Kết quả nghiên cứu KHCN: PHÂN LOẠI CHẤT LƯỢNG VỆ SINH MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE NGHỀ NGHIỆP DO TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ VẬT LÝ

Kết nghiên cứu KHCN PHÂN LOẠI CHẤT LƯỢNG VỆ SINH MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE NGHỀ NGHIỆP DO TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ VẬT LÝ TS Đỗ Trần Hải, TS Nguyễn Thắng Lợi, TSKH Phạm Quốc Quân, Viện Khoa học An toàn Vệ sinh lao động Bài viết trình bày kết đánh giá phân loại chất lượng vệ sinh môi trường lao động rủi ro sức khỏe nghề nghiệp tương ứng tác động yếu tố vật lý theo thang đánh giá mức N I ĐẶT VẤN ĐỀ hư biết, chất lượng vệ sinh môi trường lao động (MTLĐ) rủi ro sức khỏe nghề nghiệp vị trí làm việc phụ thuộc vào nhiều nhóm yếu tố như: hóa học, vật lý học, sinh học, ergonomics, yếu tố tâm sinh lý đánh giá, phân loại theo thang bán định lượng mức [1] Ở trước [2], chúng tơi trình bày phương pháp đánh giá phân loại thơng số vi khí hậu Trong này, chúng tơi công bố kết nghiên cứu đánh giá, phân loại số yếu tố vật lý phổ biến MTLĐ tiếng ồn, rung động, ánh sáng, xạ tử ngoại laser, xạ ion hóa, xạ tia X, điện từ trường tần số công nghiệp tần số radio Kết phân loại thống với quy định quy chuẩn Việt Nam (QCVN) có hiệu lực từ tháng 12 năm 2016 Bộ Y Tế ban hành bổ sung từ tiêu chuẩn quy định khác trường hợp thiếu QCVN II PHÂN LOẠI CHẤT LƯỢNG VỆ SINH MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE NGHỀ NGHIỆP THEO CÁC THÔNG SỐ TIẾNG ỒN Tiếng ồn hiểu âm có hại người lao động Theo dải tần tiếng ồn phân thành ba loại: hạ âm; âm nghe thấy siêu âm Thính giác người không nghe thấy hạ âm siêu âm lại chịu tác động có hại nguy hiểm chúng - Hạ âm âm dải tần nhỏ 16Hz - Siêu âm âm dải tần số lớn 20000Hz Về chuẩn đánh giá, phân loại nhận thị sau [3],[5]: Mức áp suất âm chung, đo dBA; Mức áp suất hạ âm tối đa cho phép, đo dB Lin; Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 Kết nghiên cứu KHCN Mức siêu âm tối đa cho phép, đo mức vượt tiêu chuẩn, dB Với lưu ý rằng, QCVN 24: 2016/BYT không quy định cho hạ âm siêu âm, nên tạm thời sử dụng quy định Cộng hòa Liên Bang Nga [5] Kết xây dựng thang phân loại mức theo loại tiếng ồn dẫn Bảng Bảng Phân loại chất lượng vệ sinh môi trường lao động cho loại công việc tác động tiếng ồn Phân lo Tên ch R T trung bình 66÷85 86 ÷90 91÷95 96 ÷105 106 ÷115 > 115 66÷80 81 ÷85 86 ÷95 96 ÷105 106 ÷115 > 115 61÷70 71 ÷80 81 ÷95 96 ÷105 106 ÷115 > 115 56 ÷65 66 ÷80 81 ÷95 96 ÷105 106 ÷115 > 115 46 ÷55 56 ÷80 81 ÷95 96 ÷105 106 ÷115 > 115 96 ÷ 110 111 ÷115 116 ÷120 121 ÷125 126 ÷130 > 130 r n Nguy hi nh n M cơng ngh Trong camera, phịng thí nghi ịng thi õi, Cho phịng ịng máy ch Cho phịng ch ho ành nghiên c nghi li H chung, dB Lin 95 chu áp su octa, dB M 0,7 TCCP H khơng có r 0,71 ÷1TCCP r R có th b ÷10 R th 11 ÷20 21 ÷30 R trung bình R cao 31÷40 R r Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 > 40 R c Kết nghiên cứu KHCN Chú thích cho Bảng 1: Mức áp suất âm tối đa cho phép, âm mức âm tương đương vị trí làm việc lập theo bảng đây: M Th Trong camera, phịng thí nghi phịng thi õi, Phịng ịng ph ch Phịng ch ho ành M m 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 99 92 86 83 80 78 76 74 85 94 87 82 78 75 73 71 70 80 87 79 72 68 65 63 61 59 70 83 74 68 63 60 57 55 54 65 75 66 59 54 50 47 45 43 55 ên c lý thuy th Mức hạ âm tối đa cho phép (TCCP) nơi làm việc xác lập theo bảng đây: M Tên ch 16 M âm chung, dB Lin 110 105 100 95 110 trung bình, Hz Th làm vi tính dB ng ãng m theo thang Mức siêu âm khí động tối đa cho phép vị trí làm việc xác lập theo bảng sau: Tên ch M 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 80 90 100 105 110 110 110 110 110 110 Taïp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 Kết nghiên cứu KHCN III PHÂN LOẠI CHẤT LƯỢNG VỆ SINH MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE NGHỀ NGHIỆP THEO CÁC THÔNG SỐ RUNG ĐỘNG Rung động phân biệt là: rung động chung rung động cục Rung động chung tác động lên người lao động theo ba chiều không gian Các nghiên cứu rung lắc ngang quy chiếu lên trục không gian X Y tác hại theo chiều đứng Z Rung động chung chuyền vào người lao động tư ngồi đứng qua bề mặt chịu lực ghế hay sàn Trong thực tiễn, rung chung chuyền vào người lao động qua ghế ngồi người lái phương tiện vận tải, vận chuyển, cần cẩu qua sàn thao tác thiết bị công nghệ Rung cục chuyền vào người lao động qua tay, chân qua vai tiếp xúc với bề mặt rung động Trong thực tiễn rung cục chuyền vào người lao động chủ yếu qua thiết bị cầm tay Về chuẩn đánh giá, phân loại nhận thị sau [3], [5]: Gia tốc rung, đo dB m/s2; Vận tốc rung, đo dB mm/s Do QCVN 27: 2016/BYT quy định gia tốc theo đơn vị m/s2 vận tốc rung theo cm/s, QCVN 27: 2010/BTNMT (và tiêu chuẩn quốc tế) quy định theo đơn vị dB nên phân loại theo giá trị quy đổi thống sang đơn vị dB Kết xây dựng thang phân loại mức theo loại âm dẫn Bảng Bảng Phân loại chất lượng vệ sinh môi trường lao động cho loại công việc tác động yếu tố rung động Phân lo Tên ch R T nh trung bình r n n Nguy hi Rung c rung hi 115 ÷ 126 127 ÷129 130 ÷132 133 ÷135 136 ÷138 > 138 gia t 110 ÷115 116 ÷120 121 ÷125 126 ÷130 131 ÷133 > 133 Rung chung ngang, m gia t 108 ÷ 112 113 ÷120 121 ÷128 129 ÷135 136 ÷142 > 142 H M khơng có r ro r R có th b R th R trung bình R cao R r Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 R c v Kết nghiên cứu KHCN Chú thích cho Bảng 2: Mức gia tốc rung tối đa cho phép rung cục nơi làm việc xác lập theo bảng đây: Tên ch M 123 Rung c Zl 16 123 31,5 129 63 135 125 141 250 147 500 153 Giá tr ch m 1000 159 hi 126 Mức gia tốc rung tối đa cho phép rung chung nơi làm việc xác lập theo bảng đây: Tên ch Rung chung ngang, dB M X0, Y0, Z0 123 123 112 113 129 118 135 124 Chuyển đổi gia tốc rung từ đơn vị m/s2 sang đơn vị dB: Với mức chuẩn dB = 10-6 m/s2, ta có cơng thức chuyển đổi sau: A(dB) = 20.lg[A(m/s2)] + 120 Trong đó: (1) 16 141 130 31,5 147 136 Giá tr ch m 63 153 142 hi 115 112 IV PHÂN LOẠI CHẤT LƯỢNG VỆ SINH MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE NGHỀ NGHIỆP THEO MÔI TRƯỜNG ÁNH SÁNG Các quy định độ rọi chỗ làm việc Bộ Y Tế quy định QCVN 22:2016/BYT Đặc điểm quy định môi trường ánh sáng quy định mức độ rọi tối thiểu cần đảm bảo Về chuẩn đánh giá, phân loại nhận thị sau [3], [5]: Độ rọi bề mặt thao tác người lao động, đo Lux; Kết xây dựng thang phân loại chất lượng vệ sinh dẫn Bảng A(dB) – gia tốc rung đo dB; A(m/s2) – gia tốc rung đo m/s2; 120dB – mức 1m/s2 Bảng Phân loại chất lượng vệ sinh môi trường lao động cho loại công việc tác động môi trường ánh sáng Phân lo R t Tên ch n Nguy hi r nh trung bình 1,5EQC÷EQC MCP1 - - - - MCP2 > MCP2 10.MCP2 102.MCP2 Sóng t A (400mm ÷315mm); B (315mm÷280mm); C (280mm÷180mm) B m ài t B l bình nhi b M àn R th th R th n R R trung bình Nguy hi r 103.MCP2 >103.MCP2 R R cao Ghi chú: TCCP1 – Mức xạ tử ngoại tối đa cho phép, nguyên tắc, không phép vượt Trong trường hợp đặc biệt, xạ tử ngoại lớn TCCP người lao động dù trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân chuyên dụng coi chịu độc hại nhẹ Các mức cho phép quy định QCVN 23:2016/BYT; MCP1 MCP2 – tương ứng mức chiếu tia laser tối đa cho phép trường hợp tác động lần, tối đa không 8h (không cho phép vượt MCP1 Trường hợp đặc biệt, cho phép vượt, người lao động trang bị PTBVCN chuyên dụng) Đối với trường hợp tác động lặp lại nhiều lần suốt trình lao động nhiều năm Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 Kết nghiên cứu KHCN Các mức cho phép này, MCP1, quy định riêng tùy thuộc vào phân loại tia laser theo độ dài (nanomet) bước sóng: Loại I: 180 10 500 1, 1400nm 1,0 40 0÷5 5,1÷10 10,1÷15 15,1 ÷20 20,1÷25 >25 T chung, kA/m b nghi T nghi t 0÷ 400 401 ÷2000 2001 ÷4000 4001÷5000 5001 ÷6000 >6000 Bảng Phân loại chất lượng vệ sinh môi trường lao động cho loại công việc tác động điện từ trường tần số cao (radio) Phân lo Tên ch Cho phép 1&2 T kHz, T T MHz E 614V/m H 24,6A/m E 614V/m H 1,6/fA/m E 614/fV/m H 1,6/fA/m E 61V/m T H T 300,0GHz M MHz 0,16A/m E 61V/m ÷ H R th b E–M 0,16A/m Nguy hi nh trung bình ÷5 5,1 ÷10 >10 - - ÷5 ÷10 >10 - - ÷3 ÷5 ÷10 >10 - 1÷3 4÷5 ÷ 10 11 ÷ 100 > 100 ÷3 4÷5 ÷ 10 11 ÷ 100 > 100 R trung bình R cao R R th n r R cao àH–M Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 11 Kết nghiên cứu KHCN Bảng Phân loại chất lượng vệ sinh môi trường lao động cho loại công việc tác động điện từ trường tần số cao (radio) theo mật độ dòng lượng* Phân lo Tên ch M Cho phép òng n W/cm h trung bình 1&2 ÷10 11÷60 61÷80 R th th M òng R ro th n Nguy hi r 81÷100 101÷1000 R trung bình R cao >1000 R R r v * Đối với mức chất lượng vệ sinh 3; 4; – tổng thời gian tiếp xúc cho phép không 2h Đối với mức – tổng thời gian tiếp xúc cho phép không 20ph VII PHÂN LOẠI CHẤT LƯỢNG VỆ SINH MÔI TRƯỜNG LAO ĐỘNG VÀ RỦI RO SỨC KHỎE NGHỀ NGHIỆP THEO CÁC BỨC XẠ ION HÓA VÀ TIA X Hiện yêu cầu vệ sinh xạ ion hóa tia X Bộ Y Tế quy định QCVN 29; 30: 2016/BYT Về chuẩn đánh giá, phân loại nhận thị sau [3]: Liều hiệu dụng tồn thân trung bình năm, đo miliJun kilogam (miliSive năm) mSv/năm; Liều tương đương thủy tinh thể mắt, đo miliJun kilogam (miliSive năm) mSv/năm; Liều tương đương chân, tay, da đo miliJun kilogam (miliSive năm) mSv/năm Kết xây dựng thang phân loại mức chất lượng vệ sinh dẫn Bảng 8, Bảng Bảng Phân loại chất lượng vệ sinh môi trường lao động cho đối tượng tác động xạ ion hóa tia X, tính trung bình năm Phân lo Tên ch R T nh trung bình n Nguy hi r ÷ 10 11 ÷ 20 21÷30 31÷ 50 51÷70 71÷90 > 90 ên b Li àn thân, trung bình n ( ) 12 Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 Kết nghiên cứu KHCN nhiệt độ lên tới 10000C Nhờ kỹ thuật mà người ta cịn tráng phủ lớp nhơm mỏng bề mặt vải để tăng khả chịu lửa, chống hóa chất mà đảm bảo cho quần áo mềm nhẹ Vải có cường độ chống kéo căng lớn 3000N, cường độ chống xé rách lớn 1000g/cm2 có khả làm giảm 90% sức nóng từ lửa nguồn gây cháy [5] Loại vải làm từ sợi Nomex chống cháy có khả chịu nhiệt độ từ 500-7000C lửa trần thời gian 2-6s Khơng bị nóng chảy thời gian ngắn Vải có thành phần 93% sợi Nomex 5% sợi Kevlar 2% P-140 (chống tĩnh điện) Rất bền, nhẹ thống khí đáp ứng tiêu chuẩn an toàn Mỹ Châu Âu (NFPA 2112 & EN 531) [3], [4] Vải Kanox pha trộn thành phần sợi Aramid, Polyamid sợi chống cháy có độ bền cao Độ bền nhiệt cao hẳn vải Nomex, kháng cháy, cách nhiệt, chịu nhiệt từ 800 – 12000C Vải không tan chảy, không bốc cháy nhỏ giọt tiếp xúc với lửa, có khả giữ cho nhiệt độ mặt bên vải tương đối thấp làm cho người mặc cảm thấy thoải mái.Vải chống cháy Kanox bền màu không chứa chất phụ gia hóa học hay amiăng, khơng gây triệu chứng dị ứng da thân thiện với mơi trường [4] lẽ vừa gọn vừa tạo vùng vi khí hậu thể người quần áo độc lập với môi trường bên đồng thời tiết kiệm nhiều nguyên phụ liệu thiết kế gia công quần áo bảo hộ cứu hỏa Các thao tác nhân viên chữa cháy cần nhanh, dứt khốt áo bảo hộ có độ rộng hợp lý với thể người mặc, đặc biệt đường vòng nách áo đũng quần rộng so với thiết kế thông thường, độ rộng ống quần đảm bảo cử động ngồi, quỳ thoải mái Loại áo liền quần có kích thước chiều dài đũng quần chiều dài toàn quần áo quan trọng để người lính khơng cảm thấy bị cọ sát vướng phần đũng quần hay bị ngắn ống quần Quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy có miếng đệm đầu gối, khuỷu tay để chống chầy sước vị trí tiếp xúc thể người với bề mặt q trình leo trèo, bị, trườn [1] Tại vị trí ống tay ống quần có phần vật liệu dự trữ Nó tở che chắn phần thể người bị lộ môi trường cháy thực động tác vươn tay trèo, bám tường leo lên Các băng phản quang may vị trí gần gấu quần, gấu tay ngang vai để dễ nhận biết người lính cứu hỏa bóng tối Vị trí băng phản quan quần áo nhân viên chữa cháy qui định TCVN 12366: 2018 [5] * Kiểu dáng quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy Quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy truyền thống kiểu áo jacket dài quần dài Guowen Song [1] nghiên cứu quần áo cứu hỏa đưa kết nên có phần giao khoảng 30cm áo dài quần (để ngăn chặn thâm nhập nhiệt) Do đó, thiết kế phần áo ngắn cần phải bù vào phần cạp quần tăng lên nhiêu Từ có sáng kiến thiết kế phần áo ngắn quần yếm để tăng độ an tồn q trình di chuyển lính cứu hỏa thuận tiện Hiện nay, quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy kiểu áo liền quần sử dụng nhiều 100 Hình Một số kiểu quần áo bảo hộ cho nhân viên chữa cháy [11] Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Soá 1,2&3-2020 Kết nghiên cứu KHCN Một số nghiên cứu tách rời phần lớp lót riêng quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy lý sau: cho phép tháo rời lớp lót diễn tập phịng cháy chữa cháy, q trình sử dụng tách lớp lót riêng để mang lớp vỏ bên làm vệ sinh, bảo dưỡng sửa chữa sau lần sử dụng Chiều dày lớp vi khí hậu (VKH) khoảng cách bề mặt da mặt quần áo (Hình 3) dct dQA chặn nóng, ngăn cản nhiệt từ bên ngồi xâm nhập vào vùng vi khí hậu * Phương pháp đánh giá chất lượng quần áo bảo hộ lính cứu hỏa Khả chịu nhiệt, kháng lửa đảm bảo tiện nghi quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy đánh giá khách quan phịng thí nghiệm manikin nhiệt theo phương pháp tiêu chuẩn khác qui định [8], [9], [10] Sau đánh giá chủ quan cảm nhận lính cứu hỏa thơng qua bảng câu hỏi sau hoạt động máy chạy phòng vi khí hậu hai điều kiện mơi trường ẩm ướt có nhiệt độ 340C mơi trường có nhiệt độ 790C kèm xạ nhiệt 10kW/m2 Hình Cách tính chi u dày l p VKH gi qu n áo Giả sử thể người quần áo đường trịn đồng tâm, tính chiều dày lớp VKH