3. Nội dung nghiên cứu
1.6.2. Điều kiện kinh tế xã hội
a. Dân số
Theo số liệu thống kê mới nhất, dân số trung bình trên địa bàn thành phố Hà Nội năm 2017 là 7.654,8 nghìn người, chiếm 8% dân số cả nước trong đó, dân số thành thị là 3.764,1 nghìn người, chiếm 49,2% và tăng 1,7% so năm 2016; dân số nông thôn là 3.890,7 nghìn người, chiếm 50,8% và tăng 1,8%.[7]
Mật độ dân số trung bình là 2.279 người/km2, dân cư phân bố không đều, tốc độ đô thị hóa phát triển tương đối nhanh, mật độ dân số tập trung tại các quận khá cao (mật độ dân số trung bình của 12 quận là 11.220 người/km2, trong đó cao nhất là quận Đống Đa 42.171 người/km2, thấp nhất là quận Long Biên 4.840 người/km2
), cao gấp 4,9 lần so mật độ dân số trung bình toàn Thành phố.
Sự phát triển dân số qua các năm:
Bảng 1.8 : Sự phát triển dân số của thành phố Hà Nội qua các năm
Đơn vị tính: 1.000 người Năm 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Dân số toàn thành 6617,9 6779,3 6957,3 7128,3 7265,6 7390,9 7522,6 7661,0 Thành phố 2816,5 2880,6 2958,1 3024,6 3573,7 3629,5 3699,5 3770,0 Nông thôn 3801,4 3898,7 3999,2 4103,7 3691,9 3761,4 3823,1 3891,0 Tốc độ gia tăng dân số 2,2 2,4 2,6 2,5 1,9 1,7 1,8 1,8 (Nguồn: [7])
b/ Tăng trƣởng và chuyển dịch cơ cấu kinh tế
Cục Thống kê Hà Nội cho biết, năm 2017 tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) theo giá so sánh tại Hà Nội tăng 8,5% so cùng kỳ năm 2016. Các ngành dịch vụ là nhóm ngành thế mạnh của Hà Nội, có đóng góp cao vào mức tăng chung, tiếp tục
duy trì tốc độ tăng trưởng khá là 8,7%, đóng góp 4,9 điểm phần trăm vào mức tăng chung. Tổng mức lưu chuyển hàng hóa và doanh thu dịch vụ năm 2017 tăng 11,3% so cùng kỳ, trong đó, bán lẻ và doanh thu dịch vụ tăng 11,2%. Năm 2017 du lịch cũng đạt được những kết quả khả quan, lượng khách du lịch đến Hà Nội đạt trên 13,7 triệu lượt khách, tăng 10% so cùng kỳ.
Chuyển dịch cơ cấu kinh tế ngành của Thủ đô năm 2017 nhìn chung phù hợp, theo hướng tăng tỷ trọng ngành dịch vụ (từ 57,28% năm 2016 lên 57,63% năm 2017) và ngành công nghiệp xây dựng (từ 29,69% năm 2016 lên 29,7% năm 2017); giảm tỷ trọng nông nghiệp (từ 3,22% năm 2016 xuống 2,84% năm 2017). Tổng thu ngân sách Nhà nước trên địa bàn thành phố đạt 207.628 tỷ đồng, bằng 101,4% dự toán do Hội đồng nhân dân thành phố giao và tăng 15,7% so thực hiện năm 2016. Trong đó, thu từ hoạt động xuất nhập khẩu đạt 17.988 tỷ đồng, đạt 104,6 dự toán và tăng 10,9%; thu nội địa đạt 187.640 tỷ đồng, đạt 101% dự toán và tăng 16,1%.
CHƢƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và thời gian nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
- Chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên địa bàn thành phố Hà Nội - Khí nhà kính phát sinh từ các công nghệ xử lý CTRSH khác nhau. Phạm vi nghiên cứu: Trên địa bàn thành phố Hà Nội
Việc lấy mẫu phân tích thành phần, hệ số phát sinh chỉ trong phạm vi các khu dân cư, không tính đến phát sinh công cộng.
Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 4/2018 đến tháng 12/2018.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp
Phương pháp này được thực hiện dựa trên việc kế thừa, tổng hợp và phân tích các tài liệu, tư liệu, số liệu, thông tin từ kết quả của các báo cáo, các tổ chức có liên quan đến nội dung đề tài một cách có chọn lọc theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu. Đó là các tài liệu thu thập được từ các cơ quan cấp Thành phố, UBND thành phố Hà Nội, từ sở Tài nguyên môi trường, sở Xây dựng. Thu thập số liệu nghiên cứu có liên quan về hiện trạng phát sinh, xử lý CTR và công tác quản lý của chính quyền địa phương trên địa bàn thành phố Hà Nội.
2.3.2. Phƣơng pháp khảo sát thực địa
Thực hiện khảo sát trên địa bàn các quận, huyện của thành phố Hà Nội để từ đó xác định vị trí lấy mẫu. Khảo sát thực địa các khu vực nhà máy xử lý, bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt trên đại bàn thành phố Hà Nội để thu thập thông tin thực tế về tình trạng hoạt động, công suất, thời gian vận hành, thời gian lấp đầy, công nghệ xử lý.
2.3.3. Phƣơng pháp điều tra, phỏng vấn
Điều tra thực tế, phỏng vấn những người trực tiếp liên quan đến vấn đề nghiên cứu phục vụ tìm hiểu số lượng hộ dân, nhân khẩu hiện có trên địa bàn lấy mẫu.
2.3.4. Phƣơng pháp xác định hệ số và thành phần CTRSH phát sinh.
Thành phố Hà Nội gồm 12 quận, 17 huyện và 1 thị xã với lượng dân cư đông, CTRSH hàng ngày phát sinh lớn, đề tài nghiên cứu tiến hành khảo sát lấy mẫu tại 06 địa điểm: 03 địa điểm thuộc vực nội thành và 03 địa điểm tại khu vực ngoại thành. Các vị trí, địa điểm lấy mẫu đại diện cho các khu vực có điều kiện kinh tế khác nhau, đặc điểm dân cư sinh sống khác nhau. Các vị trí khảo sát bao gồm:
Khu vực nội thành
+ Vị trí 01 (Q. NTL): tại ngõ 98, đường Trần Văn Giáp, phường Cầu Diễn, quận Nam Từ Liêm. Khu vực có 76 hộ dân với 319 nhân khẩu sinh sống. Toàn tuyến không có hoạt động kinh doanh buôn bán, dân cư sinh sống dọc 2 bên tuyến đường, điểm thu mẫu đại diện cho khu vực quận mới của thành phố Hà Nội
+ Vị trí 02 (Q.CG): ngõ 58, đường Trần Bình, phường Mai Dịch, quận Cầu Giấy. Khu vực có 60 hộ dân với 228 nhân khẩu, toàn tuyến có dân cư sinh sống 2 bên đường và cửa hàng kinh doanh nhỏ, điểm thu mẫu diện cho khu vực quận đang phát triển cho thành phố Hà Nội.
+ Vị trí 03 (Q.ĐĐ): phố Hàng Cháo, phường Cát Linh, quận Đống Đa. Khu vực có 73 hộ dân với 306 nhân khẩu, đây là quận lõi nội thành Hà Nội, toàn tuyến đường giao thông có dân sinh sống, có hoạt động kinh doanh trên toàn tuyến. Khu vực ngoại thành
+ Vị trí 04 (H.ĐP): ngõ Hòa Bình, thôn Bãi Tháp, xã Đồng Tháp, huyện Đan Phượng. Khu vực có 103 hộ dân với 556 nhân khẩu. Toàn tuyến không có hoạt động kinh doanh buôn bán, dân cư sinh sống dọc 2 bên tuyến đường. Điểm thu mẫu đại diện cho khu vực huyện vùng ven đô Hà Nội.
+ Vị trí 05 (H.PX): xóm Cổng Làng, thôn Vĩnh Hạ, xã Khai Thái, huyện Phú Xuyên. Khu vực có 86 hộ dân với 473 nhân khẩu. Toàn tuyến không có hoạt động kinh doanh buôn bán, dân cư thuần nông. Điểm thu mẫu đại diện cho khu vực huyện cách xa nội thành Hà Nội.
