Chương 15: Bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Chia sẻ: Nguyen Loan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:148

Thêm vào BST

Báo xấu

1.720
lượt xem 505
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vì không được quản lý và kiểm soát rác ở những bãi rác hở:(1) làm phát sinh nước rác và khí (được gọi là nước rò rĩ và khí bãi rác) có thể làm ô nhiễm môi trường, (2) được xem là nơi sinh sản của các động vật và vi sinh vật gây bệnh Ngoài ra , nếu chôn lấp mà không được kiểm soát, chất thải rắn cũng sẽ gây ra nhiều nguy cơ khác đối với sức khoẻ cộng đồng và đối với môi trường. Vì công nghệ tương đối đơn giản khá linh hoạt, chôn lấp hợp vệ sinh có ngh...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 15: Bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Chương 15: BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH 15.1 GIỚI THIỆU Vì không được quản lý và kiểm soát rác ở những bãi rác hở:(1) làm phát sinh nước rác và khí (được gọi là nước rò rĩ và khí bãi rác) có thể làm ô nhiễm môi trường, (2) được xem là nơi sinh sản của các động vật và vi sinh vật gây bệnh Ngoài ra , nếu chôn lấp mà không được kiểm soát, chất thải rắn cũng sẽ gây ra nhiều nguy cơ khác đối với sức khoẻ cộng đồng và đối với môi trường. Vì công nghệ tương đối đơn giản khá linh hoạt, chôn lấp hợp vệ sinh có nghĩa là chôn lấp chất thải rắn khó kiểm soát, được xem là phương pháp quản lý việc thải bỏ chất thải rất phù hợp đối với các nước đang phát triển. Chôn lấp hợp vệ sinh giúp hạn chế sự tiếp xúc của con người và môi trường với các ảnh hưởng có hại của chất thải rắn bị đổ bỏ trên mặt đất.Thông qua chôn lấp hợp vệ sinh, chất thải được tập trung vào 1 khu vực được thiết kế cẩn thận sao cho sự tiếp xúc giữa chất thải và môi trường giảm đáng kể.Nhờ vậy, cho phép kiểm soát chặt chẽ nước rò rĩ và khí bãi rác, và giới hạn khả năng tiếp xúc của các sinh vật truyền bệnh( ví dụ như loài gặm nhấm, ruồi…) với chất thải [1-3]. Tuy nhiên, hoạt động chôn lấp hợp vệ sinh nên được thực hiện cùng lúc với chiến lược quản lý chất thải rắn hiện đại khác, chú trọng giảm bớt lượng rác thải, tái chế rác thải và phát triển bền vững . Hiện nay tiến hành và hoạt động chôn lấp hợp vệ sinh ở các nước đang phát triển gặp nhiều khó khăn nghiêm trọng do thiếu tài liệu chuyên môn đáng tin cậy dành riêng cho hoàn cảnh cụ thể của các nước này cũng như vốn đầu tư không đủ nguồn nhân lực có đầy đủ kiến thức chuyên môn.Trong chương này, tác giả đã cố gắng hổ trợ một phần kiến thức chuyên môn bằng cách đưa ra các lý giải mô tả về các công nghệ và quy trình đã được thực tế chứng minh là thích hợp. Chương này cũng đã lý giải những nguyên tắc cơ bản và hướng dẫn cách thức áp dụng công nghệ vào thực tế.Chương sách cung cấp một tài liệu cơ bản để thiết kế và tiến hành một bãi chôn lấp hợp vệ sinh đầy đủ các đặc điểm kĩ thuật.Trong đó chú trọng đến các công nghệ và các hoạt động vận hành cơ bản có thể thực hiện được và thích hợp với các điều kiện ở các nước đang phát triển.Tất cả vấn đề nêu ra ở đây đủ khái quát cho phép chúng vừa phù hợp với những điều kiện công nghiệp hoá cao có thể thấy ở các thành phố lớn, cũng như điều kiện công nghiệp hoá thấp hơn ở các khu dân cư nhỏ và lớn. 15.2 NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN 15.2.1 Định nghĩa: Tất cả các định nghĩa “bãi chôn lấp hợp vệ sinh”(“sanitary landfill”) đều nói sự tách riêng rác khỏi môi trường cho đến khi rác không còn độc hại thông qua các quá trình sinh học , hóa học, và vật lý tự nhiên.Sự khác nhau chủ yếu giữa 1
các định nghĩa khác nhau là mức độ và phương pháp được sử dụng để tách riêng rác thải, cũng như là các yêu cầu trong quan trắc và đóng cửa bãi chôn lấp và bảo dưỡng bãi rác sau thời gian hoạt động chôn lấp. Ở các nước công nghiệp mức độ cách ly yêu cầu hoàn toàn hơn so với các nước đang phát triển. Và dĩ nhiên, nếu các nước đang phát triển muốn tách riêng rác thải hoàn toàn hơn sẽ cần những biện pháp phức tạp và tốn kém Để trở thành bãi chôn lấp hợp vệ sinh, bãi rác phải thoã mãn 3 điều kiện tổng quát nhưng cơ bản sau: • Rác trong bãi phải được đầm nén • Hằng ngày rác phải được che phủ( bằng đất hoặc các vật liệu khác) để tránh không bị môi trường bên ngoài ảnh hưởng. • Kiểm soát và ngăn ngừa những tác động xấu đến sức khoẻ cộng đồng và môi trường( chẳng hạn như mùi , làm nguồn nước cấp bị ô nhiễm…) Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển ,nếu đòi hỏi bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải thoã mãn hết các yêu cầu chi tiết trên có thể không thực tế về mặt kĩ thụât cũng như kinh tế. Bởi vậy, mục tiêu ngắn hạn là đáp ứng đến mức tối đa có thể những yêu cầu quan trọng trong điều kiện kinh tế và tài chính cho phép. Mục tiêu dài hạn là dần dần thoả mãn hết tất cả các yêu cầu cụ thể trong thiết kế và trong điều kiện vận hành. Chỉ đến khi bãi chôn lấp thoả mãn hết yêu cầu cụ thể thì, các lợi ích của bãi chôn lấp hợp vệ sinh mới có thể thấy rõ.Trong đó yêu cầu quan trọng nhất là ngăn chặn những tác động xấu đến sức khoẻ cộng đồng và môi trường. Những vấn đề về thiết kế cơ bản và hoạt động vận hành bãi chôn lấp hợp vệ sinh thể hiện thông qua các tác động ra bên ngoài bãi chôn lấp và qua việc đáp ứng 3 yêu cầu cơ bản được minh hoạ trong hình 15-1 Hình 15-1. Schematic diagram of basic aspects of a sanitary landfill 15.2.2 Quy hoạch bãi chôn lấp Trong chương này, quy hoạch là tập hợp các thông tin về loại , khối lượng , tỷ lệ phát sinh , và tính chất của chất thải được cho phép chôn lấp ở bãi chôn 2
lấp.Thu thập các thông tin này là điều kiện tiên quyết có cơ sở thiết kế và phát triển một bãi chôn lấp một cách có hiệu quả và có hiệu lực.Ví dụ như có kiến thức về các thành phần rác thải dự kiến sẽ được chôn lấp ở bãi chôn lấp, sẽ giúp nhận thức được khả năng có thể thực hiện được việc tái sinh và tái sử dụng một số thành phần rác thải nhất định.Thật ra nên lưu ý rằng giả thiết đặt ra ở đây là giải pháp giảm bớt lượng rác thải và tái chế rác thải là các lựa chọn được ưa thích hơn , và chôn lấp chỉ thực hiện khi 2 biện pháp vừa nêu ra không thực hiện được và chôn lấp được dự kiến là giải pháp dành để chôn lấp những chất thải còn lại sau khi thu hồi, tái sinh và tái chế. 15.3 CÁC QUÁ TRÌNH DIỄN RA TRONG BÃI CHÔN LẤP: Các quá trình vật lý ,hóa học và sinh học sẽ được nói đến trong phần này.Trong 3 quá trình , quá trình sinh học có lẽ là quan trọng nhất .Tuy nhiên quá trình sinh học lại chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các quá trình vật lý và hoá học.Trong phần cuối cùng của phần này sẽ bàn thêm một số hệ quả của cả 3 loại quá trình 15.3.1 Quá trình vật lý - physical : Nói chung , những phản ứng quan trọng trong bãi chôn lấp thường thuộc 1 trong 3 dạng chính sau:nén ép (“compaction” hay “compression”) , phân rã (“dissolution”) , và bám hút bề mặt (“sorption”) . Bởi hiện tượng sụt lún (“settlement”) luôn đi kèm với nén ép , nên hai hiện tượng này thường được nói chung với nhau . Tương tự , hiện tượng phân rã và di chuyển đến nơi khác cũng có những liên quan chặt chẽ nhau, mặc dù mối quan hệ chúng không cùng một mức độ như ở hiện tượng nén ép và sụt lún . Nói chung tất cả những thành phần trong bãi chôn lấp đều bị chi phối bởi 3 hiện tượng nói trên . Nén ép là hiện tượng diễn ra liên tục bắt đầu bởi 1 phương tiện đầm nén, và giảm kích thước của các phần tử, và vẫn tiếp tục sau khi rác đã nằm trong bãi chôn lấp. Rác tiếp tục bị nén là do tải trọng của rác và do trọng lượng của lớp đất che phủ. Đầm nén đất và những hạt nhỏ khác phần nào đó có tác dụng cố kết do sự ép co của đất làm giảm hệ số rỗng (Kehew 1998). Kết quả cuối cùng của hiện tượng nén ép là sự sụt lún của bãi chôn lấp đã hoàn thành .Hiện tượng sụt lún này là hiện tượng sụt lún vật lý, xảy ra bên cạnh hiện tượng sụt lún khác bị gây ra bởi những loại phản ứng khác( ví dụ như do sự mất mát khối lượng vì các phản ứng hoá học và sinh học. Lượng nước xâm nhập vào bãi chôn lấp đóng một vai trò rất quan trọng trong những phản ứng vật lý. Nước là môi trường để phân rã những chất có thể hoà tan trong nước và giúp vận chuyển những chất không phản ứng. Những chất không phản ứng bao gồm cả những hạt vô sinh và hữu sinh. Kích thước hạt thay đổi từ kích thước siêu hiển vi trong chất keo đến có tiếc diện vài milimét. Trong một bãi chôn lấp tiêu biểu, chất thải rắn với đa dạng các thành phần và các kích thước hạt tạo ra những điều kiện cho phép quá trình bám hút bề mặt 3
