0 50 100 150 200 250 300 350 HN2 HD5 HP3 Nồng độ (ng/g) Địa điểm lấ y m ẫu
Hàm lƣợng HCB trong tro thải
0 20 40 60 80 100 TN4 TN5 HD4 HD6 HD7 HN1 HN3 HN4 ND1 ND2 h àm lƣợng (ng/ g)
Địa điểm lấy mẫu
Dựa vào hình 3.15 và hình 3.16. Cho thấy, nồng độ HCB trong xỉ thải thấp nhất tại điểm HD7 (2,79 ng/g) và cao nhất tại điểm HD4 (89,3 ng/g) và trong tro thải thấp nhất tại điểm HP3 (1,50 ng/g) và cao nhất tại HN2 (326 ng/g)
HCB được phát thải khơng chủ định từ q trình nhiệt của các hoạt động cơng nghiệp như: luyện kim, luyện kim màu và đốt các loại rác thải sinh hoạt. Đối với mẫu tro lị đốt của các hoạt động cơng nghiệp (IF), hàm lượng HCB trong trong xỉ thải phát hiện được trong khoảng 13,5 ng/g đến 33,3 ng/g ở trong mẫu lò nấu Nhôm (ND1, ND2) tương đương với hàm lượng HCB được tìm thấy trong mẫu tro xỉ từ 10,7 ng/g - 50,9 ng/g trong nghiên cứu của Nie và cộng sự (2012) [18] tại 2 lò tái chế mảnh kim loại ở 2 thành phố Ningbo và Taizhou, Trung Quốc. Các lị đốt của các hoạt động cơng nghiệp như sản xuất gạch (TN1), sản xuất gang (TN2), sản xuất Nhiệt điện (HP4) hay lị nấu Đồng (ND3) thì đều khơng phát hiện ra hàm lượng HCB.
Đối với các lò đốt rác thải sinh hoạt (DWI), hàm lượng HCB phát hiện được trong mẫu xỉ thải nằm trong khoảng từ 3,57 ng/g đến 87,9 ng/g. Hàm lượng HCB phát hiện thấp nhất tại Thái Nguyên và cao nhất tại Hải Dương.
Đối với các lị đốt rác thải cơng nghiệp (IWI) trong nghiên cứu này, hàm lượng HCB phát hiện được trong mẫu xỉ thải nằm trong khoảng 17,6 ng/g đến 89,3 ng/g, cao nhất là ở Hải Dương và thấp nhất là ở Hà Nội. Đối với mẫu tro thải, hàm lượng được tìm thấy trong mẫu tại Hà Nội (HN2) là 326 ng/g.
Đối với 2 lò đốt rác thải y tế (MWI) được khảo sát, hàm lượng HCB trong mẫu xỉ thải được phát hiện nằm trong khoảng 2,79 ng/g tại Hải Dương đến 11,9 ng/g tại Hà Nội.
Hình 3.17. o sánh hàm lượng HCB trong các loại lò đốt
So sánh hàm lượng HCB dựa vào hình 3.17 cho thấy HCB trong lị đốt rác thải cơng nghiệp > lò đốt rác thải sinh hoạt > hoạt lị đốt của các hoạt động cơng nghiệp> lị đốt rác thải y tế.
Toàn bộ các nguyên liệu được sử dụng để đốt trong các lò đốt đã khảo sát đều chứa cacbon (C) dạng cao phân tử như than, cacbon trong các hợp chất vơ cơ như khí CO...(sử dụng cho q trình luyện thép), cacbon trong các hợp chất hữu cơ (trong rác thải sinh hoạt), hợp chất chứa clo dùng trong tẩy trắng giấy, trong rác thải sinh hoạt...vì vậy HCB được tạo thành theo cơ chế Denovo và điều kiện đốt cháy và sự có mặt hay khơng các xúc tác vơ cơ (đồng, lưu huỳnh …) trong vật liệu đốt có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành hợp chất này [15,20].
3.3. Tính tốn hệ số phát thải HCB
Một số thông tin cơ bản về hoạt động của các lò đốt rác thải sinh hoạt, lò đốt phục vụ cho các hoạt động công nghiệp và hệ số phát thải của HCB tính theo cơng thức (6) trong mục 2.4.3 được liệt kê trong bảng 3.9 dưới đây.
