Sự phát sinh một số chất ô nhiễm nguy hại ra môi trường xung quanh do quá trình đốt rác thải sinh hoạt

TIỂU LUẬN Trên quan điểm nhà hóa học mơi trường trình bày phát sinh số chất ô nhiễm nguy hại môi trường xung quanh trình đốt rác thải sinh hoạt Hà Nội, 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Môi trường vấn đề nhận nhiều quan tâm quốc gia giới Biến đổi khí hậu, nóng lên tồn cầu gây hậu nghiêm trọng tới sống người sinh vật Mơi trường nhiễm có nhiều nguyên nhân: khí thải, rác thải, cố tràn dầu,… Vấn đề mà đô thị phải đối mặt rác thải sinh hoạt Dân số giới nói chung, Việt Nam nói riêng ngày gia tăng đồng nghĩa với nhu cầu tiêu dùng, sản xuất mặt hàng, thực phẩm tăng theo Lượng rác thải sinh hoạt ngày tăng Bên cạnh Việt Nam chưa có phương pháp xử lý rác thải hiệu dùng phương pháp truyền thống đốt dùng nhiệt để phân hủy rác Quá trình đốt rác thải sinh hoạt gây phát sinh chất gây ô nhiễm tới môi trường xung quanh nghiêm trọng tới sức khỏe người I Khái niệm 1.1 Ơ nhiễm mơi trường - Ơ nhiễm mơi trường tác động làm thay đổi thành phần vật lý, hoá học, sinh học, lượng, xạ …Các thay đổi tạo nên cân trạng thái môi trường gây ảnh hưởng xấu tới sinh vật môi trường tự nhiên đường trực tiếp thông qua hô hấp, thức ăn, nước uống gián tiếp thay đổi khí hậu, suy thối tự nhiên… - Chất gây nhiễm mơi trường chất điều kiện (tự nhiên hay nhân tạo) đưa vào môi trường lượng lớn chất gây tác hại cho môi trường tự nhiên, cho sinh vật người - Chất gây nhiễm tự nhiên chất đưa vào môi trường hoạt động tự nhiên cháy rừng, bão, lụt, phun núi lửa, chất phóng xạ, phấn hoa … Sự nhiễm tự nhiên thường khơng lớn, có tính cục vùng qua thời gian môi trường lại tự điều chỉnh - Sự ô nhiễm nhân tạo hoạt động người gây nên sản xuất công, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt đô thị … Các hoạt động người ngày lớn phức tạp nên chất gây ô nhiễm thải vào môi trường ngày nhiều, vượt giới hạn cho phép nên môi trường không tự làm được, gây ô nhiễm Ảnh ô nhiễm môi trường (Nguồn giaoduc.edu.vn) 1.2 Rác thải sinh hoạt Hình ảnh rác thải sinh hoạt ( Nguồn moitruong.net.vn ) - Chất thải rắn rác thải thể rắn thải từ trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi cơng cộng - Chất thải rắn phát thải gọi rác thải sinh hoạt - Phân loại chất thải rắn sinh hoạt  Để phân loại chất thải rắn sinh hoạt dựa vào nhiều tiêu chí khác như: phân loại theo vị trí hình thành, theo thành phần vật lý, hố học, theo tính chất rác thải  Theo vị trí hình thành: Tùy theo vị trí hình thành mà người ta phân rác thải đường phố, rác thải vườn, rác thải khu cơng nghiệp tập trung, rác thải hộ gia đình  Theo thành phần hóa học vật lý: Theo tính chất hóa học phân chất thải hữu cơ, chất thải vô cơ, kim loại, phi kim…  Theo mức độ nguy hại, chất thải phân thành loại sau: Chất thải nguy hại: bao gồm hoá chất dễ phản ứng, chất độc hại, chất thải sinh học dễ thối rữa, chất dễ cháy, dễ gây nổ, chất thải phóng xạ… Chất thải khơng nguy hại: Là chất thải không chứa chất hợp chất có đặc tính nguy hại trực tiếp gián tiếp Thành phần Định nghĩa Ví dụ 1.Các chất cháy (đốt được) Các vật liệu làm từ giấy bột Các túi giấy, mảnh giấy bìa, giấy