Sân bay Đà Nẵng là một trong những khu vực ô nhiễm dioxin đƣợc nghiên cứu và khảo sát từ rất sớm.Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ (USAID) đã thực hiện nhiều trƣơng trình khảo sát, đánh giá môi trƣờng tại đây và đề xuất phƣơng án xử lý dioxin bằng công nghệ giải hấp nhiệt.
Đƣợc sự phê duyệt của Thủtƣớng Chính phủ Việt Nam năm 2011, USAID và Bộ Quốc phòng ViệtNam (BQP) cùng phối hợp thực hiện Dự án Xử lý Môi trƣờng tại Sânbay Đà Nẵng nhằm mục tiêu tẩy sạch dioxin và qua đó loại bỏ nguycơ phơi nhiễm dioxin cho cộng đồng xung quanh, đồng thời phát triểnnăng lực cho phía Việt Nam để có thể thực hiện các hoạt động xử lýtƣơng tự tại các khu vực khác ở Việt Nam.
Trong nghiên cứu này chúng tôi tiến hành phân tích hàm lƣợng dioxin trong các mẫu đất ở một số vị trị đã đƣợc đào xúc cho xử lý để khảo sát chất lƣợng đất tại khu vực này. Các mẫu khảo sát đƣợc lấy nhƣsơ đồ hình 3.6.
53 Kết quả phân tích đƣợc nhƣ sau:
Bảng 3.7. Kết quả phân tích mẫu đất tại khu vực bắc đường băng, sân bay Đà nẵng.
STT Tên mẫu Độ sâu (cm) Vĩ độ Kinh độ Loại đất (pg-TEQ/g) CALUX 1 DN-1 60-90 16.062821° 108.199208° Độ sâu 463 2 DN-2 60-90 16.063008° 108.199541° Độ sâu 437 3 DN-3 90-120 16.063034° 108.199966° Độ sâu ND 4 DN-4 90-120 16.063229° 108.200356° Độ sâu 392 5 DN-5 90-120 16.063540° 108.200337° Độ sâu ND 6 DN-6 90-120 16.063301° 108.200783° Độ sâu 157 7 DN-7 90-120 16.063481° 108.201164° Độ sâu ND 8 DN-8 90-120 16.063693° 108.200632° Độ sâu 348 9 DN-9 0-30 16.064231° 108.199125° Bề mặt 7596 10 DN-10 0-30 16.064266° 108.199636° Bề mặt 88 11 DN-11 0-30 16.064207° 108.199866° Bề mặt 3980 12 DN-12 0-30 16.064241° 108.200194° Bề mặt 328
Các mẫu lấy thuộc khu vực hồ Sen và phía bắc của hồ gần con đƣờng bao quanh của sân bay. Kết quả phân tích cho thấy trong tổng số 12 mẫu đất, số mẫu có nồng độ trên ~700pg-TEQ/g là 2/12 mẫu.
Hình 3.7. Biểu diễn vị trí đất bị nhiễm dioxin tại sân bay Đà Nẵng
Nồng độ dưới 1000 pg-TEQ/g Nồng độ trên 1000 pg-TEQ/g
54
Hai mẫu có nồng độ vƣợt ngƣỡng nằm ở khu vực phía bắc của hồ, gần với con đƣờng bao quanh của sân bay, khu vực này hiện chƣa đƣợc đào xúc. Các vị trí lấy mẫu từ DN1 đến DN8 là khu vực đã đƣợc đào lên và mang xử lý. Chúng tôi tiến hành khảo sát các mẫu ở vị trí này ở độ sâu 60-90cm và 90-120cm. Tại các vị trí này đất có hàm lƣợng <1000 pg-TEQ/g, điều đó cho thấy việc đào đất ở khu vực này đã hoàn tất cho xử lý.