0 50 100 150 200 250 300 350
IF IWI DWI MWI
NĐ2 HN2 HD6 HN3
Hàm
lƣợng (ng/
g)
Bảng 3.9. Một số thơng tin cơ bản về các loại lị đốt và hệ số phát thải của HCB Vị trí Vị trí lấy mẫu Loại hình lị đốt Loại mẫu Lƣợng xỉ thải và tro thải tạo thành của lò khi hoạt động (kg/giờ)
Cơng suất của lị (tấn/giờ) Hệ số phát thải HCB (µg/tấn) TN3 DWI Xỉ thải 42 0,45 30,9 TN4 DWI Xỉ thải 42 0,45 684 TN5 DWI Xỉ thải 456 5,0 326 HD1 IWI Xỉ thải 60 0,65 5460 HD4 IWI Xỉ thải 47 0,5 8380
HD5 IWI Tro thải 2 0,5 208
HD6 DWI Xỉ thải 127 1,3 8580
HD7 MWI Xỉ thải 18 0,2 251
HN1 IWI Xỉ thải 279 3,1 1590
HN2 IWI Tro thải 12 3,1 1260
HN3 DWI Xỉ thải 290 3,0 2050
HN4 MWI Xỉ thải 55 0,5 1220
ND1 IF Xỉ thải 7,5 0,08 1260
ND2 IF Xỉ thải 7,5 0,08 3120
HP3 IF Tro thải 5 1,2 6,26
Từ bảng 3.9 cho thấy, hệ số phát thải dao động rất lớn giữa các loại lò đốt, đối với đối với HCB hệ số phát thải của mẫu tro thải trong khoảng 6,26 µg/tấn đến 1260 µg/tấn và xỉ thải từ 30,9 µg/tấn đến 8580 µg/tấn. Trong nghiên cứu này hệ số phát thải của HCB trong xỉ thải lớn hơn tro thải khá nhiều.
Từ bảng 3.9 cho thấy hệ số phát thải HCB trong các lò đốt rác thải sinh hoạt (DWI), các lị đốt rác thải cơng nghiệp (IWI), lị đốt trong các hoạt động cơng nghiệp (IF), lò đốt rác thải y tế (MWI) lần lượt tương ứng trong khoảng 30,9 µg/tấn đến 8580
µg/tấn; 208 µg/tấn đến 8380 µg/tấn; 6,26 µg/tấn đến 3120 µg/tấn; 251 µg/tấn đến 1220 µg/tấn. Từ những số liệu trên cho thấy hệ số phát thải HCB trong các lị đốt rác thải cơng nghiệp và sinh hoạt lớn hơn trong các lị đốt trong các hoạt động cơng nghiệp và y tế khoảng 7 lần. So sánh với hệ số phát thải của HCB trong các lò đốt rác thải sinh hoạt khi nghiên cứu 20 lò đốt rác thải tại Trung Quốc và Mexico trong khồng 24 - 1300 µg/tấn [25] thì hệ số phát thải của HCB tương ứng trong nghiên cứu này cao hơn hẳn (30,9 µg/tấn đến 8580 µg/tấn).
Bên cạnh đó hệ số phát thải của HCB trong các lò đốt rác thải cao hơn các lị đốt trong hoạt động cơng nghiệp khoảng từ 2 đến trên 100 lần tương ứng với xỉ thải và tro thải. Tuy nhiên với tính chất nhẹ mịn của tro thải, nên khi tro thải được phát tán vào khơng khí thì sẽ gây ra sự ơ nhiễm trên diện rộng lớn hơn so với xỉ thải, vì vậy nguy cơ ô nhiễm HCB trên một khu vực rộng là rất cao. Và một vấn đề khác đặt ra là lượng xỉ thải chứa hàm lượng HCB cao khi xả vào môi trường sẽ gây ra nguy cơ ô nhiễm HCB rất cao. Do đó cần có những nghiên cứu sâu hơn nữa về sự phát thải HCB từ các loại lò đốt tại Việt Nam để từ đó đưa ra các biện pháp quản lý an tồn cho sự phát thải của loại hợp chất UPOPs này.
