Xây dựng phương pháp lựa chọn địa điểm bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt trên cơ sở ứng dụng GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu

Đất đai cung cấp cho con người tài nguyên và đồng thời cũng làm chức năng chứa đựng những phế thải sản sinh ra trong quá trình sinh sống và phát triển của con người. Nhưng khi số lượng phế thải này vượt quá một mức độ nhất định thì việc chứa đựng chúng trở thành một vấn đề phức tạp. Đặc biệt là khi nền kinh tế càng phát triển, tốc độ đô thị hoá nhanh thì diện tích đất đai của các đô thị dành cho các mục đích sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp càng nhiều, vậy “nhà của rác” sẽ ở đâu? Vấn đề tìm vị trí chôn lấp rác cũng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của quy hoạch sử dụng đất. 1 triệu 600 nghìn tấn là con số ước tính về lượng rác của Hà Nội năm 2010 do Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố đưa ra. Nếu chúng ta không có biện pháp xử lý thì khối lượng rác thải khổng lồ nêu trên sẽ trở thành một thảm hoạ của đô thị. Chôn lấp rác là biện pháp xử lý chất thải rắn sử dụng nhiều nhất và phổ biến ở nước ta. Lâu nay, các bãi rác thường được hình thành một cách tự phát, làm mất mỹ quan đô thị, lãng phí sử dụng đất và ô nhiễm môi trường. Trong công tác quy hoạch sử dụng đất, việc chọn địa điểm xây dựng bãi chôn lấp chất thải là rất cần thiết vì sự lựa chọn đúng giúp chúng ta bảo vệ môi trường và giảm thiểu chi phí xây dựng, cũng như giải quyết các vấn đề xã hội khác. Chọn địa điểm bãi chôn lấp chất thải rắn là một bài toán phân tích không gian phức tạp nhằm phục vụ cho mục đích quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch đô thị. Nó đòi hỏi phải đánh giá rất nhiều các tiêu chí khác nhau về tự nhiên, kinh tế, xã hội, môi trường. Để giải quyết vấn đề này thì về phương pháp luận, phân tích đa chỉ tiêu là một cách tiếp cận thích hợp nhất, và hệ thông tin địa lý (GIS) là công cụ hỗ trợ quyết định hiệu quả. GIS cho phép chúng ta phân tích, xử lý dữ liệu không gian, tính toán đến nhiều chỉ tiêu và tích hợp các lớp thông tin phục vụ cho việc xác định vị trí bãi chôn lấp. Huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội là một huyện có tốc độ phát triển tương đối nhanh và có nhiều khu công nghiệp được xây dựng trong thời gian gần đây. Bộ mặt của huyện đang dần khởi sắc nhưng bên cạnh đó thì vấn đề rác thải đang là nỗi lo trong công tác quản lý đất đai và môi trường. Trong những năm qua, thực hiện chủ trương xã hội hóa công tác thu gom, vận chuyển và xử lý rác thải, huyện Đông Anh đã thành lập các tổ thu gom rác và bãi chôn lấp tại 156 thôn làng của huyện. Tuy nhiên, hầu hết các bãi chôn lấp rác tại chỗ của các thôn làng là tận dụng những hố hay hồ ao, bãi tha ma. Thực trạng chôn lấp rác không đúng quy định tại một số bãi rác ở các thôn làng không chỉ gây khó khăn cho công tác quản lý đất đai mà còn để lại nhiều nguy cơ tiềm ẩn về ô nhiễm nguồn nước, đất đai và không khí. Vì thế mà biện pháp lâu dài là cần phải quy hoạch xác định vị trí một bãi chôn lấp chất thải rắn có quy mô phù hợp và đáp ứng các yêu cầu về môi trường. Đây cũng là một trong những nhiệm vụ cấp bách của quản lý đất đai.