vệ sinh… Có nguồn gốc từ sợi Vải, len, nilon… Các chất thải từ đồ ăn thực Cọng rau, vỏ quả, phẩm thân cây, lõi ngơ… Các vật liệu sản phẩm Bóng, giày, ví, băng a.Giấy b Hàng dệt c.Thực phẩm d.Da cao su chế tạo từ da cao su cao su… 2.Các chất không cháy Các vật liệu sản phẩm a.Các kim loại sắt chế tạo từ sắt mà dễ bị namVỏ nhôm, giấy bao châm hút gói, đồ đựng… Bất kỳ loại vật liệu Vỏ chai, ốc, xương, b.Thủy tinh khơng cháy khác ngồi kim gạch, đá, gốm… loại thủy tinh 3.Các chất hỗn hợp Nguồn: Công nghệ xử lý rác thải chất thải rắn Thành phần rác thải TP Hà Nội( Nguồn moitruongdothi.vn) II Sự phát thải chất gây ô nhiễm từ trình đốt rác thải sinh hoạt Hình ảnh đốt rác thải sinh hoạt ( nguồn vietnamplus.vn) Đây giai đoạn ơxy hóa nhiệt độ cao với có mặt oxy khơng khí, có rác độc hại chuyển hố thành khí chất thải rắn khơng cháy Các chất thải khí thải ngồi khơng khí, chất thải rắn chôn lấp 2.1 Nguyên nhân việc đốt rác thải sinh hoạt - Cách khoảng 10 năm, việc xử lý rác thải sinh hoạt bó gọn việc thu gom, vận chuyển chôn lấp Nhưng từ 10 năm trở lại quỹ đất dành cho việc chôn lấp bị thu hẹp chất thải thứ cấp phát sinh từ việc chôn lấp rác thải: khí thải (CO2, CH4, SO2,….); nước rỉ rác làm cho việc chơn lấp có nguy bị thu hẹp khơng cịn vị trí độc tơn việc xử lý chất thải sinh hoạt - Từ thực tế phải có giải pháp hữu hiệu khác để thay việc chôn lấp rác thải nên công nghệ thiêu đốt rác thải sinh hoạt ngày phổ biến - Do hiểu biết vấn đề độc hại đốt rác thải sinh hoạt cách tự chưa phổ biến rộng rải đến địa phương nên tồn nhiều bãi đốt rác tự - Đốt rác số biện pháp xử lý rác thải dễ thực hiện, tốn 2.2 Sự phát sinh số chất ô nhiễm nguy hại môi trường xung quanh trình đốt rác thải sinh hoạt - Đốt rác tạo tro khí thải vào khí - Trước hệ thống làm khí thải lắp đặt, khí lị chứa hạt, kim loại nặng, hydrocacbon, dioxin (TCDD), furan (C4H4O), sunful dioxit (SO2), khí cacbonic CO2), cacbon monoxit (CO), acid clohydric (HCl) Nếu nhà máy khơng làm khơng khí, khí lị thêm lượng nhiễm đáng kể vào lượng khí phát thải - Theo nhà khoa học, đốt rác có nhiều ưu điểm so với cơng nghệ khác như: giảm 90-95% khối lượng rác thải, tận dụng nhiệt, tiết kiệm diện tích, giảm nhiễm nước, mùi hơi, nhiên nguy phát sinh khí thải dioxin furan cao - Quá trình đốt cháy: CHC + O2dư CO2 + H2O + NH3 + NO2 + SOX + tro + nhiệt 2.2.1 Sự phát sinh dioxin furan - Một vài nguồn chất thải rắn đốt, phát thải dioxin furan: nhựa (PVC, PE, PP), giấy, cao su,… - Sự quan ngại nhà môi trường việc đốt rác thải sinh hoạt tạo lượng đáng kể dioxin furan – hai chất coi mối nguy hiểm nghiêm trọng với sức khỏe - Dioxin tên gọi chung nhóm hàng trăm chất hóa học tồn bền vững môi trường thể người sinh vật khác Tùy theo số ngun tử Clo vị trí khơng gian nguyên tử này, Dioxin chia có 75 đồng phân PCDD (poly-clo-dioxin 135 đồng phân PCDF (poly-clo-dibenzo-furan) với độc tính khác Trong số hợp chất dioxin, TCDD nhóm độc - Sự phân hủy dioxin địi hỏi phải có nhiệt độ cao đủ để gây phân hủy nhiệt liên kết phân tử mạnh - Một tác dụng phụ việc phá vỡ liên kết phân tử mạnh dioxin khả phá vỡ liên kết khí nito oxy khơng khí cung cấp làm hình thành oxit NOx Điều dẫn đến hình thành sương mù mưa axit chúng giải phóng trực tiếp vào mơi trường địa phương - Nhiệt độ cần thiết để phân hủy dioxin thường khơng thể đạt đốt nhựa ngồi trời Mặc dù chất dẻo thường cháy lửa trời, dioxin lưu lại sau bị đốt cháy trơi vào khí tro, nơi dẫn xuống nước ngầm mưa xuống - May mắn, hợp chất dioxin furan liên kết mạnh với bề mặt rắn khơng bị hịa tan nước, trình rửa giới hạn vài milimet đống tro - Sự tồn lưu dioxin tự nhiên bền vững, chu kỳ bán hủy khoảng 1520 năm Vì dioxin sinh làm cho thành phần môi trường đất bị thay đổi, tiêu diệt vi sinh vật có ích, làm cho đất khơ cằn, cịn tồn cỏ dại, làm cân sinh thái; nguồn nước chứa dioxin làm sinh vật khó để tồn tại, người sử dụng nguồn nước bị dị tật, mắc bệnh di truyền 2.2.2 Sự phát sinh styren - Có khoảng triệu styren sản xuất năm Vì hợp chất hữu có cơng thức C6H5CH=CH2 dùng để sản xuất loại nhựa dẻo nhiều polyme khác Đó cịn sử dụng phổ biến xốp Cụ thể sản phẩm hộp xốp đựng thức ăn, cao su, chất dẻo, chất cách điện, sợi thủy tinh, … - Cơ thể người bị hấp thụ styren, hịa tan khơng khí nước Styren chủ yếu xuất ngành 10 công nghiệp sử dụng sản xuất styren, khí thải tơ, khói thuốc lá, sử dụng máy photocopy Đôi cịn phát nước ngầm, nước máy mẫu đất - Khi tiếp xúc với styren thời gian ngắn, thể người có phản ứng dễ nhận thấy Như bị kích ứng da, mắt mũi Đây quan tiếp xúc trực tiếp styren khơng khí nước sinh hoạt Ngồi ra, ảnh hưởng khơng tốt cho hệ hơ hấp, hệ tiêu hóa Thậm chí gây tổn thương hệ thần kinh 2.2.3 Sự phát sinh khí nhà kính đặc biệt CO2 - Đối với q trình đốt gần tồn hàm lượng cacbon chất thải phát dạng CO2 vào khí Rác thải thị có chứa khoảng 27% CO2 - Nếu chất thải chôn lấp, rác thải đô thị sản sinh khoảng 62 mét khối metanol thơng qua q trình phân hủy kỵ khí Trong việc đốt rác thải sinh hoạt tạo khoảng 0.27 CO2 Có thể nói, chơn lấp làm tăng nguy làm trái đất nóng lên gấp lần so với việc đốt chất thải - CO2 khơng phải khí độc lại gây nhiễm lớn gây tăng nhiệt độ Trái đất - Nhiệt độ Trái đất tăng làm tan lớp băng hai cực, mực nước biển tăng lên, bão, lụt, úng, thành phố, đồng bị nhấn chìm nước - CO2 kết hợp với nước mưa gây mưa axit Những giọt axit sol khí có kích thước nhỏ di chuyển khắp nơi theo gió mây, gặp lạnh rơi xuống tạo thành mưa CO2 + H2O > H2CO3 Tác hại mưa axit làm tăng độ axit đất, làm chết cối, hủy diệt rừng mùa màng, gây hại cho sinh vật sống nước, cho người Hòa tan số oxit kim loại, kim loại đất,… chuyển vào nước làm cho nước bị ô nhiễm kim loại nặng, hấp thụ kim loại nặng đất, nước (như Pb, Cd, Zn ) làm cho kim loại nặng vào nguồn thực 11 phẩm gây hại cho người - Bên cạnh CO2 cịn có CO sinh khơng có đủ O2 q trình đốt nhiệt độ khơng đủ để đốt hồn tồn thành CO2 Khí CO, khói quang hóa khuếch tán lên tầng bình lưu, chúng phản ứng với gốc tự có sẵn tầng bình lưu tạo thành chất hoạt hóa, phân hủy tầng ozon - CO có lực mạnh với hemoglobin hồng cầu mạnh 230-270 lần so với oxi nên hít vào phổi CO gắn chặt với Hb tạo thành COHb máu khơng thể chun chở oxi tới tế bào, đầu độc tế bào ảnh hưởng đến tính mạng 2.2.4 Sự phát sinh hợp chất khí lưu huỳnh - Ứng dụng hợp chất chứa lưu huỳnh đa đạng thực tiễn ví