3.4 Đánh giá sơ bộ về khả năng rủi ro đến môi trƣờng của HCB
Trong nghiên cứu này hàm lượng HCB phát sinh khơng chủ đích được nghiên cứu chủ yếu từ hoạt động của một số các lò đốt chất thải, một số hoạt động công nghiệp như sản xuất Gang, Gạch, Nhiệt điện và một số lị nấu đúc Nhơm, Đồng thủ công. Do vậy khả năng lượng HCB từ lị đốt chất thải có thể đi vào mơi trường là từ chất thải rắn( tro và xỉ thải). Từ kết quả tính tốn hệ số phát thải có thể tính tốn sơ bộ được lượng HCB có khả năng phát thải vào mơi trường dựa vào công thức:
Phát thải (HCB) = Hệ số phát thải x Khối lƣợng chất thải đem đốt
Bảng 3.10. Lượng phát thải hàng năm của HCB (g/năm) Vị trí lấy mẫu Loại hình lị đốt Loại mẫu Chất thải đem đốt (tấn/năm) Hệ số phát thải HCB (µg/tấn) Lƣợng phát thải hàng năm (g/năm) TN3 DWI Xỉ thải 1310 30,9 0,04 TN4 DWI Xỉ thải 1310 684 0,89 TN5 DWI Xỉ thải 39600 326 12,9 HD1 IWI Xỉ thải 5620 5460 30,7 HD4 IWI Xỉ thải 4320 8380 36,2
HD5 IWI Tro thải 4320 208 0,90
HD6 DWI Xỉ thải 11200 8580 96,4
HD7 MWI Xỉ thải 1730 251 0,43
HN1 IWI Xỉ thải 24800 1590 39,2
HN2 IWI Tro thải 24800 1260 31,2
HN3 DWI Xỉ thải 23800 2050 48,7
HN4 MWI Xỉ thải 3960 1220 4,83
ND1 IF Xỉ thải 422 1260 0,53
ND2 IF Xỉ thải 422 3120 1,32
HP3 IF Tro thải 10400 6,26 0,06
Kết quả lượng HCB phát thải hàng năm (bảng 3.10) so sánh với bảng 1.2 tại các nguồn rác thải đô thị, rác thải nguy hại, rác thải y tế, trong một số hoạt động cơng nghiệp trên tồn cầu tương ứng cho thấy lượng phát thải HCB tại một số tỉnh ở Việt Nam so với trên thế giới còn khá nhỏ và có khả năng chưa gây ảnh hưởng nhiều đến mơi trường.
Mặc dù với lượng phát thải của HCB khơng chủ đích nhỏ như vậy nhưng vẫn có thể khả năng gây ảnh hưởng khơng tốt đến mơi trường mà chưa thể kiểm sốt được . Do đó cần có các biện pháp nhằm kiểm sốt sự phát thải HCB khơng chủ đích ra mơi
trường nhằm giảm thiểu một cách tối đa những ảnh hưởng không tốt đến môi trường.
Một số biện pháp nhằm kiểm sốt phát thải HCB ra mơi trƣờng[1]
Để giảm thiểu phát thải HCB phát sinh khơng chủ định từ các lị đốt chất thải thông thường và chất thải nguy hại, các biện pháp sau có thể được sử dụng:
- Phân loại chất thải: loại bỏ các chất thải tạo ra HCB khi đốt để từ đó giảm thiểu HCB phát sinh.
- Sử dụng các phương pháp xử lý khác thay thế cho phương pháp đốt: do HCB phát sinh chủ yếu từ phản ứng hóa học ở nhiệt độ cao nên việc sử dụng các phương pháp xử lý chất thải thay thế cho phương pháp đốt sẽ làm giảm lượng HCB phát sinh vào môi trường.
- Kiểm sốt q trình đốt: đảm bảo điều kiện đốt tối ưu nhằm giảm thiểu lượng HCB phát sinh.
- Biện pháp xử lý cuối đường ống: Áp dụng các kỹ thuật xử lý khí thải phù hợp để xử lý HCB có trong khí thải.
KẾT LUẬN
Qua quá trình tiến hành đánh giá sự phát thải của HCB trong tro lò đốt của các hoạt động cơng nghiệp, đề tài có một số kết luận sau:
1. Đã khảo sát lại được các điều kiện tối ưu cho q trình tách chiết và phân tích mẫu trên thiết bị GC-ECD, cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân tích HCB trong mẫu tro. Hiệu suất thu hồi của q trình phân tích trong khoảng 91% đến 116% và độ chính xác tương đối (%CV) của phương pháp phân tích là 12,2% với HCB.