diễn ra trong quy mô rộng, sự bám hút bề mặt hay còn gọi là quá trình hấp phụ được hiểu là sự gắn các phân tử lên một bề mặt. Là một hiện tượng vật lý, bám hút bề mặt là một trong những quá trình quan trọng bởi vì nó giữ cố định lại những chất hữu cơ và vô cơ có khả năng gây ra những tác động có hại nếu thoát ra môi trường bên ngoài. Trong đó, nó giữ vai trò rất lớn giúp ngăn chặn các nguồn gây bệnh (“viruses”) và những mầm bệnh (“pathogens”) cũng như một số chất hoá học. Tuy nhiên, hấp phụ có một số hạn chế nhất định, một trong những hạn chế đó là vấn đề lưu giữ chất bị hấp phụ bao lâu. Có một hoặc vài nhân tố có thể làm thay đổi thời gian lưu giữ chất hấp phụ. Ví dụ như các quá trình phân huỷ sinh học và hoá học xảy ra ở nơi diễn ra hiện tượng bám hút bề mặt. Hấp thụ (“absorption”) là một hiện tượng vật lý khác xảy ra trong bãi chôn lấp. Nó rất quan trọng vì quá trình hấp thụ giữ lại những chất ô nhiễm hoà tan bằng cách giữ nước, chất vận chuyển những chất ô nhiễm và những hạt lơ lửng ra khỏi bãi chôn lấp. Qúa trình hấp thụ là quá trình các chất được lấy đi thông qua hiện tượng mao dẫn. Khả năng hấp thụ của rác thải đô thị trong bãi chôn lấp phần lớn là do hàm lượng cenllulose có trong chúng. Tuy nhiên, cần phải hiểu rằng, trừ khi bãi chôn lấp được xây dựng trên bãi đất khô cằn, ở tất cả các bãi chôn lấp cuối cùng tất cả các chất có thể hấp thụ chất khác trong bãi chôn lấp đều trở nên bão hoà. Như vậy, sự hấp thụ chỉ được xem là một cách trì hoãn tạm thời khi không mong muốn các chất ô nhiễm thoát ra bên ngoài. 15.3.2 Quá trình hoá học : Ôxi hoá là một trong hai dạng phản ứng hoá học chủ yếu trong bãi chôn lấp. Dĩ nhiên, mức độ phản ứng ôxi hoá rất hạn chế, bởi vì những phản ứng này phụ thuộc vào sự hiện diện của ôxi giữ lại trong bãi chôn lấp khi xây dựng và vận hành bãi chôn lấp. Trong quá trình ôxi hoá , kim loại sắt là thành phần có khả năng bị ảnh hưởng nhiều nhất. Dạng phản ứng hoá học thứ hai chủ yếu bao gồm những phản ứng xảy ra do sự có mặt của các acid hữu cơ và cacbon dioxide ( CO2 ) hoà tan trong nước, được tổng hợp từ các quá trình sinh học. Phản ứng với các acid hữu cơ và cacbon dioxide hoà tan thường là các phản ứng của kim loại và các hợp chất của kim loại với các acid. Sản phẩm của những phản ứng này phần lớn là ion kim loại và muối tồn tại trong nước rò rĩ của bãi chôn lấp. Những acid gây ra sự hoà tan và từ đây giải phóng ra các chất trở thành nguồn gây ô nhiễm. Sự hoà tan cacbon dioxide làm giảm chất lượng nước , đặc biệt khi có mặt của Ca và Mg. 15.3.3 Các quá trình sinh học: Ý nghĩa quan trọng của các phản ứng sinh học trong bãi chôn lấp là nhờ vào hai kết quả như sau của các phản ứng. 4
• Ổn định thành phần chất hữu cơ có trong rác thải và nhờ vậy sẽ loại trừ khả năng gây ảnh hưởng của chúng. • Chuyển hoá phần lớn các chất có chứa cabon và protein thành khí, cho phép giảm bớt đáng kể khối lượng và thể tích thành phần hữu cơ. Ở điểm thứ hai, cần phải nhớ rằng một phần các nguyên tố dinh dưỡng trong chất thải được chuyển hoá thành chất nguyên sinh của vi khuẩn (“microbial protoplasm”). Sau cùng , khi vi khuẩn chết đi chất nguyên sinh này sẽ bị phân huỷ và do vậy nó là một nguồn dự trữ cho sự phân huỷ trong tương lai. Thành phần hữu cơ dễ phân huỷ trong MSW gồm đủ loại thành phần chất thải có trong bãi chôn lấp có khả năng bị phân huỷ sinh học. Chúng bao gồm rác thực phẩm , giấy , và sản phẩm của giấy, và các loại “sợi tự nhiên” ( bao gồm sợi có nguồn gốc động vật hoặc thực vật). Sự phân huỷ sinh học có thể xảy ra trong tình trạng hiếu khí hoặc kị khí. Cả hai quá trình hiếu khí và kị khí thường diễn ra tuần tự trước sau trong một bãi chôn lấp, trong quá trình phân huỷ hiếu khí xảy ra trước quá trình phân huỷ kị khí. Mặc dù cả hai quá trình phân huỷ sinh học này đều quan trọng , nhưng phân huỷ kị khí gây ra những ảnh hưởng lớn hơn và lâu dài hơn thể hiện thông qua đặc trưng bãi chôn lấp. 15.3.3.1 Sự phân huỷ hiếu khí- Aerobic decomposition : Phần lớn quá trình phân huỷ xảy ra ngay sau khi rác được chôn là hiếu khí .Tình trạng hiếu khí tiếp diễn cho đến khi tất cả oxi trong các khe hở giữa các hạt không còn nữa. Giai đoạn hiếu khí diễn ra tương đối ngắn và phụ thuộc vào độ đầm nén chất thải, cũng như phụ thuộc vào độ ẩm vì độ ẩm chiếm chỗ của không khí trong các khe hở của hạt.Vi khuẩn hoạt động trong suốt giai đoạn này bao gồm vsv hiếu khí bắt buộc và một số vsv hiếu khí tuỳ nghi. Bởi vì những sản phẩm cơ bản cuối cùng của quá trình phân huỷ hiếu khí sinh học là “tro” ,CO2 và H2O, tác động có hại cho môi trường trong suốt giai đoạn phân huỷ hiếu khí là rất nhỏ.Và mặc dù những sản phẩm phân huỷ trung gian có thể bay hơi, và khả năng gây ô nhiễm thường thấp. 15.3.3.2 Sự phân huỷ kị khí- Anaerobic decomposition : Bởi vì nguồn oxy trong bãi chôn lấp sớm cạn kiệt, hầu hết chất hữu cơ dễ phân huỷ cuối cùng sẽ bị phân huỷ kị khí.Quá trình phân huỷ kị khí sinh học tương tự như quá trình phân huỷ kị khí bùn thải .Các vi khuẩn tham gia vào quá trình phân huỷ kị khí bao gồm : vi khuẩn kị khí tuỳ nghi và vi khuẩn kị khí bắt buộc. Không may, những sản phẩm phân huỷ kị khí có thể gây ra tác động bất lợi vào môi trường nếu không có biện pháp quản lý chúng một cách cẩn thận . Những sản phẩm phân huỷ có thể phân loại thành hai nhóm chính: những acid hữu cơ dễ bay hơi và khí .Hầu hết những acid có mùi khó chịu và các acid béo mạch ngắn . Ngoài những phản ứng hóa học với những thành phần khác acid còn là cơ chất cho vi khuẩn cho vi khuẩn tạo ra khí mêthane. Hai khí chủ yếu sinh ra là khí mêthan ( CH4 ) và CO2 . Những khí ở dạng vết là hydrogen sulphide ( H2S ) ,hydrogen ( H2 ) và nitrogen ( N2 ) .Vấn đề phát 5
sinh khí bãi rác , quản lý và thu hồi chúng trong bãi chôn lấp được thảo luận trong phần khác của chương này. 15.3.3.3 Những nhân tố môi trường - Environmental factors : Bản chất, tốc độ, và mức độ của các quá trình phân huỷ sinh học trong bãi chôn lấp bị ảnh hưởng lớn bởi những nhân tố môi trường có ảnh hưởng lên tất cả các hoạt động của vsv . Bản chất của quá trình phân huỷ sinh học quyết định bản chất của những sản phẩm của quá trình phân huỷ trong những thông số , tốc độ phân huỷ quyết định khoảng thời gian cần thiết phải giám sát bãi chôn lấp sau khi chấm dứt hoạt động và thời gian cần thiết để quá trình phân huỷ ổn định hoàn toàn trước khi đưa bãi chôn lấp đã hoàn thành vào sử dụng lại cho dù mục đích sử dụng lại là cho giải trí, làm nông nghiệp, xây dựng hoặc những mục đích khác. Một trong những cách thức ảnh hưởng của quá trình phân huỷ đến việc sử dụng lại bãi chôn lấp đã hoàn tất là thông qua những ảnh hưởng của nó trên tốc độ và mức độ sụt lún (giảm độ cao) , trong đó sụt lún là cản trở chủ yếu trong việc sử dụng lại bãi chôn lấp đã hoàn tất. Sự sụt lún sẽ tiếp tục cho đến khi sự phân huỷ sinh học bên trong bãi chôn lấp xảy ra hoàn toàn. Vì vậy, tốc độ phân huỷ càng cao vị trí xây dựng bãi chôn lấp càng sớm được sử dụng lại. Rất nhiều các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đã được tiến hành từ hơn 5-10 năm qua để đẩy nhanh sự phân hủy sinh học của chất thải bên trong bãi chôn lấp. Những nhân tố chính ảnh hưởng đến sự phân huỷ trong bãi chôn lấp thông thường là độ ẩm , nhiệt độ, và hàm lượng chất dinh dưỡng cho vi khuẩn tiêu thụ và độ bền của chất thải trước sự tấn công của vi khuẩn . Nếu độ ẩm ở 55% - 60% hoặc thấp hơn , nó sẽ trở thành yếu tố hạn chế sự phân huỷ trong bãi chôn lấp , bởi vì hoạt động của vi khuẩn bị ức chế tăng dần khi độ ẩm rơi xuống thấp hơn mức 55%.Trên thực tế, hoạt động của vsv dừng hẳn khi độ ẩm ở 12% vậy.Vì vậy,có thể hiểu rằng quá trình phân huỷ dĩên ra rất chậm trong những bãi chôn lấp xây dựng ở vùng khô cằn . Hoạt động của đa số các vi khuẩn tăng khi nhiệt độ tăng tới giới hạn là 400C . Đối với một vài lọai vi khuẩn giới hạn trên của nhiệt độ thậm chí khoảng từ 550C-650C .Bởi vì nhiệt độ trong những vùng nhiệt đới thì thuận lợi hơn, quá trình phân huỷ chất thải diễn ra trong những khu vực này có thể nói là nhanh hơn và ở mức độ cao hơn. Nói về chất dinh dưỡng , loại rác nào có đặc tính chứa nhiều chất dễ bị phân huỷ có thể xem là lý tưởng về mặt sinh học. Rác dễ phân huỷ bao gồm những loại rác như rác vườn màu xanh ( “green crop debris” ) , rác từ việc chuẩn bị thực phẩm ( food preparation waste ) , rác chợ , phân của người và động vật .Rất dễ tìm thấy các hỗn hợp vật liệu phân huỷ lý tưởng ở những nước đang phát triển trong khu vực nhiệt đới ẩm. 15.3.4 Khối lượng riêng chất thải trong bãi chôn lấp và sự sụt lún 15.3.4.1 Khối lượng riêng - Density : 6