xác định theo công thức: Trong đó: = (1) δ - chiều dày lớp vkh, mm dQA - đường kính mặt bên quần áo, mm dct - đường kính thể, mm Nhiều tác giả nghiên cứu chiều dày lớp vi khí hậu cho quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy Các kết nghiên cứu chiều dày lớp vi khí hậu nhỏ lớn hiệu cách nhiệt tiện nghi người sử dụng không cao Đã xác định kích thước vi khí hậu trung bình mức 6,35mm [7] Một số vị trí mở quần áo phần cổ, cửa tay, gấu quần thường đóng kín khóa kéo, bo đai để ngăn Hình Đánh giá chủ quan quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy phịng thí nghiệm [3] Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 101 Kết nghiên cứu KHCN * Bảo quản quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy Với chức bảo vệ an tồn tính mạng lính cứu hỏa nên quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy có chế độ chăm sóc bảo dưỡng đặc biệt Sau lần thực nhiệm vụ chữa cháy, quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy cần vệ sinh bôi lại fluorocarbons lớp vải để tránh co rút xử lý chất bẩn dầu, tro bụi chất lỏng bám bề mặt quần áo III KẾT LUẬN Bài báo bước đầu nghiên cứu tổng quan quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy Đã nghiên cứu điều kiện làm việc, diễn biến sinh lý thể người lính cứu hỏa trình chữa cháy, vật liệu may, kiểu dáng, phương pháp đánh giá chất lượng bảo quản quần áo bảo hộ cho nhân viên chữa cháy.Vì phải làm việc mơi trường có nhiệt độ xạ nhiệt cao nên cấu trúc quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy có nhiều lớp Lớp quan trọng lớp ngồi có nhiệm vụ kháng lửa cản nhiệt Vật liệu dùng cho lớp loại vải Nomex, Kevlar, Kanox Kiểu dáng quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy dáng suông, kiểu áo liền quần sử dụng nhiều Phần cổ áo, cửa tay, gấu quần thường đóng kín khóa kéo, bo đai để ngăn chặn nóng, ngăn cản nhiệt, mảnh vụn từ bên ngồi xâm nhập vào vùng vi khí hậu thể người quần áo Phần cửa tay gấu quần có phần vật liệu dự phịng tự tở để che phủ phần tay chân thể người nhân viên chữa cháy thực động tác leo trèo vươn với (kéo dài phần thân người trạng thái bình thường) Sau lần sử dụng, quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy cần vệ sinh bôi lại fluorocarbons Kết nghiên cứu tổng quan trên sở cho việc thiết kế quần áo bảo vệ cho nhân 102 viên chữa cháy triển khai sản xuất sản phẩm Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Guowen Song, 2016, Thermal Protective Clothing for firefighters, Lowa State University [2] David Barr, Warren Gregson, Thomas Reilly, 2010, The thermal ergonomics of firefighting revied, Applied Ergonomics 41 , 167-172 [3] https://fire-retardant-fabric.ready-online.com/ fire-retardant-fabric.html [4] https://fire-retardant-fabric.ready-online.com/ flame-retardant-fabric.html [5] TCVN 12366:2018, Phương tiện bảo vệ cá nhân cho người chữa cháy - quần áo chống nóng chống cháy cơng trình-u cầu kỹ thuật phương pháp thử [6] BS EN 469:2005, Protective clothing for firefighter- Performance Requirements For Protective Clothing For Firefighting [7] Kim, I Y., Lee, C., Li, P., Corner, B D., & Paquette, 2002, Investigation of air gaps entrapped in protective clothing systems Fire and Materials, 26(3), 121–126 [8] ISO 15384:2003, Protective clothing for firefighters — Laboratory test methods and performance requirements for wildland firefighting