+ Vị trí 06 (H.HĐ): xóm 10, xã Vân Canh, huyện Hoài Đức. Khu vực có 95 hộ dân với 370 nhân khẩu. Toàn tuyến có hoạt động kinh doanh buôn bán nhỏ lẻ, dân cư phát triển. Điểm thu mẫu đại diện cho khu vực huyện sát nội thành Hà Nội, kinh tế phát triển.
Hình 2.1 Vị trí khu vực lấy mẫu
Thời gian lấy mẫu liên tục 7 ngày từ thứ 2 đến chủ nhật. Quy trình thu thập số liệu, xác định hệ số phát sinh chất thái rắn sinh hoạt được mô tả cụ thể như Hình 2.2
Sau đó sử dụng phương pháp ¼ để phân loại thành phần vật lý của mẫu, các bước được thực hiện như sau:
Dụng cụ:
Cân đồng hồ loại to 100kg. Túi đựng rác chuyên dụng
Phương tiện phòng hộ cá nhân: găng tay, khẩu trang, dao, kéo, xẻng, xô... Các bước tiến hành:
Tiến hành lấy mẫu rác tại xe rác vừa thu gom tại khu vực nghiên cứu.
Dùng kéo, dao rạch các túi nilon chứa rác có kích thước lớn để đảm bảo rác được trộn đều nhất.
Dùng xẻng trộn đều mẫu rác thải và đánh đống theo hình nón (Hình 2.3).
Mặt bên Nhìn từ trên xuống
Hình 2.3. Phƣơng pháp đánh đống chất thải theo hình nón
Chia hình nón thành 4 phần đều nhau và lấy 2 phần chéo nhau (A + D) hoặc (B + C) nhập 2 phần với nhau và trộn đều (Hình 2.3);
Chia mỗi phần chéo đã phối thành hai phần bằng nhau, sau đó lại lấy ra ở mỗi đống ½ phần để phân loại thành phần vật lý (Hình 2.4). Khối lượng mẫu rác thải chưa qua xử lý cần thiết cho phân loại thành phần vật lý là 50kg. Đối với thành phần rác thải có kích thước lớn, có thể dùng dao, kéo để chia nhỏ với mục đích đảm bảo tính khách quan trong quá trình phân loại.
Dùng các túi nilon có dán nhãn để chứa các mẫu phân loại. Sau khi phân loại xong, cân khối lượng các mẫu phân loại để tính tỷ lệ thành phần của mẫu tại vị trí lấy mẫu.
Trộn 1 1/2 1/4
2.3.5 Phƣơng pháp tính tải lƣợng khí nhà kính phát sinh
Hiện nay trên thế giới có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để tính tải lượng các loại khí thải phát sinh từ các công nghệ xử lý chất thải rắn. Đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp của IPCC 2006 (ủy ban biến đổi khí hậu của Liên Hiệp Quốc) để tính toán vì phù hợp với thực tế và số liệu điều tra của đề tài.
Các loại khí nhà kính tính toán trong nghiên cứu được lựa chọn theo hợp phần chất thải của Ủy ban liên chính phủ năm 2006 (IPCC, 2006).
a. Phát thải khí nhà kính từ các bãi chôn lấp
Phương pháp tính toán phát thải của IPCC 2006 tính phát thải Mê tan dựa trên lý thuyết phân rã bậc nhất (First Oder Decay - FOD). Phương pháp này giả thiết rằng các thành phần rác chứa C hữu cơ có thể phân hủy (Degradable Organic Carbon - DOC) sẽ phân hủy chậm trong nhiều năm (hàng chục năm), và trong suốt quá trình đó CH4 và CO2 được hình thành. Nếu trong điều kiện ổn định, tỷ lệ lượng khí CH4 sinh ra chủ yếu phụ thuộc lượng Các bon của rác tích lũy trong ô chôn lấp.