3.3.ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM DIOXIN 3.3.1. Khu Pacer Ivy, Sân bay Biên Hòa
Vào năm 2007, dự án UNDP-Văn phòng 33 đã có các nghiên cứu về nhiễm độc CĐHH/Dioxin đƣợc tiến hành ở một số khu vực phía Tây và Tây nam đƣờng băng sân bay Biên Hòa. Kết quả cho thấy nhiễm độc không đáng kể tại khu vực phía Tây nam sân bay (30% mẫu lấy tại khu vực này cho thấy hàm lƣợng trên 1,000 pg-TEQ/g).Trong những năm tiếp theo, đã có nhiều nghiên cứu hơn về ô nhiễm dioxin tại khu vực PacerIvy. Tuy nhiên, để có thể đánh giá mức độ và khối lƣợng đất nhiễm để lập kế hoạch xử lý, cần phải tiến hành phân tích và đánh giá ô nhiễm tại khu vực này. Tính phức tạp của khu vực này là ở chỗ hàm lƣợng dioxin bề mặt không phản ánh đúng hàm lƣợng trong các lớp đất sâu. Điều này có thể do sự xáo trộn của đất bề mặt do các hoạt đông đào xới trong quá khứ. Do vậy cần thiết phải có một nghiên cứu, đánh giá sâu hơn nữa để đánh giá đúng thực trạng ô nhiễm dioxin tại đây.
Vào năm 2008, đây là đợt khảo sát lấy mẫu chính thức đầu tiên đƣợc tiến hành tại khu vực này trong sân bay Biên Hòa. Diện tích khu vực lấy mẫu là 150.000 m2, bao gồm một kho chứa bê tông. Ở phía Tây Nam của kho chứa là vùng vành đai dốc xuống hệ thống rãnh thoát nƣớc, lạch và ao nhỏ, ngƣời dân ở đây thƣờng nuôi và đánh bắt cá.Tại khu vực này, 11 mẫu đất đƣợc phân tích,kết quả lấy tại phía Tây của khu vực bị ô nhiễm ở chân dốc của đƣờng băng, có nồng độ dioxin cao (2000 và 22300 pg-TEQ/g), nồng độ trung bình khoảng 2582 pg-TEQ/g. Phần trăm của
55
TCDD trên tổng TEQ trong một số mẫu lớn hơn 90%, chứng tỏ chất độc da cam là nguồn gốc chính của ô nhiễm dioxin tại khu vực này.[40]
Năm 2011, Công ty Hatfield và Office 33 thực hiện nghiên cứu khảo sát với 46 mẫu đất bề mặt, 49 mẫu theo độ sâu tại khu vực Pacer Ivy.Kết quả phân tích cho thấy có tổng 34/95 mẫu có nồng độ ô nhiễm trên 1000 pg-TEQ/g (hình 3.8).
Hình 3.8. Phân bố giá trị nồng độ TEQ tại khu vực phía Tây/Pacer Ivy
(Màu vàng và đỏ: trên 1000pg-TEQ/g)
Trong nghiên cứu này, kết quả phân tích 25 lô lấy mẫu cho thấykhu vực phía Tây/ Pacer Ivy có những khu vực nhiễm độc dioxin khá nghiêm trọng. Nhiều lô lấy mẫu có nồng độ dioxin trong đất tăng lên cao hơn nhiều lần so với ngƣỡng nền. So với ngƣỡng xử lý dioxin (1,000 pg-TEQ/g), những lô đất bị nhiễm độc nặng phân bố nhiều xung quanh góc phía đƣờng biên phía Nam và Đông Nam (P4). Tại đây có những điểm lấy mẫu có hàm lƣợng dioxin cao cỡ vài trăm nghìn ppt nhƣ tại điểm BH-H6 là 224.938 pg-TEQ/g và BH-K7 là 614.250 pg-TEQ/g.
56
Từ những kết quả nghiên cứu trong nghiên cứu này và của Công ty Hatfield năm 2011, chúng tôi tiến hành đánh giá ô nhiễm dioxin theo độ sâu của đât. Kết quả khảo sát 3 vị trí lấy mẫu đƣợc mô tả trong hình 3.9.
Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn nồng độ phân bố theo chiều sâu của mẫu
Các kết quả khảo sát cho thấy sự phân bố theo độsâu của đất bị nhiễm độc dioxin rất phức tạp. Tại các điểm ô nhiễm, thông thƣờng ở nồng độ cao (trên 1000 pg-TEQ/g) có thể phân bố trong khoảng từ 60 tới 180cm, nhƣng tại một số địa điểm nhất định sự phân bố này có thể thay đổi và việc lấy mẫu khảo sát thêm khó có thể thực hiện đƣợc. Do đó, hiện tại chúng ta chƣa có cơ sở chắc chắn cho việc dự đoán
1600 42.6 49.4 60.2 78.5 94.3 41.4 1260 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0-30 30-60 60-90 90-120 120-150 150-180 180-210 73389 109791 318816 185142 19692 8129 224938 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 0-30 30-60 60-90 90-120 120-150 150-180 CORE H4 N ồng đ ộ Dioxin ( pg -T EQ /g ) CORE H6 cm cm
57
chiều sâu nhiễm độc tại khu vực này. Theo nghiên cứu của chúng tôi cùng với các nghiên cứu trƣớc đây, để đánh giá trung bình chúng tôi chỉtính tới đất bị niễm độc ở độ sâu khoảng 120cm, sẽ có khoảng 90.000 m3 đất nhiễm độc cần phải xử lý.
3.3.2. Sân bay Đà Nẵng
Sân bay Đà Nẵng là một trong những khu vực chịu ảnh hƣởng nặng nề về chất độc hóa học trong chiến tranh tại Việt Nam. Sân bay Đà Nẵng nằm trong thành phố Đà nẵng giữa khu dân cƣ đô thị đông đúc.
Dữ liệu từ những nghiên cứu thực hiện trong những năm 1997 đến năm 2010 do Ủy ban 10-80 của Bộ Y tế, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Bộ Quốc phòng, Văn phòng 33, Cơ quan Bảo vệ Môi trƣờng Hoa Kỳ (USEPA), Công ty Hatfeield Consultants, và Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ (USAID) cho thấy nồng độ dioxin trong các khu vực điểm nóng ở sân bay cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn quốc tế và Việt Nam về dioxin.
Theo thống kê của các bên liên quan, các điểm nhiễm bẩn dioxin tại sân bay chủ yếu nằm ở khu vực phía bắc đƣờng băng với diện tích ô nhiễm đƣợc ƣớc đoán nhƣ sau:
- Khu vực pha trộn và chuyển tải: 2 ha - Khu lƣu trữ cũ: 1,6 ha
- Mƣơng thoát nƣớc: gồm 0,9 ha bùn lắng ở mƣơng thoát nƣớc chính, các mƣơng thoát nƣớc phụ nhỏ và kênh thoát nƣớc từ hồ Sen tới hệ thống thoát nƣớc mƣa Đà Nẵng, 2,6 ha khu vực đất nhiễm bẩn hai bên mƣơng thoát nƣớc, 0,8 ha khu vực phía đông mƣơng thoát nƣớc.
- Hồ Sen và Khu ngập nƣớc phía đông: 8,5 ha
Khu phía nam là 0,3 ha diện tích thuộc khu vực lƣu trữ Pacer Ivy cũ.
Các nhà nghiên cứu cũng đã tính toán đƣợc khối lƣợng công việc xử lý đất ô nhiễm tại sân bay, các số liệu thống kê đƣợc mô tả trong bảng 3.8.[8]
58
Bảng 3.8. Các điểm nóng dioxin tại sân bay Đà Nẵng-Thể tích và diện tích đất ước lượng bị nhiễm bẩn dioxin
Điểm nóng Thể tích (m3) Diện tích (m2)
Pha trộn và chuyển tải 17.000 14.000
Khu vực lƣu trữ 11.000 17.000
Mƣơng thoát nƣớc 7.700 29.000
Khu phía đông mƣơng thoát nƣớc 850 5.900 Hồ Sen và khu ngập nƣớc phía đông 26.000 87.000
Khu lƣu trữ Pacer Ivy cũ 1.400 3.200
Tổng cộng 63.950 156.100
Trong nghiên cứu này chúng tôi phân tích 12 mẫu trong khu vực hồ Sen. Hiện nay khu vực này đã đƣợc đào xúc để xử lý và chúng tôi đã xác định đƣợc diện tích đất cần đào sâu thêm là khoảng 5000m2 đất với độ sâu khảo sát thêm 30cm (độ sâu xác định dựa trên nền đất đã đƣợc đào xúc).