clothing [9] ISO 11613:2017, Protective clothing for firefighter's who are engaged in support activities associated with structural fire fighting Laboratory test methods and performance [10] TCVN 7617:2007, Quần áo bảo vệ cho nhân viên chữa cháy - Phương pháp thử phịng thí nghiệm u cầu tính cho quần áo chữa cháy ngồi trời [11] http://www.northernworkwearltd.ca Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 Kết nghiên cứu KHCN ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SINH THÁI ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ CHĂN NUÔI BỊ SỮA TẠI GIA LÂM-HÀ NỘI Tăng Thị Chính, Đặng Thị Mai Anh, Phùng Đức Hiếu, Nguyễn Minh Thư, Nguyễn Sỹ Nguyên Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Tóm tắt: Bài báo trình bày kết nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh thái sử dụng bãi lọc trồng dòng chảy đứng kết hợp bãi lọc trồng dòng chảy ngang hồ thủy sinh thực vật để xử lý nước thải cho làng nghề chăn nuôi bị sữa phân tán với quy mơ pilot 12m3/ngày Đặng Xá, Gia Lâm, Hà Nội Kết thực nghiệm cho thấy xử lý hiệu chất ô nhiễm hữu dinh dưỡng nước thải: Hiệu suất khử BOD mơ hình đạt từ 70-80%, COD 80-88%, TSS: 82 - 84%, TN: 74- 86% vàTP đạt từ 90- 95% Chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN62:2016/BTNMT Nhiệt độ mơi trường có ảnh hưởng tới hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm môi trường nước Đối với hồ thực vật sử dụng bèo tây, hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm tốt nhiệt độ môi trường từ 20oC trở lên giảm mạnh nhiệt độ môi trường thấp Nhưng bãi lọc trồng thực vật sậy thủy trúc nhiệt độ mơi trường khơng ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất xử lý Công nghệ khả thi để xử lý nước thải cho hộ chăn ni bị sữa xen kẽ cụm dân cư T I MỞ ĐẦU heo số liệu thống kê Tổng Cục thống kê, tính đến ngày 01.10.2018, tổng đàn bò sữa Việt Nam đạt 294.382 con, có tới 1/3 tổng đàn bị sữa ni nơng hộ, với quy mơ trung bình từ 5-7 con/hộ [1] Chăn nuôi gia súc quy mô hộ gia đình gây nhiễm nghiêm trọng mơi trường cụm dân cư Hiện nay, tồn chất thải từ chăn ni bị sữa hộ gia đình chủ yếu rửa trơi đưa vào hầm biogas để xử lý Biogas loại bỏ chất nhiễm hữu cơ, cịn N, P nước thải Nước thải hộ chăn ni bị sữa bao gồm nước thải chăn nuôi nước thải sinh hoạt nên có thành phần chất nhiễm hữu cơ, N, P cao so với tiêu chuẩn cho phép xả môi trường (BOD5:150-200mg/l, COD:600-700mg/l, TN: 70-100mg/l, TP: 15-20mg/l) Công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh (TVTS) có nhiều ưu điểm so với công nghệ khác như: thân thiện môi trường, rẻ tiền, dễ vận hành hiệu cao áp dụng cho quy mô khác Hệ thống xử lý nước thải sử dụng thực vật thủy sinh phù hợp nước nhiệt đới so với nước ơn đới thực vật mẫn cảm với nhiệt độ thấp vùng băng giá Công nghệ sinh thái áp dụng nhiều nước giới Mỹ, Pháp, Brazil, Argentina, Ấn Độ, Ai Cập, Trung Quốc [2], [5], [8] Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 103 Kết nghiên cứu KHCN Việt Nam quốc gia có triển vọng việc ứng dụng cơng nghệ sinh thái có điều kiện khí hậu nhiệt đới với hệ thực vật phong phú đa dạng Hiện nước ta có số nghiên cứu áp dụng cơng nghệ để xử lý nước thải [3], [4], [6], [7] II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đới tượng Nước thải từ hộ ni bị sữa thôn Đổng Xuyên, xã Đặng Xá, huyện Gia lâm, Hà Nội có thành phần nhiễm sau: BOD5:150200mg/l, COD:600-700mg/l, TSS:200-2530mg/l, TN:70-100mg/l, TP:13-15mg/l Hệ thống pilot xử lý nước thải công nghệ sinh thái sử dụng mô hình đất ngập nước với c th i t h dân i B u hòa (B 1) B l ( -B 2) ng B l c dòng ngang ( -B 3) 104 Hình Mơ hình xử lý nước thải làng nghề chăn ni bị sữa phân tán quy mơ 10-12m3/ngày dịng chảy hỗn hợp qui mơ 12m3/ngày bao gồm: bể lọc trồng dòng chảy đứng, bể lọc trồng dòng chảy ngang hồ thực vật thủy sinh (Hình 1): sử dụng loại thực vật gồm: sậy (Phragmites australis), thủy trúc (Cyperus alternifolius) bèo tây (Eichhornia crappsipes) Mơ hình vận hành theo ngun lý ruộng bậc thang nước thải bơm vào bể điều hịa (bể 1) từ chảy vào bể lọc dòng chảy đứng (bể 2), sang bể lọc trồng dòng chảy ngang (bể 3) hồ thủy sinh thực vật (bể 4), lưu lượng nước điều chỉnh van khóa cho lưu lượng nước đạt Q=0,5m3/h Định kỳ tuần lấy mẫu lần để đánh giá hiệu xử lý thông qua số ô nhiễm BOD5, COD, TSS, TN, TP.8 2.2 Phương pháp phân tích B th c v t n i ( 4) Phương pháp phân tích số ô nhiễm nước thải theo TCVN: BOD5 theo TCVN 6001-2:2008, COD theo TCVN 6491:1999, TN theo TCVN 6638:2000, TP theo TCVN 6202:2008 Hình Sơ đồ quy trình cơng nghệ mơ hình xử lý nước thải làng nghề chăn ni bị sữa phân tán Các số liệu xử lý theo phương pháp thống kê sinh học phần mềm Excel phần mềm xử lý thống kê thông dụng khác 2.3 Phương pháp xử lý số liệu Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 Kết nghiên cứu KHCN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiệu suất xử lý chất hữu nước thải Sau tháng trồng chăm sóc cho thực vật thủy sinh bể xử lý mơ hình sinh trưởng phát triển ổn định, bổ sung nước thải vào để xử lý với lưu lượng Q=0,5m3/h Định kỳ tuần lấy mẫu lần phân tích đánh giá hiệu xử lý thơng qua thông số BOD5, COD TSS, kết trình bày Hình 3, Hình Hình cho thấy, giai đoạn đầu (8 tuần đầu), nồng độ BOD5, COD nước thải đầu bể lọc dòng chảy đứng (Bể 2) dòng lọc chảy ngang (Bể 3) giảm dần theo thời gian vận hành Nhưng giai đoạn tiếp theo, nồng độ BOD5, COD ổn định Trong đó, giai đoạn đầu (11 tuần đầu), nồng độ BOD5, COD đầu bể thực vật thủy sinh giảm dần theo thời gian vận hành, nồng lại tăng dần giai đoạn Điều giải thích sau: nhiệt độ môi trường giai đoạn này(15-20oC) thấp so với giai đoạn đầu (25-35oC) nên bèo tây sinh trưởng chậm Kết Hình Hình cho thấy, hiệu suất khử BOD5 COD đạt cao (7080% BOD5 80- 88% COD), nồng độ chất ô nhiễm hữu sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải QCVN 62:2016/BTNMT, cột B Hình cho thấy khả loại bỏ TSS cao ổn định suốt thời gian thử nghiệm, nồng độ TSS đầu vào có tăng Sau qua bể lọc dịng chảy đứng, nồng độ TSS giảm 50% so với đầu vào Đây ưu điểm sử dụng bãi lọc trồng dòng chảy đứng Việc giữ lại chất rắn lơ lửng bề mặt bãi lọc đứng giúp cho trình phân hủy chất nhiễm hữu diễn điều kiện hiếu khí xảy nhanh phát sinh mùi điều kiện khơng có oxy bên vật liệu lọc Việc giải thích hiệu suất xử lý BOD5 COD bể lọc dòng chảy đứng cao so với bể lọc dòng chảy ngang Hiệu suất khử TSS đạt từ 82-85%, nồng độ TSS sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải QCVN62:2016/BTNMT, cột A 350 BOD5, mg/L 300 BODvào1 250 BODra2 200 BODra3 150 BODra4 100 QCVN62, C t B 50 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Th i gian, tu n Hình Biến động nồng độ BOD5 đầu từ bể xử lý theo thời gian vận hành Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Soá 