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đất đai cung cấp cho người tài nguyên đồng thời làm chức chứa đựng phế thải sản sinh trình sinh sống phát triển người Nhưng số lượng phế thải vượt mức độ định việc chứa đựng chúng trở thành vấn đề phức tạp Đặc biệt kinh tế phát triển, tốc độ thị hố nhanh diện tích đất đai thị dành cho mục đích sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp nhiều, “nhà rác” đâu? Vấn đề tìm vị trí chơn lấp rác nhiệm vụ quan trọng quy hoạch sử dụng đất triệu 600 nghìn số ước tính lượng rác Hà Nội năm 2010 Sở Khoa học Công nghệ Thành phố đưa Nếu khơng có biện pháp xử lý khối lượng rác thải khổng lồ nêu trở thành thảm hoạ đô thị Chôn lấp rác biện pháp xử lý chất thải rắn sử dụng nhiều phổ biến nước ta Lâu nay, bãi rác thường hình thành cách tự phát, làm mỹ quan thị, lãng phí sử dụng đất ô nhiễm môi trường Trong công tác quy hoạch sử dụng đất, việc chọn địa điểm xây dựng bãi chơn lấp chất thải cần thiết lựa chọn giúp bảo vệ môi trường giảm thiểu chi phí xây dựng, giải vấn đề xã hội khác Chọn địa điểm bãi chơn lấp chất thải rắn tốn phân tích khơng gian phức tạp nhằm phục vụ cho mục đích quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch thị Nó địi hỏi phải đánh giá nhiều tiêu chí khác tự nhiên, kinh tế, xã hội, mơi trường Để giải vấn đề phương pháp luận, phân tích đa tiêu cách tiếp cận thích hợp nhất, hệ thơng tin địa lý (GIS) công cụ hỗ trợ định hiệu GIS cho phép phân tích, xử lý liệu khơng gian, tính tốn đến nhiều tiêu tích hợp lớp thơng tin phục vụ cho việc xác định vị trí bãi chơn lấp Huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội huyện có tốc độ phát triển tương đối nhanh có nhiều khu cơng nghiệp xây dựng thời gian gần Bộ mặt huyện dần khởi sắc bên cạnh vấn đề rác thải nỗi lo công tác quản lý đất đai môi trường Trong năm qua, thực chủ trương xã hội hóa cơng tác thu gom, vận chuyển xử lý rác thải, huyện Đông Anh thành lập tổ thu gom rác bãi chôn lấp 156 thôn làng huyện Tuy nhiên, hầu hết bãi chôn lấp rác chỗ thôn làng tận dụng hố hay hồ ao, bãi tha ma Thực trạng chôn lấp rác không quy định số bãi rác thôn làng khơng gây khó khăn cho cơng tác quản lý đất đai mà để lại nhiều nguy tiềm ẩn ô nhiễm nguồn nước, đất đai khơng khí Vì mà biện pháp lâu dài cần phải quy hoạch xác định vị trí bãi chơn lấp chất thải rắn có quy mơ phù hợp đáp ứng yêu cầu môi trường Đây nhiệm vụ cấp bách quản lý đất đai Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng phương pháp lựa chọn địa điểm bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt sở ứng dụng GIS phương pháp phân tích đa tiêu Thử nghiệm địa bàn huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan vấn đề lựa chọn địa điểm bố trí bãi chơn lấp chất thải rắn - Nghiên cứu quy trình ứng dụng GIS phương pháp phân tích đa tiêu việc tìm địa điểm bố trí bãi chơn lấp hợp lý - Ứng dụng quy trình để xác định vị trí bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt cho huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội So sánh kết đề tài với phương án quy hoạch sử dụng đất huyện đến năm 2020 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích tổng hợp từ tài liệu: nguồn tài liệu thu thập bao gồm giáo trình, sách tham khảo, báo chí, mạng Internet, viết, báo cáo ngồi nước,…sẽ nghiên cứu, phân tích, tổng hợp vấn đề liên quan đến đề tài - Phương pháp điều tra thực địa: để biết thực tế khu vực nghiên cứu thu thập thêm nguồn liệu cho đề tài - Phương pháp đánh giá định lượng để đưa số liệu có tính khách quan cao phục vụ trợ giúp định - Phương pháp phân tích đa tiêu để xác định mức độ ảnh hưởng yếu tố tổng hợp tiêu đánh giá - Phương pháp phân tích khơng gian GIS để đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn địa điểm hợp lý cho bãi chôn lấp chất thải rắn - Phương pháp chuyên gia để đánh giá vai trò yếu tố ảnh hưởng - Phương pháp thử nghiệm thực tế để kiểm chứng kết nghiên cứu Kết đạt - Quy trình ứng dụng GIS phương pháp phân tích đa tiêu lựa chọn địa điểm bố trí bãi chơn lấp chất thải rắn dựa số tiêu điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội - Phương án bố trí vị trí bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt địa bàn huyện Đông Anh, Hà Nội Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa khoa học đề tài đưa quy trình lựa chọn vị trí bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt phương pháp định lượng sở ứng dụng GIS phương pháp phân tích đa tiêu - Ý nghĩa thực tiễn đề tài xác lập sở khoa học đề xuất phương án bố trí bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt cho huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM BỐ TRÍ BÃI CHƠN LẤP CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT 1.1 Khái niệm chất thải rắn sinh hoạt 1.1.1 Định nghĩa Có nhiều định nghĩa chất thải đưa tác giả nước giới xét cách tổng quát, hiểu “Chất thải thứ mà người, thiên nhiên trình người tác động vào thiên nhiên thải mơi trường Trong q trình tiêu hố, người thải chất cặn bã Thiên nhiên cỏ, động vật thải môi trường từ rụng đến xác động vật Con người tác động vào mơi trường để thực q trình sản xuất thải vào môi trường vô số loại chất thải” [7] Tuỳ theo mục đích mà phân chia chất thải theo tiêu chí khác nhau: - Theo tính chất vật lý có: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí - Theo nguồn gốc phát sinh có: chất thải sinh hoạt, chất thải cơng nghiệp, chất thải có nguồn gốc khác lĩnh vực nơng, lâm, ngư nghiệp dịch vụ - Theo tính chất, mức độ độc hại có: chất thải nguy hại, chất thải thông thường Như vậy, chất thải rắn sinh hoạt hiểu chất thải thể rắn phát sinh từ hoạt động khu dân cư, hoạt động thương mại, dịch vụ thị Nó bao gồm chất hữu (giấy, đồ nhựa, thức ăn thừa, cao su,…), vô (thuỷ tinh, kim loại,…) chất thải đặc biệt có nguồn gốc hộ gia đình, trung tâm thương mại, quan, dịch vụ cơng cộng Trong thuật ngữ tiếng Việt, chất thải cịn gọi rác 1.1.2 Các luồng chất thải rắn sinh hoạt Chất thải phát sinh từ nguồn định gọi luồng chất thải [7] Cũng nước giới, Việt Nam, phần lớn (80%) chất thải phát sinh từ hoạt động kinh doanh sinh hoạt, chủ yếu từ sở sản xuất công nghiệp, thương mại từ dân cư thị, nơng thơn Theo ước tính chuyên gia nhà quản lý môi trường Việt Nam trung bình Việt Nam lượng chất thải rắn tính đầu người thải ngày khoảng 1kg, lượng chất thải rắn sinh hoạt đô thị chiếm 80%, chất thải rắn công nghiệp khoảng 17%, lại 1% chất thải rắn nguy hại (gồm chất thải rắn công nghiệp nguy hại, chất thải rắn y tế loại thuốc trừ sâu) Hiện nay, đứng trước nguy chất thải rắn sinh hoạt ngày gia tăng đô thị lẫn nông thôn Đặc biệt q trình thị hố diễn mạnh mẽ gây nên vấn đề lượng rác thải, nhiễm mơi trường Ta phân tích số luồng phát sinh sau: Thứ nhất: khu vực dân cư thị lớn dân số ngày tăng, diện tích đất thị khơng đáp ứng kịp nên lượng rác thải từ hoạt động ăn, ở, giải trí,…của người ngày tải so với sức chứa đô thị Thứ hai, đô thị mở rộng vùng ven ngoại ô có thay đổi lớn từ kiểu cấu trúc làng xã ngoại ô thành nhà theo lối đô thị Cấu trúc không gian cấu trúc quản lý xã hội, quản lý môi trường bị đảo lộn Có thể họ quen theo kiểu sinh hoạt cũ: rác vứt bừa bãi, lấp đầy hồ ao, cống rãnh,… nên gây tình trạng nhiễm mơi trường nghiêm trọng Cũng dân cư ngày đông với thành phần khác nên khó vận động, thuyết phục làm theo quy định (cụ thể “xóm liều”) Thứ ba, khu đô thị Nhà nước hay tư nhân đầu tư xây dựng hoàn chỉnh bán cho