung quanh Cụ thể các tiêu chuẩn so sánh:

3733/2002/QĐ-BYT: Quy định nồng độ các chất độc hại trong môi

trường lao động của Bộ Y Tế ban hành tháng 10 năm 2002

TCVN 7365:2003: Không khí vùng làm việc- Giới hạn nồng độ bụi và

chất ô nhiễm không khí tại các cơ sở sản xuất xi măng

QCVN 05:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng

không khí xung quanh

QCVN 26:2010/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về tiếng ồn QCVN 23:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải

công nghiệp sản xuất xi măng

+ Phân tích và đánh giá: Dùng phương pháp phân tích diễn giải, định

tính và định lượng, số liệu được thể hiện qua bảng biểu, mô hình