2. Đã phân tích, đánh giá hàm lượng HCB trong mẫu thực tế tại một số lò đốt rác thải sinh hoạt,công nghiệp, y tế, thuộc các tỉnh Hải Dương, Hà Nội, Thái Nguyên, Hải Phòng và lị đốt phục vụ cho q trình sản xuất cơng nghiệp bao gồm sản xuất Gạch – Thái Nguyên, sản xuất Gang – Thái Nguyên, sản xuất nhiệt điện – Hải Phịng, lị thủ cơng nấu Nhơm, Đồng – Nam Định. Hàm lượng HCB trong khoảng từ 2,79 ng/g đến 89,25 ng/gcho các mẫu xỉ thải và khoảng 1,50 ng/g đến 326 ng/g trong mẫu tro thải.
3. Đã tính tốn sơ bộ hệ hệ số phát thải của mẫu tro thải trong khoảng 6,26 µg/tấn đến 1260 µg/tấn và xỉ thải từ 30,9 µg/tấn đến 8580 µg/tấn.
4. Đã đưa ra một vài đánh giá sơ bộ về mức độ rủi ro đến môi trường làm tiền đề cho việc đánh giá rủi ro đến môi trường sau này.
KIẾN NGHỊ
Kết quả nghiên cứu của đề tài này cho thấy có sự ơ nhiễm HCB từ q trình đốt cháy của các lị đốt cơng nghiệp. Với những đặc tính độc hại của một hợp chất U- POPs, việc kiểm kê phát thải HCB là rất cần thiết nhằm đánh giá mức độ rủi ro đến mơi trường cũng như con người. Vì vậy, học viên đề xuất tiếp tục đánh giá mức độ phát thải HCB từ hoạt động đốt cháy để có bộ dữ liệu tin cậy về mức độ phát thải hợp chất này ra mơi trường từ đó xây dựng hệ số phát thải nhằm kiểm kê phát thải HCB tại Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bộ tài nguyên và Môi trường (2014), Hướng dẫn kỹ thuật – Kiểm kê, đánh giá rủi ro đối
với môi trường do phát thải các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy phát sinh không chủ định từ hoạt động sản xuất công nghiệp, Hà Nội.
2. Nguyễn Thị Huệ, Hoàng Nam, Phạm Hải Long, Vũ Văn Tú, Nguyễn Thị Hà Giang (2015), “Xác định hàm lượng PeCB trong chất thải của lị đốt cơng nghiệp”, Tạp chí phân tích
Hóa, Lý và Sinh học , Tập 20, số 1/2015.
3. Nguyễn Đức Hưng, Nguyễn Hoàng Đức, Nguyễn Trường Huynh (2014), “Nghiên cứu, xây dựng bộ hệ số phát thải phục vụ kiểm sốt khí thải đối với một số ngành cơng nghiệp chính ở Việt Nam”, Tạp chí Mơi trường - ố chuyên đề Khoa học Công nghệ/2014.
Tiếng Anh
4. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (2015), Toxicological Profile for Hexachlorobenzene, Public Health Service, USA.
5. Alice, D., Gerhard, L., Jana, K., & Ivan, H. (2008), “Kosetice, Czech Republic - ten years of air pollution monitoring and four years of evaluating the origin of persistent organic pollutants”, Environmental Pollution, 156, 403-408.
6. Bailey R, E. (2000), “Global hexachlorobenzene emissions”, Chemosphere,43,167-182. 7..Barber JL., Sweetman AJ., vanWijk D (2005), “Hexachlorobenzene in the global
environment: Emissions, levels, distribution, trends and processes”, Science Total Environment, 349(1-3), 1-44.
8. Frank, W. (2003), “Assessing the potential of persistent organic chemicals for long-range transport and accumulation in polar regions”, Environmental Science & Technology, 37, 1344-1351.
9. Goldey ES., Taylor DH. (1992), “Developmental neuro toxicity following premating maternal exposure to hexachlorobenzene in rats”, Neurotoxicol Teratol, 14,15-21.