người dân chia đất cho cán Kiểu đô thị hố có ưu điểm xây dựng người ta quy hoạch đầy đủ hệ thống cấp thoát nước, hố rác thải, xử lý rác thải,… Tuy nhiên, khu vực khơng có quy định nghiêm ngặt nguy ùn tắc ô nhiễm rác thải dễ xảy nguy hại Thứ tư khu vực trung tâm cơng nghiệp tập trung Trong q trình cơng nghiệp hố diễn mạnh mẽ nhiều khu công nghiệp xuất Đi với nơi vùng trú hình thành Một khu nhà tạm, lán trại cho công nhân xây dựng Đây loại nhà xây dựng không kiên cố sống cư dân khu thường tạm bợ Vì việc xả rác thu gom rác khơng có tổ chức Hai khu nhà rẻ tiền cho công nhân từ tỉnh xa lại Trong khu vực này, phần đông dân tứ xứ họp lại làm việc nên việc quản lý rác thải gặp khó khăn Thứ năm rác thải sinh hoạt phát sinh từ nơi nghỉ ngơi, tham quan du lịch dịch vụ giải trí Đi liền với q trình cơng nghiệp hóa đại hóa phát triển khu dịch vụ du lịch vui chơi giải trí mọc lên mở rộng sở khu nghỉ ngơi, vui chơi sẵn có Thực tế, thời gian qua cho thấy, nhiều khu du lịch giải trí, đặc biệt vùng bờ biển, nơi có hoạt động lễ hội tập trung đông người… chưa tổ chức thu gom rác hướng dẫn thực quy định vệ sinh công cộng cách chặt chẽ hiệu Như vậy, ta thấy rác thải rắn sinh hoạt tập trung chủ yếu vùng thị Ở nơng thơn lượng phát sinh chất thải sinh hoạt phần lớn chất thải hữu dễ phân huỷ Chúng ta cần nắm nguồn phát sinh để chủ động đưa giải pháp thích hợp hữu hiệu nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường cảnh quan chung đô thị 1.1.3 Các phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt a Tái sử dụng, tái chế - Tái sử dụng (re-use) đem vật thải cịn có giá trị sử dụng trở lại thị trường Các cửa hàng bán đồ cũ, trạm thu mua, bán đồ dùng vật liệu cũ nhằm mục đích tái sử dụng Biện pháp có ưu điểm [2]: + Tiết kiệm lượng; + Tiết kiệm diện tích bãi thải; + Tạo cơng ăn việc làm cho số người thất nghiệp; + Cung cấp đồ dùng cho người nghèo với giá rẻ; + Giảm bớt ô nhiễm sản xuất Tuy nhiên vật liệu đưa vào tái sử dụng Các vật liệu tái sử dụng trực tiếp là: đồ gỗ, tủ, bàn ghế cũ, chai đựng nước uống,… - Tái chế (recycling) hoạt động thu hồi lại từ chất thải thành phần sử dụng để chế biến thành sản phẩm sử dụng lại cho hoạt động sinh hoạt sản xuất Ví dụ thuỷ tinh cho vào lị nấu lại, kim loại nung chảy trở lại Tái chế không tiết kiệm tái sử dụng có lợi vì: + Tiết kiệm tài ngun thiên nhiên việc sử dụng vật liệu tái chế vật liệu gốc; + Tiết kiệm diện tích chơn lấp; + Có thể thu lợi nhuận từ hoạt động tái chế Tuy nhiên tái chế rác thải đòi hỏi hợp tác toàn dân phân loại rác thải trước đổ vào hệ thống chung Sơ đồ tóm tắt trình thu hồi tài nguyên, sản phẩm, lượng biểu thị hình 1.1 Hình 1.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý thu hồi tài nguyên, sản phẩm – lượng [7] b Tiếp cận đầu vào Việc giảm bớt rác thải thực theo hướng tiếp cận đầu vào (Input approach) Tiếp cận dựa ba phương pháp sau [2]: - Kéo dài thời hạn sử dụng hàng hoá Hàng hố chất lượng tốt, có độ bền cao có thời hạn sử dụng dài, giảm bớt lượng phế thải; - Giảm bớt khối lượng vật liệu chế tạo hàng hố Việc chạy đua theo hình thức hấp dẫn thị trường gây nên lãng phí chế tạo hàng hố Tại nước cơng nghiệp phát triển, 40% sản lượng giấy, 14% sản lượng nhôm, 8% sản lượng thép dùng cho bao bì hàng hố, 40% lượng rác thải rắn bao bì; - Giảm bớt tiêu thụ: Kinh tế thị trường tạo nhu cầu tiêu dùng nhiều không cần thiết, chí có hại cho cá nhân xã hội Có nhiều khả giảm bớt tiêu thụ để tiết kiệm vật liệu, lượng bối cảnh tài ngun mơi trường có nhiều khó khăn toàn giới c Xử lý chất thải rắn công nghệ ép kiện Phương pháp ép kiện thực sở toàn rác thải tập trung thu gom vào nhà máy Rác phân loại phương pháp thủ công băng tải Những chất khơng thu lại