nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm do phát thải từ sản xuất và tái chế nhựa

trình bày về nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm do phát thải từ sản xuất và tái chế nhựa

3.3 NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DO CTNH & POPs PHÁT THẢI TỪ NGÀNH SẢN XUẤT VÀ TÁI CHẾ NHỰA.

3.3.1 Hiện trạng ô nhiễm do CTNH & POPs phát thải từ ngành sản xuất nhựa

Thành phố Hồ Chí Minh là một thành phố năng động và phát triển mạnh mẽ

do các ngành công nghiệp ngày càng được mở rộng và phát triển Trong đó phảikể đến ngành sản xuất nhựa ngày một đi lên theo xu hướng phát triển của kinh tếxã hội Trong quá trình sản xuất không tránh khỏi sự phát thải ra ngoài không khívà môi trường những chất độc hại không mong muốn và gây ảnh hưởng trực tiếpđến sức khoẻ người dân Hình 26 thể hiện toàn bộ đầu vào và đầu ra trong quátrình gia công nhựa

Nguyên liệu thơ: PVC, phụ

gia, sơn, mực, keo, nhãn mác

Nguyên liệu phụ trợ: dầu, dung

mơi, kim loại, chất khử dầu

mỡ, chất chống dính khuơn

Vật tư tiêu hao: thiết bị bảo hộ

lao động, dẻ lau

Bao bì: để đĩng gĩi nguyên

liệu thơ và sản phẩm xuất

Chất thải vào khơng khí

SẢN PHẨM

Chất thải khác: dầu,

đồ bảo hộ lao động, bao bì, mảnh kim loại, chất khử mỡ, dung mơi, giẻ

Polyme thải và phế phẩm

Nước làm mát, nước thảiNước mát

Nước thốt

Phế bỏTái chế

Hình 26 : Toàn bộ đầu vào và đầu ra trong gia công nhựa.

3.3.1.1 Các quy trình sản xuất ống và phụ tùng

a) Quy trình sản xuất hạt Compound

Nguyên liệu

Đóng góiĐóng gói

Định lượng

Trộn cao tốc

Đùn tạo hạt

Phụ gia

Sau khi nhiệt độ hỗn hợp đạt được theo yêu cầu, hỗn hợp bột được chuyểnsang máy đùn tạo hạt Ở đây, hỗn hợp được vít được tải về trước, được nhựa hoáđàn cho đến khi hoàn toàn chảy nhớt hoàn toàn rồi được đẩy qua khuôn có nhiềulỗ tạo thành dòng nhựa có đường kính cỡ hạt nhựa Ơû công đoạn này phải gianhiệt ở nhiệt độ cao để hoà dẻo nhựa nên thải ra môi trường hơi độc, mùi khóchịu Ngay sau khi được cắt, các hạt nhựa lưu chuyển với vận tốc cao, áp lực lớnsẽ tải nhiệt từ nhựa ra ngoài và bốc hơi độc Các hạt nhựa sau được làm nguộingay bằng dòng khí với áp lực lớn, lưu chuyển trong hệ thống ống dẫn kín Lượnglàm nguội sẽ được đưa vào lưu trữ, chuẩn bị đưa vào sản xuất.

b) Quy trình sản xuất phụ tùng ống

Mùi, kim loại nặng, khí độc hại

Gia nhiệt,

Khí độc, tiếng ồnBụi, tiếng ồn

Nhựa hư, rác thải

Thuyết minh quy trình:

Hạt compound cho phụ tùng ống được máy hút tự động vào phễu nạp liệucủa máy ép phun Vật liệu trong xilanh cũng được tải về trước, được nung nóngđến nóng chảy hoàn toàn Nhiệt độ ở công đoạn này rất lớn đến 210oC, (Nguồn:

Organic Chemistry, 1995) Nên thải ra ngoàikhông khí một lượng lớn các khí độc Lượngnhựa này được phun vào khuôn (đã được đóngkín trước đó) Lớp nhựa được phun vào trướctiếp xúc với khuôn nguội sẽ cứng lại nhanh, tạolớp vỏ bên ngoài Dòng nhựa nóng tiếp tụcchảy vào khuôn để làm khuôn đầy dần Tronggiai đoạn này cần kiểm soất vận tốc chảy củanhựa để đảm bảo tính đồng đều cho vật liệu