3.4.ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM DIOXIN TRONG ĐẤT 3.4.1. Nguyên tắc cơ bản trong việc đề xuất giải pháp xử lý
Để lựa chọn giải pháp xử lýđất bị ô nhiễm dioxin tại các sân bay Biên Hòa và Đà Nẵng, chúng tôi căn cứ vào các tiêu chí cơ bản cho việc lựa chọn phƣơng pháp bao gồm:
- Công nghệ đề xuất phù hợp với điều kiện thực tiễn và có tính khả thi - Cải tạo môi trƣờng, khắc phục hậu quả do chất độc hóa học gây ra - Hiệu quả xử lý cao, không gây ô nhiễm môi trƣờng
59
Căn cứ vào những chỉ tiêu đề ra, chúng tôi tiến hành một quá trình sàng lọc lựa chọn phƣơng pháp xử lý tối ƣu nhất cho vấn đề xử lý đất ô nhiễm dioxin tại các khu vực nghiên cứu.
3.4.2. Lựa chọn công nghệ xử lý đất ô nhiễm dioxin
Có nhiều công nghệ có tiềm năng ứng dụng để xử lý đất ô nhiễm dioxin. Dựa trên các cơ sở thực tiễn, một quá trình sàng lọc lựa chọn công nghệ khả thi nhất đƣợc thực hiện. Quá trình này đƣợc đánh giá dựa trên tác động môi trƣờng, tính hiệu quả, tính khả thi và cả chi phí xử lý.
Trƣớc đây, Chƣơng trình phát triển Liên hợp quốc (UNDP) và BEM System Inc. (BEM) đã có những nghiên cứu xem xét những công nghệ có khả năng ứng dụng đối với xử lý ô nhiễm dioxin ở Việt Nam. Các nghiên cứu này đã chỉ ra một số công nghệ xử lý không phù hợp, tổng hợp các công nghệ đƣợc xem xét ứng dụng tại Việt Nam đƣợc mô tả trong bảng 3.9.[8]
Bảng 3.9. Sàng lọc công nghệ/phương pháp có tính khả thi áp dụng cho xử lý ô nhiễm dioxin tại Việt Nam
Công nghệ/phƣơng pháp Đƣợc áp dụng Tiêu chí không đáp ứng
Không hành động -
Tính hiệu quả-không đáp ứng các mục tiêu làm sạch, không xử lý đất nhiễm mà chỉ cô lập đất nhiễm trong một khoảng thời gian nhất định
Thiêu đốt không
Tính hiệu quả-cho thấy tồn tại lƣợng lớn dioxin trong khí thải, điều này có thể đƣợc giảm thiểu qua việc xử lý khí thải Tính khả thi-Việc xử lý khí thải phức tạp, có thể gây phát tán dioxin trong không khí
60
Bảng 3.9. Sàng lọc công nghệ/phương pháp có tính khả thi áp dụng cho xử lý ô nhiễm dioxin tại Việt Nam (tiếp)
Công nghệ/phƣơng pháp Đƣợc áp dụng Tiêu chí không đáp ứng Phân hủy dựa trên xúc
tác kiềm không
Tính khả thi-Cần một chi phí xử lý rất lớn, kèm theo các phụ phẩm đòi hỏi phƣơng án xử lý tiếp phức tạp
Giải hấp nhiệt có
Tính hiệu quả - Một số nghiên cứu tình huống có đủ tài liệu dẫn chứng cho thấy công nghệ này có thể xử lý đất bị ô nhiễm một cách hiệu quả
Cơ-hóa có
Tính hiệu quả - Một số nghiên cứu tình huống có đủ tài liệu dẫn chứng cho thấy công nghệ này có thể xử lý đất bị ô nhiễm xuống dƣới ngƣỡng ô nhiễm Tính khả thi - Chỉ cần đầu tƣ một nguồn vốn cho thiết bị ban đầu, có thể xử lý linh động, di chuyển khu vực xử lý bằng cách di chuyển các thiết bị xử lý
Chôn lấp thụ động có
Tính hiệu quả-chƣa xử lý triệt để đƣợc đất bị ô nhiễm dioxin, đây chỉ cách tạm thời ngăn chặn sự lây nhiễm của dioxin ra các khu vực xung quanh
Chôn lấp tích cực có
Tính hiệu quả-chƣa đƣợc áp dụng trên quy mô lớn để xử lý dioxin, chƣa đƣợc chứng minh khả năng xử lý dioxin một cách hiệu quả
61
Từ kết quả sàng lọc, đánh giá dựa trên các điều kiện về chi phí, tính khả thi và tính hiệu quả, và tình hình thực tiễn chúng tôi đề xuất hai phƣơng án xử lý đất bị ô nhiễm dioxin hiệu quả có thể áp dụng để xử lý ô nhiễm tại các khu vực mà chúng tôi nghiên cứu. Hai phƣơng án đƣợc đề xuất gồm công nghệ giải hấp nhiệt và công nghệ hóa cơ.