Các thông tin về khối lượng riêng của rác thô đã được thảo luận trong phần khác của tài liệu.Trong các yếu tố ảnh hưởng hoặc quyết định khối lượng riêng của chất thải trong bãi chôn lấp ( ờ đây dùng từ “in-place” nghĩa là khối lượng riêng của rác sau khi được đổ xuống và đầm nén trong bãi chôn lấp ) gồm có thành phần cấu tạo của rác và những quy trình vận hành. Diễn tiến sụt lún của toàn bộ khối chôn lấp xảy ra như là những hệ quả của sự phân huỷ và do tải trọng chất thải đè nặng xuống. Do ảnh hưởng của sự sụt lún , khối lượng riêng của chất thải liên tục gia tăng . Trong một bãi chôn lấp vận hành theo đúng kích thước chất thải ở vị trí tương đối sâu có thể có khối lượng riêng ở mức 900 kg/m 3 trong khi đối với bãi chôn lấp được đầm nén sơ sài thì khoảng 300 kg/m3 ở Mỹ , phạm vi khối lượng riêng thông thường của chất thải ngay sau khi vừa đầm nén xong khoảng 475-712kg/m3 [31]. 15.3.4.2 Sự sụt lún - Settlement : Sự sụt lún được biểu hiện bởi việc làm giảm thể tích khối rác và theo sau đó là làm giảm bớt cao độ.Với nhiều lý do cao độ không giảm đồng đều trên khắp bãi chôn lấp..Sự sụt lún không đều có thể là những cản trở nghiêm trọng trong việc sử dụng lại bãi chôn lấp đã hoàn thành và chắc chắn, thành phần hữu cơ càng nhiều bãi chôn lấp càng sâu thì độ sụt lún càng lớn tốc độ sụt lún phụ thuộc phần lớn vào sự phân huỷ rác vào những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân huỷ. Bởi vì những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân huỷ luôn thay đổi và vì có nhiều khác biệt rất lớn giữa những quy trìnhh vận hành bãi chôn lấp hợp vệ sinh nên không có gì ngạc nhiên khi độ sụt lún trên thực tế và độ sụt lún trong báo cáo có sự khác nhau rất lớn trong toàn bộ quá trình sụt lún , thường khoảng 90% xảy ra trong suốt năm đầu tiên [31]. Ở những vùng khô cằn , sự sụt lún có thể chỉ 3% sau 3 năm hoạt động , trong khi ở vùng cận nhiệt đới có thể tối đa đến 20% sau năm đầu tiên [32]. Lưu ý rằng mặc dù với chất thải rắn có khối lượng riêng ban đầu bằng hoặc lớn hơn 1060kg/m3 là không có sự sụt lún vật lý nào có thể xảy ra nhưng về mặt lý thuyết, sự sụt lún vẫn có thể xảy ra đến 40% vì sự phân huỷ rác tuy nhiên với chất thải rắn có khối lượng riêng dao động từ 650-1200kg/m3 tốc độ sụt lún đo được hàng năm khoảng 0.55- 4.7%. 15.4 CÁC LOẠI CHẤT THẢI RẮN : 15.4.1 Tầm quan trọng khi phân loại chất thải : Loại CTR sẽ được đưa đến chôn lấp là điều quan trọng cần xem xét khi thiết kế một bãi chônlấp hợp vệ sinh. Nhìn chung, các bãi chôn lấp hợp vệ sinh được xem là bãi rác dùng để chôn lấp tất cả các loại chất thải bắt nguồn từ khu vực dân cư, khu thương mại và khu công nghiệp. Khối lượng và đặc tính của chất thải rắn xác định phương thức vận hành chung của bãi chôn lấp.Hơn nữa, loại chất thải và thành phần chất thải chôn trong ô chôn lấp gây ảnh hưởng đến lưu lượng và thành phần của nước rò rĩ và các chất khí sinh ra trong ô chôn lấp. Ngoài ra còn lưu ý rằng loại chất thải rắn chôn lấp còn tiềm 7
ẩn những nguy cơ và những mối nguy hiểm đến cuộc sống cộng đồng bắt nguồn từ tính ăn mòn, các độc tính nguy hiểm hay các đặc tính nguy hại khác từ một loại chất thải cụ thể nào đó 15.4.2 Những chất thải được chấp nhận trong bãi chôn lấp : Hầu hết những chất thải rắn được phát sinh ra ở những khu dân cư, khu thương mại, khu công nghiệp và nông nghiệp đều có thể chôn lấp vào bãi chôn lấp hợp vệ sinh được thiết kế hiện đại mà không gây nguy hiểm trực tiếp hay gián tiếp đến cuộc sống tốt đẹp của cộng đồng và chất lượng môi trường. Để thuận tiện khi trích dẫn, tham khảo, những chất thải như vừa định nghĩa ở trên được xem như là “chấp nhận được trong bãi chôn lấp”. Trái lại, nhiều loại chất thải trong quá trình sản xuất công nghiệp( không phải những chất thải phát sinh trong các văn phòng của các nhà máy công nghiệp) không nên thải ra bãi chôn lấp hợp vệ sinh mà nên thải bỏ trong những bãi chôn lấp thiết kế đặc biệt. Những chất thải này được xem như là”những chất thải không được chấp nhận trong bãi chôn lấp”. Những chất thải không được chấp nhận trong bãi chôn lấp này nên được đánh giá một cách đặc biệt để ước lượng những rủi ro cụ thể khi thải bỏ chúng. Thông thường, những dạng chất thải trên có những loại phương tiện bãi bỏ sẵn có được thiết kế đặc biệt để sử lý chúng, và như vậy chúng chỉ nên đưa đến bãi bỏ ở những phương tiện này. Một ngoại lệ có thể cho phép chôn lấp những chất thải đặc biệt vào bãi chôn lấp hợp vệ sinh khi chất thải thể hiện là phù hợp với bãi chôn lấp có sẵn hoặc với bãi chôn lấp có công suất thiết kế được cải tiến phùhợp và có những đặc tính hoá sinh thích hợp . Không may mắn là những quốc gia đang phát triển, sự phân loại chất thải thành 2 loại : loại có thể chấp nhận được và