Khi nhựa được bơm vào khuôn, áp lực nhựa lỏng lên khuôn tăng dần chođến giá trị cực đại Aùp suất cực đại này được duy trì để nhựa trong các rãnh vàcửa vào đủ nguội, đồng thời cho thêm các phụ gia và các chất ổn định, có độ nhớtđủ để ngăn cản nhựa chảy ngược ra ngoài do chênh lệch áp suất trong khuôn vàáp suất cổ phun

Quá trình làm nguội được tiến hành trong khuôn ngay sau đó giúp sảnphẩm nguội bớt trước khi được lấy ra ngoài Đây là khoảng thời gian dài nhấttrong chu kỳ ép phun Trong thời gian này lượng đáng kể khí độc thoát ra ngoài.Kết thúc chu kỳ, khuôn tự động mở ra, sản phẩm được lấy ra ngoài, kiểm tra, cắtbavia, dán nhãn, loại bỏ sản phẩm xấu rồi xuất xưởng

c) Vấn đề môi trường quá trình sản xuất nhựa PVC

Trong quá trình sản xuất, các nhà sản xuất đã phải dùng thêm các chất phụgia trong đơn pha chế và gia nhiệt ở nhiệt độ cao Các chất phụ gia này hầu hết

Hình 29: Oàng nhựa PVC

cong cong

Các chất phụ gia

 Stearate Chì (C17H35COO)2 Pb

Hàm lượng sử dụng không quá 0.5phr cho sản phẩm không trong, có thểthay thế bằng Dibasic Stearate Chì với hàm lượng 0.5-1%

 Tribasic Maleate Chì 3PbO.Pb(C8H4O4).H2O

Lượng dùng 0.5-1 %, tính độc cao

 Dibasic Phtalate Chì 2PbO.Pb(C8H4O4)

Dễ tương hợp với PVC

Lượng dùng: 2-10% Tính độc cao

 Sterate Cadimi Cd(C17H35COO)2

Hàm lượng sử dụng tối đa là 1 phr Tính cực độc

 Laurate Cadimi Cd(C11H23COO)2

Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.7 phr Tính độc mạnh

 Sterate Canxi Ca(C17H35COO) ):

Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr, có tính độc

 Sterate Bari Ba(C17H35COO)2

Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr

 Sterate Kẽm Zn(C17H35COO)2

Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr

 Phtalate

Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.3- 0.5phr tính độc cao

Trong quá trình sản xuất nhựa PVC công đoạn trộn cao tốc, đùn, ép tạo sản phẩmlà những công đoạn phát thải ra các chất thải nguy hại Như nước thải, các kim

loại nặng rất độc hại (Chì Cadimi…), nguy hiểm hơn là các khí độc và Dioxin cókhả năng gây bệnh ung thư cao có thể tạo ra trong cặn rắn do gia nhiệt ở nhiệt độcao(2200C- 4000C) Môi trường bị ô nhiễm nặng là do trong quá trình sản xuất đểđảm bảo được tính bền, dẻo của sản phẩm PVC.

3.3.2 Hiện trạng ô nhiễm do CTNH và POPs phát thải từ ngành tái chế nhựa

3.3.2.1 công nghệ tái chế nhựa Nylon.

Thuyết minh.

Tất cảc các nguyên liệu sau khi được định lượng sẽ cho vào máy trộn Kiểm tramáy đùn, đặt chế độ nhiệt của các vòng đốt tương ứng các can gia nhiệt

 Máy đùn lần 1: vùng gia nhiệt 1 đặt 1500C, vùng gia nhiệt 2 đặt 1800C

 Máy đùn lần 2: vùng gia nhiệt 1 đặt 1800C, vùng gia nhiệt 2 đặt 2500C

Kiểm tra máy ép, đưa khuôn ép về chế độ chờ trước khi sử dụng Chuyển phoinhựa từ máy đùn lần 2 sang khuôn ép, dàn phôi đều trên khuôn Sau đó cho máyép vận hành và ép hoàn toàn

§Þnh l ỵng

Bụi, chất thải,

hơi dung mơi, khí độc, cadimi…Sản phẩm

hư, chất thải…

Hình 30: Sơ đồ công nghệ tái chế Nilon

Vấn đề môi trường trong quá trình tái chế nhựa Nylon

Các quá trình xử lý tái chế rác thải Nylon để sản xuất VLXD tất nhiên sẽ kèmtheo sự phát sinh ô nhiễm môi trường