dụ: thuốc nhuộm, sản xuất cao su,… - Rác thải sinh hoạt có nhiều hợp chất chứa lưu huỳnh Khi đốt lưu huỳnh kết hợp với oxi hidro để sinh khí độc hại SO2, H2S CxHYS + zO2 > CO2 + H2O + SO2 - SO2 sinh kết hợp với oxi tự mơi trường tạo khói mù quang hóa Tốc độ ơxi hố SO2 thành SO4 chậm 1% (khí sạch), nhanh (có khói mù) 5-10% SO2 + O ( từ O, RO*, ROO*) > SO3 > H2SO4 - Axit H2SO4 tạo kết hợp với nước mưa gây mưa axit ăn mòn vật liệu - Các hợp chất chứa lưu huỳnh chất ức chế hô hấp co thắt phế quản ảnh hưởng đến người bệnh hen suyễn viêm phế quản - Cách xử lý: dùng Ca(OH)2 SO2 + Ca(OH)2 > CaSO3 + ½ H2O 2.2.5 Sự phát sinh thủy ngân - Thủy ngân đến kim loại nhiệt động nhất, có độc tính cao, 3570C bay hồn tồn vào khí thải 12 - Nguồn gốc : pin, thiết bị điện,… -Về mặt hố lí, thuỷ ngân kim loại dễ thay đổi dạng tồn tính chất Rất dễ bay hơi, dễ dàng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái nhiệt độ phòng Khi kết hợp với oxi, thủy ngân dễ dàng chuyển từ dạng kim loại, dạng lỏng khí sang dạng ion (Hg2+) - Hơi thủy ngân khơng khí chuyển sang dạng hịa tan, lắng thành bụi, lẫn vào đất nước Hơi thủy ngân kim loại tồn lưu khơng khí tới năm, chuyển sang dạng hòa tan sau vài tuần - Các hợp chất hữu thủy ngân có độc tính cao nhất, đặc biệt metyl thủy ngân CH3 -Hg+ - Giai đoạn đầu q trình tích lũy sinh học chuyển từ thủy ngân vô sang dạng metyl thủy ngân ( CH3- Hg+) Gốc metyl thủy ngân bền vững thể động vật người Metyl thủy ngân xâm nhập vào dây chuyền sản xuất thực phẩm thông qua động vật trôi khuếch đại sinh học Khi nhiễm thời gian đào thải lâu III Một số phương pháp xử 13 lý rác thải sinh hoạt hiệu - Một số phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt:  Xử lý 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, chất trơ chất tận dụng kim loại, nilon, giấy, thuỷ tinh, nhựa thu hồi để tái chế  Xử lý phương pháp ủ sinh hoạt: Ủ sinh học (compost) q trình ổn định sinh hố chất hữu để hình thành chất mùn, với thao tác sản xuất kiểm soát cách khoa học tạo môi trường tối ưu trình ủ Quá trình ủ coi trình lên men yếm khí mùn hoạt chất mùn Sản phẩm thu hồi hợp chất mùn không mùi, không chứa vi sinh vật gây bệnh hạt cỏ  Xử lý phương pháp chôn lấp: Đặc điểm phương pháp trình lưu giữ chất thải rắn bãi chôn lấp Các chất thải bãi chôn lấp bị phân huỷ sinh học bên để tạo sản phẩm cuối chất giàu dinh dưỡng như: axit hữu cơ, nitơ, hợp chất amon số khí khác (CO2, CH4)  Xử lý phương pháp đốt: Đốt rác giai đoạn xử lý cuối áp dụng cho số loại rác định xử lý phương pháp khác Đây giai đoạn ôxy hóa nhiệt độ cao với có mặt oxy khơng khí, có rác độc hại chuyển hố thành khí chất thải rắn khơng cháy Các chất thải khí thải ngồi khơng khí, chất thải rắn chơn lấp 3.1 Một số phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt hiệu giới 3.1.1 Xử lý rác thải sinh hoạt theo tiêu chuẩn 3RVE - Hiện nhiều nước phát triển giới thực chiến lược 3RVE quản lý xử lý CTR Đó là: giảm thiểu (Reduce); tái chế (Recycle); sử dụng lại (Rense); nâng cao giá 14 trị (Validate); xử lý phần sử dụng (Eliminate) - Đây công nghệ tổng hợp sử dụng rộng rãi tích hợp nhiều khâu q trình thực hiện: phân loại, thiêu đốt, tái