không thể chấp nhận được thì không thực hiện được, và thậm chí trong một tương lại gần sự phân loại cũng không chắc có thể thực hiện được. Ở những nước đang phát triển, thực tế thông thường là để bãi chôn lấp có thể kiểm soát ở một mức độ nào đó thì phải chấp nhận chôn lấp tất cả các loại chất thải không trừ loại nào. Hoạt động mạnh mẽ chuyển rác thải từ bãi rác hở vào bãi chôn lấp có sự kiểm soát đã là đại diện cho bước tiến bộ vượt bậc, vượt qua các phương thức bãi bỏ chất thải bừa bãi hiện nay còn tồn tại. Những chất thải rắn đã được tách nước (nghĩa là bùn thải hay còn gọi là chất rắn sinh học) từ nhà máy sử lý nước thải sinh hoạt và nhà máy sử lý nước cấp (ngoại trừ bùn tươi chưa qua một quá trình sử lý sơ bộ nào) có thể được xem như là những dạng chất thải có thể chấp nhận được ở bãi chôn lấp. 15.4.3 Chất thải không chấp nhận trong bãi chôn lấp Một cách lý tưởng, quyết định chất thải nào được cho là không thể chấp nhận và không cho phép chôn lấp trong bãi chôn lấp hợp vệ sinh, phải được đưa ra trong suốt quá trình quy hoạch bãi chôn lấp, và quyết định nó nên được tiến 8
hành kết hợp giữa những cơ quan của nhà nước chịu trách nhiệm chung và những người điều hành và thiết kế những bãi chôn lấp, và cũng nên xem xét đến kết quả khảo sát những nguồn chất thải có số lượng lớn (nguồn rác thải công nghiệp). Về khối lượng và đặc tính của chúng. Những chất thải không được chấp nhận trong bãi chôn lấp nên được định nghĩa rõ ràng trong các bảng quy hoạch phát triển bãi chôn lấp và những người thường xuyên sử dụng bãi chôn lấp nên được cung cấp một danh sách các loại chất thải loại này.Tiêu chí được đặt ra để quyết định thế nào là chấp nhận được và như thế nào là không chấp nhận được nên bao gồm tính chất địa chất thuỷ văn của nơi xây dựng bãi rác, những đặc tính hoá học và sinh học của chất thải, tính sẵn có của những phương án thay thế để chôn lấp, tái sử dụng hoặc tái chế khác, những rủi ro đối với môi trường, nguy cơ ảnh hưởng đến sức khoẻ và sự an toàn đối với những người làm công việc vận hành quản lý và đối với cộng đồng Những loại chất thải phải được sự đồng ý đặc biệt của các cơ quan có chức năng mới được phép chôn lấp trong bãi chôn lấp bao gồm những loại chất thải chính thức được xác định là nguy hại hay những chất thải chứa những chất liệu được xác định là nguy hại, ví dụ như chất thải y tế, chất lỏng và chất bùn sệt, bùn thải với độ ẩm tự do ( cho phép tách nước làm khô tự nhiên không cần xúc tác), chất dễ cháy hoặc dễ bay hơi, phân động vật tươi, bùn tươi và bùn trong bể tự hoại, chất thải trong sản xuất công nghiệp. Cần lưu ý rằng một số chất thải từ động vật có thể bị nhiễm khuẩn vì chúng chứa những sinh vật gây bệnh ở động vật có thể lây nhiễm cho người. Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (USEPA) đã công bố một định nghĩa về “chất thải nguy hại” ( hazardous wastes ) thích hợp cho cả những quốc gia công nghiệp và đang phát triển. Theo định nghĩa này, một chất thải được cho là nguy hại nếu nó gây ra những ảnh hưởng nguy hiểm tiềm ẩn hoặc nhìn thấy được rất đáng kể làm ảnh hưởng đến cuộc sống con người hoặc các sinh vật sống, do bởi: chất thải không phân huỷ hoặc tồn lưu lâu dài trong tự nhiên, chúng có thể chướng to qúa mức bình thường về mặt sinh học, chúng có thể gây chết người hay ngược lại có thể gây ra những ảnh hưởng tích luỹ có hại [4]. 15.4.4 Những loại chất thải đặc biệt : Có nhiều loại chất thải thường được gọi là “chất thải đặc biệt “ nhưng đã giới thiệu và thảo luận ở chương hai.Trong đó, những chất thải như rác thải y tế (dễ bị nhiễm khuẩn), và những dạng bùn thải khác nhau thường được phát sinh và được chôn lấp tại chôn lấp tại các quốc gia đang phát triển, do đó nên được chú ý đặc biệt. Khối lượng chất thải đặc biệt còn lại khác sẽ được giảm thiểu một cách đáng kể thông qua những hoạt động nhặt rác và tái chế trên quy mô lớn ở những nước đang phát triển. Một số loại chất thải này bao gồm những chất thải ở các công ty, những rác thải trong xây dựng, hoặc phá huỷ nhà cửa, phân động vật hoặc xác động vật. 15.5 KHỐI LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN CHẤT THẢI 9