Phát thải CH4 từ các bãi chôn lấp được quản lý (các bãi chôn lấp hợp vệ sinh) và các bãi không được quản lý diễn ra trong thời gian tương đối dài, từ vài chục năm đến cả 100 năm sau khi chất thải được thải bỏ vào bãi chôn lấp. Sự phát thải CH4 được sinh ra từ bãi chôn lấp năm 2017 bao gồm chất thải được thải bỏ năm 2017 và các năm trước đó.
Cách tính toán thực hiện theo các bước sau:
Ước tính số lượng chất thải rắn sinh hoạt tại Thành phố Hà Nội được thải bỏ hàng năm trong quá khứ.
Xác định giá trị MCF bằng cách xem xét tình trạng quản lý của các bãi chôn lấp.
Xác định các thông tin về số liệu thành phần chất thải.
Xác định số lượng chất thải được thải bỏ vào mỗi bãi chôn lấp trong năm nghiên cứu (2017).
Phát thải CH4={Σx[MSWx×L0(x)×((1-e-k)×e–k(t–x))]-R(t)}×(1-0X) (1) Trong đó:
Phát thải CH4 : (tấn CH4/năm)
MSWx : Tổng chất thải rắn thải bỏ vào bãi chôn lấp tại năm x (tấn/năm) L0 : Tiềm năng sinh khí mêtan (công thức 2)
R(t) : Mêtan được thu hồi và thải bỏ trong năm kiểm kê (tấn CH4/năm) OX : Hệ số oxy hóa
x : Năm mở cửa hoặc năm đầu tiên của số liệu có sẵn
k : Hằng số tốc độ sinh mêtan, hằng số này liên quan đến thời gian để DOC trong chất thải phân hủy một nửa khối lượng chất thải ban đầu (chu kì bán dã)
t : Năm kiểm kê
Hệ số phát thải
Là tiềm năng sinh khí mêtan và được xác định theo hướng dẫn của IPCC năm 2006: Tiềm năng sinh khí mêtan:
Công thức 2: L0 = MCF × DOC DOCf × F ×16/12 (2) LO : Tiềm năng sinh khí mêtan
MCF : Hệ số hiệu chỉnh mêtan dựa theo loại bãi chôn lấp đối với năm thải bỏ chất thải rắn (bãi chôn lấp được quản lý, không được quản lý….)
Được quản lý = 1,0
Không được quản lý (chiểu sâu ≥ 5m) = 0,8 Không được quản lý (chiểu sâu < 5m) = 0,5 Chưa được phân loại = 0,6
DOC : Cacbon hữu cơ có thể phân hủy trong năm thải bỏ (tấn C/tấn chất thải) xem công thức (3)
DOCf : Tỷ lệ của DOC có thể phân hủy (điều này phản ánh rằng một số cacbon hữu cơ là không thể phân hủy)
F : Tỷ lệ mêtan trong khí bãi rác
16/12 : Tỷ lệ khối lượng phân tử mêtan và cacbon
Công thức 3: DOC = (0,15 x A) + (0,2 x B) + (0,4 x C) + (0,43 x D) + (0,24 x E) + (0, 15 x F) (3)
Trong đó:
Ký hiệu Diễn giải Giá trị mặc định IPCC A Tỷ lệ rác thải thực phẩm 0,08 – 0,20 B Tỷ lệ chất thải vườn 0,15-0,20 C Tỷ lệ giấy 0,36-0,45 D Tỷ lệ gỗ 0,39-0,46 E Tỷ lệ vải 0,20-0,40 F Tỷ lệ tã lót 0,15-0,2 (Nguồn: [22])
b. Phát thải khí nhà kính từ xử lý CTRSH bằng biện pháp ủ phân Compost
Compost là quá trình phân hủy hiếu khí phần lớn lượng C hữu cơ có thể phân hủy (DOC) trong chất thải rắn thành khí CO2. Tuy nhiên, khí CH4 hình thành một phần do quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra trong đống ủ khi không được cấp đủ Oxy. Lượng khí Mê tan phát thải ra môi trường do quá trình này chiếm khoảng xấp xỉ 1 đến vài phần trăm của lượng C trong chất thải (số liệu được trích dẫn bởi IPCC 2006). Quá trình này cũng sinh ra khí N2O và khí này phát thải khoảng từ 0,5% đến 5% (IPCC 2006) lượng N trong chất thải rắn.