chế, sử dụng lại cuối chôn lấp phần xử lý được, lượng chôn lấp thông thường theo quy định 30%÷35%) Vì điều kiện tiên cơng nghệ phải: làm giảm ẩm tơi rác, ổn định thành phần rác đầu vào biện pháp phụ trợ khác nhau, có việc xử lý thành công IV Kết luận Rác thải sinh hoạt ngày gia tăng mối lo khu thị, chưa có biện pháp xử lý hợp lý Phương pháp thủ công sử dụng đốt rác thải, hậu đáng lo ngại phát sinh chất độc hại gây ô nhiễm tới môi trường xung quanh Như việc xử lý rác thải sinh hoạt nước ta cịn nhiều hạn chế, cần có thêm sách phù hợp hiệu để biến rác thải từ thảm họa với môi trường trở thành nguồn tài nguyên quốc gia.Với 90 triệu dân, năm lượng rác thải nước ta gia tăng thêm 10%, đồng nghĩa với hàng trăm nghìn rác bị lãng phí Bên cạnh việc có thêm lò đốt rác đảm bảo xử lý lượng chất thải ô nhiễm Nếu số lượng rác tái chế tái sử dụng, Việt Nam tiết kiệm lượng tài nguyên không nhỏ Đã đến lúc nhà nước mỗi17người dân cần tự ý thức, chung tay mơi trường đẹp tương lai! V Tài liệu tham khảo Tiếng việt Nguyễn Thị Loan, Luận văn thạc sĩ “ Quản lý chất thải rắn sinh hoạt huyện Quốc Oai, thành phố Hà Nội” Đặng Trần Kim Chi, Hóa học mơi trường, NXB Khoa học Kỹ Thuật Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội, Cơ sở hóa học mơi trường, NXB ĐHQG Tiếng anh H Miller, S Marklund, I Bjerle, C Rapper, Correlation of incineration parameters for the destruction of polychlorinated dibenzo-p-dioxins, Chemosphere, VA 8, Issues 7, 8-1998, p 1485-1489 Ryuzo Takeshita, Yoshio Akimoto, Shinich Nito, Relationship behveen the formation of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans and the control of combustion, hydrogen chloride level in flue gas and gas temperature in municipal waste incinerator, Chemosphere, V.24, Issues 5, 3-1992, p 589-598 Floyd Hasselriis, Optimiiation of combustion conditions to minimize dioxin 18 emission, Waste Management and research, V.5, Issues 5, p 311-326 Tài liệu internet https://vi.wikipedia.org/wiki/Styren https://vi.wikipedia.org/wiki/Dioxin https://engineering.purdue.edu/~frankenb/NU-prowd/wwater.htm https://naturalenergyhub.com/pollution/toxic-pollutants-world/ https://www.moitruongvadothi.vn/khoa-hoc-cong-nghe/nghien-cuu-trao- doi/hien-trang-va-giai-phap-ve-cong-nghe-xu-ly-rac-thai-sinh-hoat-tai-vna21615.html VI Ghi Nguyễn Thị Bình Minh (nhóm trưởng) làm: phần Mở đầu, I Khái niệm, 2.2 hoàn thiện chỉnh sửa nội dung Mai Thị Trang làm: 2.1 III Một số phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt hiệu Vũ Thị Phương Thảo làm: 2.2 IV Kết luận 19 ... xử lý rác thải dễ thực hiện, tốn 2.2 Sự phát sinh số chất ô nhiễm nguy hại môi trường xung quanh trình đốt rác thải sinh hoạt - Đốt rác tạo tro khí thải vào khí - Trước hệ thống làm khí thải lắp... xử lý rác thải chất thải rắn Thành phần rác thải TP Hà Nội( Nguồn moitruongdothi.vn) II Sự phát thải chất gây ô nhiễm từ trình đốt rác thải sinh hoạt Hình ảnh đốt rác thải sinh hoạt ( nguồn vietnamplus.vn)... phương pháp xử lý rác thải hiệu dùng phương pháp truyền thống đốt dùng nhiệt để phân hủy rác Quá trình đốt rác thải sinh hoạt gây phát sinh chất gây ô nhiễm tới môi trường xung quanh nghiêm trọng