Do việc quản lý và quy hoạch quản lý chất thải rắn đúng mức phụ thuộc vào mức độ chính xác và mức độ đặc trưng của những dữ liêụ về tỷ lệ phát sinh và thành phần chất thải rắn nên phải có một chương trình xác định tính chất của chất thải chính xác và đáng tin cậy. Tuy nhiên, không may cho các nhà quản lý quy hoạch cũng như các nhà quản lý chuyên môn, khối lượng và thành phần chất thải rắn không chỉ khác nhau giữa các nước mà còn giữa các thành phố, và thậm chí giữa các cộng đồng trong một thành phố [5,6]. Các quy trình để đo lường, tính toán khối lượng, thành phần và tính chất chất thải được trình bày trong chương bốn. Kehew, A. E. (1998). Địa chất học cho Kỹ sư xây dựng và cán bộ kỹ thuật môi trường, P. M. H. Trịnh Văn Cương, Phạm Hữu Sỹ, Nguyễn Uyên, translator, Nhà xuất bản Giáo dục. 15.6 LỰA CHỌN VỊ TRÍ BÃI CHÔN LẤP 15.6.1.Giới thiệu : Địa điểm và những đặc điểm của vị trí xây dựng BCL sẽ quyết định mức độ và tính chất của các tác động của một bãi chôn lấp hợp vệ sinh lên sức khoẻ cộng đồng và chất lượng nguồn tài nguyên nước, không khí, và đất ở xung quanh.Các tác động có hại có thể hạn chế được đáng kể hoặc thậm chí có thể tránh được nếu vị trí bãi chôn lấp được lựa chọn 1 cách thích hợp gồm có:1) Sự ô nhiễm tài nguyên không khí, nước và đất bởi các chất hóa học, khí và các sinh vật do chất thải trong bãi chôn lấp đưa đến hoặc làm phát sinh;và 2)Sự suy giảm chất lượng thẫm mỹ và giá trị thương mại của các khu đất ở kề bên. Thậm chí với một BCL được thiết kế tốt nhất, cũng rất khó để cách ly hoàn toàn tất cả các nguồn tài nguyên thiên nhiên với các chất gây ô nhiễm và tách chúng ra khỏi những tác động sẽ được đề cập đến trong những phần sau. Trong trường hợp như vậy, sự lựa chọn một vị trí thích hợp nhất càng là một nội dung vô cùng quan trọng. Một điều kiện tiên quyết để lựa chọn vị trí cho BCL là cần có đủ khả năng để xác định vị trí nào sẵn có có thể đáp ứng hầu hết tất cả những tiêu chí cần thiết cho phép nó được gọi là “vị trí thích hợp nhất” [7]. Yếu tố khác nữa phải được cân nhắc là những vấn đề liên quan đến quyền sỡ hữu và việc thuê mướn đất. Sự lựa chọn vị trí BCL, đặc biệt trong những vùng thành thị dân cư đông đúc và vùng ngoại ô của các nước công nghiệp, đã trở thành một quy trình chính trị-xã hội được tranh luận khá gay gắt. Một thủ tục điển hình dành cho việc lựa chọn vị trí bãi chôn lấp cho dù ở mức độ khu vực hay địa phương ở một số nước công nghiệp bắt đầu với việc phải xác định được 5-10 vị trí có thể thích hợp (“possible site”). Sau đó tiến hành phân tích tiền khả thi. Kết quả phân tích tiền khả thi sẽ được sử dụng để đề cử 2 đến 5 vị trí thích hợp từ các vị trí đã được đề nghị (“candidate site”). Bước tiếp theo của quá trình là 10
lắng nghe các ý kiến góp ý của người dân về những vị trí được đề cử. Cuối cùng, một quyết định được đưa ra và một vị trí sẽ được lựa chọn để xây dựng BCL. Quá trình lựa chọn một vị trí bãi chôn lấp ở một nước đang phát triển có thể khác hẳn hay là một phiên bản khác của quy trình đã thực hiện ở các nước công nghiệp. Bất chấp tầm quan trọng của việc lựa chọn một vị trí bãi chôn lấp phù hợp nhất,ở hầu hết các nước đang phát triển(và ở nhiều nước công nghiệp),nếu không nói là tất cả, sự lựa chọn thường bị đặt sang 1 bên do sức ép lên mục đích sử dụng đất bởi mật độ dân số tăng lên, do sự mở rộng đô thị một cách thiếu hợp lý và do nhu cầu thiết yếu đối với sản xuất thực phẩm và thương mại. Nếu những điều kiện này là quan trọng hơn,khả năng duy nhất để chọn lựa là chọn vị trí bãi chôn lấp ở xa trung tâm thành phố và phải sử dụng các trạm trung chuyển rác. Hiển nhiên, nếu quyết định làm như vậy, phải tính toán đến xu hướng và chiều hướng gia tăng dân số nói chung và các phương tiện vận chuyển rác thải từ nơi phát sinh đến bãi chôn lấp ở xa. Mặc dù một số tình huống bất lợi có thể khiến quá trình lựa chọn vị trí BCL thích hợp nhất không thể tuân thủ các tiêu chí và các thông số đã dự định,nhưng hiểu biết về những tiêu chí và thông số này rất có ích.Ví dụ như nhờ nhận biết được khoảng cách khác biệt giữa các đặc trưng của vị trí được lựa chọn đối với vị trí lí tưởng sẽ là 1 định hướng để có biện pháp bảo vệ khắc phục những tác động bất lợi của bãi chôn lấp gây ra vì thiếu các điều kiện lý tưởng. Ví dụ thứ hai là, nếu như một BCL bắt buộc phải xây dựng trên một sườn đồi tương đối gần với nguồn nước thì có thể đào các mương chắn và mương chuyển hướng dòng chảy giữa BCL và nguồn nước để giúp dòng nước mưa chảy tràn không xâm nhập vào nguồn nước. Cuối cùng, như một phần thiết yếu để phát triển