 Quá trình phân loaị, tuyển chọn, xay rửa sẽ có sự lây nhiễm của các vi sinhvật trong rác thải

 Quá trình rửa rác thải sẽ sinh ra nước thải

 Quá trình sấy sau đó và các quá trình trộn nguyên liệu sẽ sinh ra buiï, khíđộc hại

 Quá trình đùn, ép gia công sản sản phẩm phải gia nhiệt ở nhiệt độ cao sinh

ra khí độc, khói độc, hơi các kim loại nặng độc hại như Chì, Cadimi

Ngoài ra còn có rất nhiều tác động về môi trường khác mà chúng ta cần nghiêncứu đánh giá để cảnh báo và có những biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu nhữngtác động xấu đến môi trường và sức khoẻ của những người trực tiếp sản xuất vàsản phẩm tái chế phải được an toàn

3.3.2.2 Tái sinh Polyetylenterephtalat (PET)

Tái chế nhựa PET là một ví dụ về táichế nhựa thành công và phổ biếnnhất PET được sử dụng rộng rãitrong công nghiệp đồ uống nên trởthành đối tượng chất dẻo tái sinh chủyếu PET là một phế liệu đứng saunhôm nên vấn đề tái chế nhựa rấtđược quan tâm

PET là một polyeste trùng ngưng,được chế tạo nhờ phản ứng của

Hình 31:Vòng lưu chuyển của nhựa

PET

điaxit với điancol Có 2 bước để tổng hợp PET Bước thứ nhất, có thể este hoáterephtalic axit (TPA) và etylenlycol (EG) hoặc chuyển este củađimetylterephtalic (DMT) và EG Phản ứng xảy ra dưới áp suất Trong cả haitrường hợp, sản phẩm tạo thành là dieste Bước thứ hai là trùng ngưng dieste đểtạo thành PET Bước này xảy ra trong điều kiện chân không.

Nhưng thực tế thì tái chế PET phức tạp hơn nhiều

Bảng 9: Các Comonome có mặt trong nhựa PET tái sinh

Các tạp chất hay xảy ra trong công nghệ tái chế PET

Axit: Trong quá trình ép đùn để tái sinh PET ở nhiệt độ cao, tạp chất làm

hình thành hợp chất mang tính axit có tácdụng xúc tác cho phản ứng cắt mạch Cáctạp chất như PVC, keo dán vảy PVC làmtừ chai PVC sẽ tạo ra Axit HCl, lớp lótPVC trong nút chai thực sự là một khókhăn trong quá trình tái chế PET Vì PETvà PVC có tỷ trọng tương đói giống nhaunên rất khó phân loại Khi tái chế PET dù lượng dính một chút lượng PVC(1 ppm) cũng làm thoái hoá mạnh PET ở nhiệt độ gia công và đổi màu củasản phẩm

Hình 32: Một số loại chai PET.

Hạt tạp chất: các hạt này làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tái sinh

bị nhiễm bẩn

Vấn đề môi trường trong tái chế nhựa PET:

Nhựa PET được sử dụng rất rỗng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau.Trong công nghệ tái sinh nhựa PET, yêu cầu độ tinh khiết của nguồn nguyên liệuluôn đặt lên hàng đầu Nói chung không thể chấp nhận tạp chất bẩn trong sảnxuất sợi hay chai vì tạp chất làm dòn và làm giảm độ thẩm mỹ của sản phẩm.Nên cần pha thêm các chất phụ gia ổn định và gia nhiệt ở nhiệt độ cao 2850-C

“Nguồn: môi trường trong gia công chất dẻo và compozit- Trần Vĩnh Diệu, TrầnLê Trung” để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt Gia nhiệt ở nhiệt độc cao để khảnăng phân huỷ các tạp chất được hoàn toàn Mà trong chai PET lại có màng PVCphân huỷ tạo ra khí độc hại Mặt khác, chai PET thường được dùng một cách vôtình để đựng thuốc trừ sâu, nhiên liệu, chất tẩy rửa, những vật liệu này ảnhhưởng đến sức khoẻ cộng đồng nếu vẫn còn lại một lượng hết sức nhỏ sau khi táisinh (DDT) cũng gây ra một hậu quả khôn lường Chính điều này làm ảnh hưởngtrực tiếp đến môi trường