để tái chế chuyển qua hệ thống ép nén rác thuỷ lực với mục đích làm giảm tối đa thể tích khối rác tạo thành kiện rác với tỷ số nén cao Các kiện rác ép sử dụng vào việc đắp bờ chắn san lấp vùng đất trũng phủ lớp đất cát lên Trên diện tích này, người ta sử dụng làm mặt để xây dựng công viên, vườn hay cơng trình xây dựng nhỏ Sơ đồ quy trình cơng nghệ hình 1.2 Hình 1.2 Quy trình cơng nghệ xử lý rác thải phương pháp ép kiện [7] d Phương pháp ủ sinh học Ủ sinh học (compost) hiểu q trình ổn định sinh hố chất hữu để thành chất mùn, với thao tác sản xuất kiểm soát cách khoa học tạo mơi trường tối ưu q trình Quá trình ủ áp dụng chất hữu không độc hại, lúc đầu khử nước, sau xử lý trở nên xốp ẩm Độ ẩm nhiệt độ kiểm tra để giữ cho vật liệu luôn trạng thái hiếu khí suốt thời gian ủ Q trình tự tạo nhiệt riêng nhờ q trình oxy hố sinh học chất thối rữa Sản phẩm cuối trình phân huỷ CO2, nước hợp chất hữu lignin, xenlulô, sợi Chất thải hữu phân giải yếm khí vi sinh vật nén lại thành bánh phân hữu Phân có tác dụng tăng độ phì nhiêu đất, làm cho đất thêm tơi xốp, thấm nước nhiều hơn, hạn chế xói mịn mặt đất Tuy nhiên phương pháp có số nhược điểm gây mùi thối, gây dịch bệnh, việc phân loại rác thải hữu rác thải chung tốn công sức, tiền Chủ yếu sản phẩm phân hữu tinh, muốn có phân hữu cao cấp phải bổ sung thêm thành phần dinh dưỡng N, P, K số nguyên tố hoá học vi lượng số phụ gia kích thích sinh trưởng e Phương pháp đốt - Đốt có khơng khí: Đốt có khơng khí giai đoạn cuối áp dụng cho số loại rác định xử lý biện pháp khác Đây giai đoạn oxy hoá nhiệt độ cao với có mặt oxy khơng khí (hình 1.3 quy trình cơng nghệ đốt chất thải rắn quy mơ cơng nghiệp) Cơng nghệ đốt có ưu điểm [7]: + Giảm tới mức tối thiểu chất thải cho khâu xử lý cuối cùng; + Xử lý toàn chất thải đô thị mà không cần nhiều diện tích đất sử dụng làm bãi chơn lấp rác; + Năng lượng phát sinh tận dụng cho lị hơi, lị sưởi cơng nghiệp cần nhiệt phát điện Nhược điểm phương pháp là: + Khi đốt rác sinh khói độc dễ sinh điơxin giải việc xử lý khói không tốt; + Vận hành dây chuyền phức tạp giá thành đầu tư lớn Hình 1.3 Quy trình cơng nghệ đốt chất thải rắn quy mơ cơng nghiệp [7] - Đốt khơng có khơng khí (nhiệt giải): Đây phương pháp phân giải rác thải hữu điều kiện yếm khí nhiệt độ cao Phương pháp công nghệ sạch, phương pháp đốt có khơng khí, có giá thành cao phương pháp khác f Phương pháp chôn lấp Phương pháp chôn lấp hướng tiếp cận xả thải việc quản lý chất thải Tức đem rác thải tới nơi xa đô thị để tránh tác động xấu giảm bớt lượng rác thải Theo tiếp cận này, hàng loạt đô thị, người ta chuyển bãi thải tự nhiên, lộ thiên thành bãi thải hợp vệ sinh có lấp đất Đó bãi sử dụng khoảng đất thấp tự nhiên (thung lũng, ao hồ cạn) nhân tạo, làm bãi rác Hàng ngày, rác thải tập trung đó, san ủi, lấp lớp đất mỏng với phương tiện giới Quản lý bãi chôn lấp chất thải rắn bao gồm công việc quy hoạch, thiết kế, vận hành, đóng bãi kiểm sốt sau đóng bãi Hình 1.4 sơ đồ thể quy trình khái quát quản lý bãi chôn lấp chất thải rắn 10 ... phương pháp phân tích đa tiêu lựa chọn địa điểm bố trí bãi chơn lấp chất thải rắn dựa số tiêu điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội - Phương án bố trí vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt địa. .. lựa chọn vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt phương pháp định lượng sở ứng dụng GIS phương pháp phân tích đa tiêu - Ý nghĩa thực tiễn đề tài xác lập sở khoa học đề xuất phương án bố trí. .. chọn địa điểm bố trí bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt Lựa chọn địa điểm bố trí bãi chơn lấp chất thải rắn sinh hoạt tốn phân tích khơng gian tổng hợp, liên quan đến nhiều tham số như: địa