1,2&3-2020 105 COD, mg/L Kết nghiên cứu KHCN 800 700 600 500 400 300 200 100 CODvào CODra2 CODra3 CODra4 QCVN62, c t B 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Hình Biến động nồng độ COD đầu từ bể xử lý theo thời gian vận hành TSS, mg/L 250 200 TSSvào TSSra2 150 TSSra3 100 TSSra4 50 QCVN62, C t A 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Hình Biến động nồng độ TSS đầu từ bể xử lý theo thời gian vận hành 3.2 Hiệu suất xử lý tổng nitơ nước thải Hình cho thấy, giai đoạn đầu (6 tuần đầu), nồng độ TN đầu bể lọc dòng chảy đứng (Bể 2) dòng lọc chảy ngang (Bể 3) giảm dần theo thời gian vận hành, sau trì ổn định hết thời gian thử nghiệm Trong đó, giai đoạn đầu (11 tuần đầu), nồng độ TN đầu bể thực vật thủy sinh (Bể 4) giảm mạnh theo thời gian, sau đó, tăng dần hết thời gian vận hành Điều giải thích sau: tuần tiếp theo, nhiệt độ môi trường 15-20oC thấp so với 106 nhiệt độ môi trường giai đoạn đầu ( 20-35oC) nên bèo tây sinh trưởng hơn, dẫn đến hiệu suất giảm Hiệu suất khử TN đạt từ 76-85% 3.3 Hiệu xử lý tổng phốt nước thải Hình cho thấy, nồng độ TP đầu bể lọc dòng chảy đứng giảm nhanh tuần đầu, sau không đổi hết thời gian thử nghiệm Đối với bể lọc dòng chảy ngang TP nước thải đầu tuần đầu giảm nhanh tương đối ổn định từ tuần Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 TN, mg/L Kết nghiên cứu KHCN 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 TNvào TNra2 TNra3 TNra4 QCVN 62, C t A 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Th i gian, tu n TP, mg/L Hình Biến động nồng độ TN đầu từ bể xử lý theo thời gian vận hành 16 14 12 10 TP1 TP2 TP3 TP4 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Th i gian, tu n Hình Biến động nồng độ TP đầu từ bể xử lý theo thời gian vận hành đến tuần 11, sau sau có tăng chậm theo thời gian vận hành Trong nồng độ TP nước thải đầu sau hồ thực vật biến động lớn theo theo gian vận hành Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng lớn đến hiệu suất xử lý TP: nhiệt độ môi trường thấp bèo tây sinh trưởng chậm, làm giảm khả hấp thu phốt nước Kết Hình rằng, TP loại bỏ chủ yếu bể lọc dòng chảy đứng bể lọc dịng chảy ngang Điều giải thích phần lớn phốt có nước thải dạng hữu dạng vơ khơng hịa tan, chúng bị giữ lại qua lớp vật liệu lọc, TP lại nước thải đầu bể chủ yếu đạng hòa tan Chỉ phần phốt dạng hòa tan thực vật bể lọc (2 3) hấp thu tích tụ vào sinh khối chúng Cịn bể thực vật thủy sinh nổi, phốt loại bỏ chủ yếu thơng qua q trình hấp thu chúng vào sinh khối bèo, nên hiệu suất bể thấp so với bể Hiệu suất khử TP chung đạt từ 90- 95% Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2020 107 Kết nghiên cứu KHCN IV KẾT LUẬN Hệ thống xử lý nước thải sử dụng cơng nghệ sinh thái bể lọc trồng dịng chảy đứng kết hợp bể lọc dòng chảy ngang hồ thủy sinh để xử lý nước thải cho làng nghề chăn ni bị sữa phân tán quy mơ pilot 12m3/ngày xử lý hiệu chất ô nhiễm hữu dinh dưỡng nước thải: Hiệu suất xử lý BOD đạt từ 70-80%, COD đạt 80-88%, TSS đạt 82 - 84%, TN đạt 74- 86% vàTP đạt 90-95% Chất lượng nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải QCVN62:2016/BTNMT, cột A Đối với hệ thống xử lý nước thải công nghệ sinh thái sử dụng thực vật nhiệt độ mơi trường có ảnh hưởng tới hiệu suất xử lý chất ô nhiễm Đối với hồ thực vật sử dụng bèo tây, hiệu suất xử lý đạt cao nhiệt độ môi trường ≥ 20oC giảm mạnh nhiệt độ