3.3.2.3 Tái sinh Polyvinylclorua (PVC)

PVC là một chất dẻo đa dụng và được xếp thứ hai sau PET về mức độ tiêuthụ Tuy nhiên, tái sinh PVC phế liệu không diễn ra mạnh mẽ như tái sinh PET và

PE Có rất nhiều ngành công nghiệp sử dụng PVC, trong đó ngành xây dựngchiếm cao nhất Ước tính PVC phế thải trong ngành xây dựng chiến 30% khốilượng PVC phế thải

Do những ứng dụng của nhựa PVC trong nhiều lĩnh vực nên có nhữngphương pháp tái chế PVC trong từng lĩnh vực

Hình 33: Sơ đồ phân hủy nhiệt của các tạp chất trong chai PET

đệm kín bằng etylen vinyl axetat Axit axetic

Keo dán Các axít nhựaAxít abieticNhãn

Mảnh cùa chai PVC

- Quy trình Solvay:

“Nguồn: Môi trường trong gia công chất dẻo và compozit- Trần Vĩnh Diệu, Trần Lê Trung”

Phân loại Cắt nhỏ sấy động sấy tĩnh

Chai PET, PE Nhãn giấy , màng bụi bẩn

xilo

Phân loại theo tỷ trọng PP,PE

PET, PC

Hình 35: Quy trình Geon để tái sinh chai PVC

Quy trình tái chế Cáp điện PVC

“Nguồn: Môi trường trong gia công chất dẻo và compozit-Trần Vĩnh Diệu, Trần Lê

châm

Phân loại theo tỷ trọng

Sàng rung

Lọc tách nướcsilo

Dầu, mỡ, nước thải

cĩ nồng độ kim loại nặng cao

Dịng vật liệu được chấp nhậnTinh thơ

Xyclon nước

Kim loại (cadimi, chì ) Đồng chứa sắt

Lọc tách nước

Hình 37: Quy trình tái chế Cáp điện PVC

Tiếng ồn, bụi

chì, cacdimi…

Tiếng ồn, bụi nhiệt…

Cát bụi bẩn

Cát ,bụi bẩn

PVC(1,5-15mm)Ống PVC đã phân loại

Hình 38: Quy trình tái chế ống PVC

Gia nhiệt, phụ gia

Nhiệt, bụi…

Xyclon nước (1) nước (2)Xyclon

Nặng hơn (phân đoạn PVC)

H2O, khí thải độc hại

Bụi , tiếng ồn

Gia nhiệt,

- PVC compzit dùng trong ô tô:

PVC được dùng trong một số sản phẩm của ô tô từ nôi thất, bảng chỉdẫn đến dây điện Do thành phần phức tạp nên việc tái sinh các bộ phận này rấtphức tạp Tuy nhiên, sự quan tâm trong “thiết kế để tái sinh” và cải tiến kỹ thuậtđang dược tiến hành để tái sinh vật liệu này

Tính trung bình khoảng 90kg nhưạ trong đó 10kg PVC được sử dụng chomột xe Các nhà môi trường thường nhắc đến khí thải xe hơi trong khi các công tybảo hiểm chỉ quan tâm đến độ an toàn Vấn đề chất độc hại trên xe mới tại Mỹ

lần đầu tiên được Trung tâmEcology Center (EC) đề cậpđến Trong báo cáo năm 2006nồng độ các chất trong xe mớiảnh hưởng trực tiếp đến hànhkhách, chúng sẽ tích luỹ vàphát tán khi đủ lượng Bản thânkhi sản xuất nhựa có thêmnhững phụ gia độc aceton nitric, decanol, formaldehyt, naphthalene hay cacbonsunfua Đó chưa kể đến các chất dính, sợi EC đã xác định được hai chất tườngxuyên có trong xe gồm PBDE (polybrrominated diphenyl ether), chất được sửdụng dưới vai trò làm chậm quá trình cháy trong công nghiệp và Châu Aâu cấm sửdụng từ năm 2004 tiếp đến là phathlate, được sử dụng trong quy trình sản xuấtnhựa mềm PVC và chỉ cần một lượng nhỏ cũng có thể gây độc tới gan, phổi Nếuliều lượng nhiều có thể phát sinh ra khí Dioxin Theo nghiên cứu của EC trên cácmẫu xe sản xuất từ năm 2000-2006 của 11 nhà sản xuất khác nhau cho thấy hàmlượng chất PBDE trên ôtô mới cao hơn nhiều so với trong văn phòng Kết quả còn

Hình 40: Nôïi thất xe mới ẩn chứa nhiều nguy hiểm

“Nguồn theo vnexpres.net”

cho thấy Hyundai ít chât PBDE nhất và Mercedes nhiếu nhất, tuy nhiên Hyundailại có nồng độ phthalate cao nhất.