Khí CH4, N2O phát sinh trong quá trình ủ sinh học được tính theo công thức sau:
Công thức 4: Phát thải CH4 = ∑i(Mi x EF_CH4i) x 10-3 – R (4) Công thức 5: Phát thải N2O = ∑i(Mi x EF_ N2O i) x 10-3 (5) Trong đó:
Phát thải CH4 : Tổng phát thải CH4 (tấn/năm) Phát thải N2O : Tổng phát thải N2O (tấn/năm)
Mi sinh học i (kg/năm)
EF_CH4i : Hệ số phát thải CH4 đối với loại xử lý i (CH4/ kg chất thải được xử lý)
EF_ N2O i : Hệ số phát thải N2O đối với loại xử lý i (N2O/ kg chất thải được xử lý)
i : Loại phương pháp xử lý: Composting hoặc phân hủy kỵ khí
R : Tổng số lượng CH4 được thu hồi trong năm kiểm toán (tấn/năm)
c. Phát thải khí nhà kính từ xử lý CTRSH bằng biện pháp đốt
Phát thải từ lò đốt hoặc đốt lộ thiên chất thải được tính toán bằng cách nhân số liệu hoạt động với hệ số phát thải. Trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài chỉ tính toán lượng phát thải khí nhà kính bằng lò đốt còn đốt lộ thiên không tính do không có số liệu.
Phát thải CO2 không có nguồn gốc từ sinh học do quá trình đốt chất thải.
Công thức 6: Phát thải CO2 = m × Σi(WFi × dmi × CFi × FCFi × OFi) × (44/12). (6)
Trong đó:
Phát thải CO2 : Tổng phát thải từ quá trình đốt chất thải rắn (tấn/năm)
m : Khối lượng chất thải được đốt bằng lò đốt hoặc đốt lọ thiên (tấn/năm)
WFi : Tỷ lệ thành phần loại chất thải i dmi : Hàm lượng chất khô của chất thải i
CFi : Tỷ lệ cacbon theo khối lượng khô của chất thải i
FCFi : Tỷ lệ cacbon hóa thạch trong thành phần cacbon của loại chất thải i OFi : Hệ số oxy hóa của loại chất thải i
i : Loại chất thải có trong chất thải rắn được đốt bằng lò đốt hoặc đốt lộ thiên như giấy, bìa catton, vải, thực phẩm, gỗ, chất thải vườn, tã lót, cao su …..
Phát thải CH4 từ việc đốt chất thải
Công thức 7: Phát thải CH4 = Σi(IWi×EF_ CH4i)
Phát thải N2O từ việc đốt chất thải
Công thức 8: Phát thải N2O = Σi(IWi×EF_N2Oi)
Trong đó:
Phát thải CH4 : Tổng phát thải CH4 (tấn/năm) Phát thải N2O : Tổng phát thải N2O (tấn/năm)
IWi : Lượng chất thải rắn loại i, được đốt bằng lò đốt hoặc đốt lộ thiên (tấn/năm)
EF_ CH4 : Hệ số phát thải CH4 để xử lý loại chất thải i (g CH4/tấn chất thải loại i)
EF_ N2Oi : Hệ số phát thải N2O để xử lý loại chất thải i (gN2O/tấn chất thải loại i)
i : Phân loại hoặc loại chất thải được đốt bằng lò đốt hoặc đốt lộ thiên , cụ thể: MSW (chất thải rắn đô thị)
Đối với phát thải từ hoạt động đốt chất thải, số liệu hoạt động là lượng chất thải rắn đô thị được đốt. Vì những số liệu này là những số liệu cụ thể của từng nhà máy nên những số liệu này được thu thập từ chủ các cơ sở đốt.
Số liệu về lượng chất thải được đốt lộ thiên không có sẵn nên trong đề tài không tính đến.
2.3.6. Phƣơng pháp xác định khối lƣợng phát sinh trong tƣơng lai