3.4.3. Công nghệxử lý đất ô nhiễm dioxin
1) Công nghệ giải hấp nhiệt
Các hợp chất dioxin đặc biệt có tính bền đối với việc xử lý vì chúng không phân chia ró rệt hoặc trong đất, khí, hoặc nƣớc ngầm từ đất. Tuy nhiên khi ở nhiệt độ cao, các hợp chất dioxin có thể thay đổi trạng thái rồi bị oxy hoá hoàn toàn hoặc bị nhiệt hoá thành than cốc tuỳ vào hàm lƣợng oxy hiện có. Dioxin còn sót trong pha nƣớc có thể bị tiêu huỷ thông qua sự thuỷ phân hoặc nhiệt phân có nƣớc ở nhiệt độ cao hơn.
Gần đây, công ty Terra Therm đã nghiên cứu phƣơng pháp khử hấp thu tại chỗ/trong mố (In-Situ/In-Pile Thermal Desorption-ISTD/IPTD). Phƣơng pháp này sử dụng nguồn nhiệt cao để tiêu hủy dioxin trong đất. Phƣơng pháp ISTD/IPTD ít tốn kém hơn, ít gây tác động xấu đến môi trƣờng và không ảnh hƣởng đáng kể đến các đặc tính của đất sau xử lý so với các phƣơng pháp xử lý đất bị ô nhiễm dioxin hiện hành khác. Phƣơng pháp này cũng đƣợc xử dụng để xử lý đất và bùn bị nhiễm các chất bẩn hữu cơ có độ bền cao, PCB và thuốc trừ sâu gốc hữu cơ chứa chlo khác.
Nguyên lý và đặc tính của công nghệ
Công nghệ này gồm hai giai đoạn khử hấp thu (desorption) và phân hủy các chất dioxin trong đất. Biểu đồ tiến trình đƣợc trình bày trong hình 3.10.
62
Hình 3.10. Sơ đồ tiến trình xử lý bằng công nghệ giải hấp nhiệt
Ở giai đoạn xử lý đất ô nhiễm, đất đƣợc nung nóng bằng thiết bị truyền nhiệt, các chất dioxin bị khử hấp thu ở nhiệt độ 325oC hoặc cao hơn trong đất nung. Đối với lƣợng dioxin còn dƣ hoặc không bị phân hủy sẽ đƣợc dẫn qua giếng truyền nhiệt –hút chân không, tại đây dioxin tiếp tục bị phân hủy trong vùng nhiệt độ cao xung quanh giếng truyền.
Ở giai đoạn xử lý khí phát sinh, dioxin ở trạng thái khí đƣợ xử lý trong thiết bị oxy hóa ở nhiệt độ trên 900oC, sau đó nhiệt độ đƣợc giảm nhanh qua bộ phận trao đổi nhiệt để ngăn chặn sự tái tổng hợp của các chất dioxin. Dioxin và các hợp chất bị phân hủy đƣợc hấp thu qua lớp than hoạt tính và khí sạch đƣợc thoát ra qua một quạt hút để giữ hệ thống ở áp suất âm và thoát ra ống xả.
<Tiêu chuẩn môi trƣờng (<1000 ppt TEQ) Đất bị ô nhiễm dioxin Làm nóng Khử hấp thu Dịch chuyển Thổi khí vào Xử lý đất Hoàn tất xử lý Làm nguội
Nhiệt độ tối thiểu 325oC Xử lý đất ô nhiễm
Dioxin phân hủy 95-99% dƣới bề mặt
Oxy hóa nhiệt
Cacbon hoạt tính
Xả ra
Xử lý khí phát sinh Xử lý khí thải
Trao đổi nhiệt