 Vấn nạn môi trường trong ngành nhựa

Biện pháp tái chế:

Trong thành phần nhựa sử dụng để sản xuất cáp điện , PVC chiếm đến 75% Stearat chì dược bổ sung làm chất ổn định trong vỏ PVC cách điện Do độc tínhcủa các chất phụ gia này cực độc nên trong quá trình tái chế Thiêu huỷ và chônlấp, chất ổn định chứa Chì bay hơi và không khí, Đồng kim loại có thể là chất xúctác tạo ra Dioxin Công đoạn cắt, nghiền không tránh khỏi thải ra môi trường

những độc tính nguy hại

Theo kết quả của Viện hoá học các mẫu thìa mà chúng ta dùng ăn sữa chua hàng ngày đều được sản xuất từ nhựa tái chế có nhiều chất gây độc hại, cụ thể hàm lượng kim loại nặng rất cao, hàm lượng chì lên đến 26mg/

kg thìa, hàm lượng Cadimi lên trên 1mg/kg thìa Độc tố chì gây ung thư cao đối với con người, trong khi đó Cadimi còn độc hơn chì Đây là một kim loại nặng độc mà người ta cấm dùng trong mặt hàng thực phẩm Sữa chưa có nồng độ PH thầp nên các độc tố này càng dễ dàng đi vào cơ thể con người Ngoài ra các loại thìa này còn được pha

thêm 20% chất canxicacbonat Đây là

loại hoá chất rất rẻ, có tác dụng giảm

giá thành xuống mức thấp nhất Về bản

chất thì nó không độc nhưng lại mang

Hình 41 : Muỗng ăn sữa chua hàng ngày

có thể là môi nguy hại cho mọi người

chì đã theo đường này để vào sản phẩm sữa chua Ngoài ra chất này còn để lại trên bề mặt thìa những lỗ trống- nơi mầm bệnh và vi khuẩn cư trú Mặt khác, có rất nhiều loại tạp chất hữu cơ lẫn trong mẫu thìa Hầu hết đều là những chất nhập về để tráng khuôn đúc nhựa, chống dính khi đúc, thổi sản phẩm Đây là một chât độc không cho phép được dùng sản xuất đồ dùng thực phẩm

Dioxin và PCBs thải phẩm tất yếu của quá trình sản xuất và tái chế nhựaPVC Dioxin được tạo ra trong suốt quá trình sản xuất tái chế nhựa PVC và trongquá trình thiêu đốt PVC Đối với dioxin chỉ cần một lượng rất nhỏ 1/tỷ.tấn cũng

ảnh hưởng đến hoạt động hooc môncủa con người Các nhà khoa họckhông thể tìm thấy ngưỡng sử dụngDioxin một cách an toàn Dioxin làmột hóa chất độc hại nhất đối vớicon người Trên thực tế thì việc tái chế nhựa PVC không thể thực hiện nếu không

thải ra chất độc hại cho môi trường và conngười

Dioxin được tìm thấy trong phế thải của quátrình sản xuất và tái chế nhựa PVC với hàmlượng lớn là : 200.750/tỷ.tấn Hàm lượng nàytương đương với chất dioxin trong chất khaihoang ( chất độc da cam) Việc sản xuất và tái chế PVC thải ra dioxin với hàmlượng rất lớn gây độc đến con ngườivà môi trường Từ năm 1994 Rất khó khăntrong việc thay đổi chất phụ gia nhằm ngăn chặn các chất PCDD/PCDF trongngành sản xuất và tái chế nhựa PVC Dioxin không có giá trị thương mại nhưngnó cực kỳ độc Nó tồn tại lâu trong môi trường và cơ thể con người Những đồ

Hình 43: Em bé ngậm sản phẩm PVC

Hình 44: Em bé bị nhiễm chất

độc màu da cam