10. Gouin, T., Mackay, D., Jones, K.C., Harner, T., & Meijer, S.N.(2004), “Evidence for the „„grasshopper‟‟ effect and fractionation during long-range atmospheric transport of organic contaminants”, Environment Pollution ,128, 139-148.
11. Liu, G., Liu, W., Cai, Z., & Zheng, M.(2013), “Concentrations, profiles, and emission factors of unintentionally produced persistent organic pollutants in fly ash from coking processes”, Journal of Hazardous Materials, 261, 421-426.
12. Liu, G., Zheng, M., Liu, W., Wang, C., Zhang, B., Gao, L., et al.(2009), “Atmospheric emission of PCDD/Fs, PCBs, Hexachlorobenzen, and Pentaclobenzen from the coking industry”, Environmental Science & Technology, 43, 9196-9201.
13. Liu, W., Li, H., Tao, F., Li, S., Tian, Z., & Xie, H.(2013), “Formation and contamination of PCDD/Fs, PCBs, PeCBz, HxCBz and polychlorophenols in the production of 2,4-D products”, Chemosphere, 92, 304-308.
14. Liu, W., Tao, F., Zhang, W., Li, S., & Zheng, M.(2012), “Contamination and emission factors of PCDD/Fs, unintentional PCBs, HxCBz, PeCBz and polychlorophenols in chloranil in China”, Chemosphere, 86, 248-251.
15. Mi, Y., Xiaodong, L., Tong, C., Shengyong, L., Jianhua, Y., & Kefa, C.(2010), “Effect of temperature and oxygen on the formation of chlorobenzen as the indicator of PCDD/Fs”, Journal of Environmental Science, 22, 1637-1642.
16. Nguyen Thi Hue, Nguyen Thi Thu Thuy, Nguyen Hoang Tung (2015), “Polychlorinated benzenes and Polychlorinated biphenyls in ash and soil from several industrial areas in North Vietnam: residue concentrations, profiles and risk assessment”,
Environmental Geochemistry and Health, ISSN 0269-4042.
17. Nie, Z., Liu, G., Liu, W., Zhang, B., & Zheng, M.(2012), “Characterization and quantification of unintentional POP emissions from primary and secondary copper metallurgical processes in China”, Atmospheric Environment, 57, 109–115.
18. Nie, Z., Zheng, M., Liu, G., Liu, W., Lv, P., Zhang, B., et al(2012), “A preliminary investigation of unintentional POP emissions from thermal wire reclamation at industrial scrap metal recycling
parks in China”, Journal of Hazardous Materials, 215–216, 259–265.
19. Nie, Z., Zheng, M., Liu, W., Zhang, B., Liu, G., Su, G., et al.(2011), “Estimation and characterization of PCDD/Fs, dl-PCBs, PCNs, HxCBz and PeCBz emissions from magnesium metallurgy facilities in China”, Chemosphere, 85, 1707-1712.
20. Schwarz, G., & Stieglitz, L. (1992), “Formation of organohalogen compounds in fly ash by metal-catalyzed oxidation of residual carbon”, Chemosphere, 25, 277-282.
21. Takaoka, M., Liao, P., Takeda, N., Fujiwara, T., & Oshita, K.(2003),“The behavior of PCDD/Fs, PCBs, chlorobenzens and chlorophenols in wet scrubbing system of municipal solid waste incinerator”, Chemosphere, 53, 153-161.
22. Tian, B., Huang, J., Wang, B., Deng, S., & Yu, G. (2012), “Emission characterization of unintentionally produced persistent organic pollutants from iron ore sintering process in China”, Chemosphere, 89, 409-415.
23. Wang MJ, Jones KC (1994), “Behaviour and fate of chlorobenzenes (CBs) introduced into soil–plant systems by sewage sludge application”, Chemosphere, 28(7), 1325–
1360.
24. Yoshio, A., Shinichi, N., & Yoshio, I., (1997), “Comparative study on formations of polychlorinated dibenzo-p-dioxins, polychlorinated dibenzofurans and related compounds in a fluidized bed solid waste incinerator using long term used sand and fresh sand”, Chemosphere, 34, 791-799.
25. Zhang, T., Fiedler, H., Yu, G., Ochoa, G., Carroll Jr., W., Gullett, B., et al. (2011),