quy hoạch sử dụng đất dài hạn, hiểu biết về các tiêu chí lựa chọn vị trí có thể được sử dụng để xem xét sử dụng lại vị trí BCL trong tương lai [66]. Những nhân tố cơ bản để lựa chọn một vị trí chôn lấp sẽ được bàn đến trong phần này.Nghiên cứu đúng mức những nhân tố này sẽ giúp phát triển một bãi chôn lấp bảo vệ chất lượng nguồn nước ngầm và nguồn nước mặt,và bảo vệ chất lượng cuộc sống của cộng đồng khu dân cư và nơi ở của họ. 15.6.2 Diện tích và thời gian sử dụng bãi chôn lấp Diện tích và thời gian sử dụng có ích (“lifespan”) là những nhân tố đầu tiên để lựa chọn vị trí cho BCL.Những nhân tố này được quyết định theo những thông số sau:độ sâu BCL;khối lượng, tốc độ đưa rác đến BCL và đặc điểm của chất thải rắn;và cách thức vận hành.Vị trí xây dựng BCL nên được lựa chọn sao cho khoảng thời gian sử dụng có ích của BCL đủ để thu hồi vốn đầu tư .Người ta đề nghị rằng bãi chôn lấp nên được thiết kế cho thời gian sử dụng có ích ít nhất là 10 năm.Kích thước của 1 bãi chôn lấp khi tính toán phải bao gồm 2 phần cơ bản sau:diện tích mặt bằng tổng thể (“gross area”) và diện tích sử dụng có ích cho chôn lấp (“useful fill area”).Diện tích mặt bằng tổng thể là toàn bộ diện tích mặt bằng được giới hạn bằng ranh giới của khu đất. 11
Diện tích sử dụng có ích cho chôn lấp là phần diện tích không bao gồm các diện tích dùng làm vùng đệm, những con đường giao thông nội bộ và những kho dự trữ đất dùng để che phủ.Diện tích sử dụng có ích cho chôn lấp có thể chiếm khoảng 50-80% diện tích mặt bằng tổng thể.Một sơ đồ của một bãi chôn lấp được thể hiện trong hình 2. Diện tích hữu ích cho chôn lấp trong 1 năm hoạt động cũng được tính toán theo dân số và khối lượng riêng của chất thải đã được nén chặt, thể hiện ở đường cong được vẽ trên hình 3 và 4. Loại chất thải và quy trình vận hành(bao gồm cả khối lượng đất dùng làm vật liệu che phủ)quyết định mức độ đầm nén chất thải. Hình 15-2: Plan view of a landfill 12
Hình 15-3: Land requirements for a landfill as a function of compaction Hình 15-4: Relationship between bulk density of waste and landfill volume required Phương trình sau có thể dùng để tính toán thời gian sử dụng có ích của một BCL hợp vệ sinh: VT L= ( ( 365 Q p 1 + FQS )) Với:  L: khoảng thời gian sử dụng có ích (năm)  Vt :thể tích của bãi chôn lấp được tính toán (m3 )  Qp: lượng chất thải rắn trong 1 ngày (m3/ngày)  Fqs: lượng vật liệu che phủ đựơc biểu diễn là 1 phần của Qp(m3/ngày) 13
Khối lượng chất thải được chôn lấp, tính toán dựa trên số liệu tính toán về dân số.Việc tính toán khối lượng chất thải có thể thực hiện bằng phương trình sau: Qi = Q p (1 + r ) n Với :  Qi : khối lượng rác thải được thug gom trong năm “i”  Qp : khối lượng rác thải được thu gom mỗi năm ở hiện tại  r : tỉ lệ tăng dân số hằng năm trung bình lấy phân số thập phân  n : số năm Diên tích mặt bằng yêu cầu cho một dung lượng chôn lấp cụ thể giảm khi độ sâu bãi chôn lấp tăng lên .Diện tích yêu cầu có thể tính toán bằng phương trình sau : VT A= h Với :  A: diện tích cần thiết (m2)  Vt: tổng thể tích chất thải rắn và vật liệu che phủ (m3)  h: độ sâu trung bình của bãi chôn lấp (m) Căn cứ vào phương trình và biểu đồ trong hình 4 , tỷ trọng nén của chất thải và của đất có ảnh hưởng nghiêm trọng đến tổng thể tích chôn lấp và do đó ảnh hưởng đến diện tích chôn lấp cần thiết. 15.6.3 Địa Hình : Bất kể ở loại vị trí địa lý nào (ví dụ như mỏ khai thác than bị bỏ hoang, hố đất sét , chỗ đất trũng tự nhiên…), thông tin về địa hình là một yêu cầu cơ bản để tiến hành thiết kế một BCL sao cho hợp lý, đầy đủ và để tính toán tác động của bãi chôn lấp.Yếu tố địa hình rất quan trọng một phần vì trong thực tế nước mưa sẽ dễ dàng tạo thành vũng trên một khu vực có địa hình tương đối bằng phẳng.Trái lại, nó có thể gây xói mòn ở một vị trí quá dốc. Một trong 2 trường hợp, địa hình sẽ gây ra những khó khăn khi vận hành, thường độ dốc lớn hơn 1% nhỏ hơn 20% là có thể chấp nhận được. Thông tin về địa hình là cần thiết để bố trí mặt bằng một mạng lưới thoát nước mặt sao cho:1) Chuyển hướng nước bề mặt lượn quanh theo diện tích bãi chôn lấp.2) Nước mưa chảy tràn qua chất thải được ngăn chặn và tránh gây tác động bất lợi lên môi trường. 14
Hơn nữa, thông tin về địa hình cần thiết để tính toán chính xác sức chứa (“capacity”) của bãi chôn lấp và loại hố đào, mức độ đào cần thiết nếu cần đào hố khi vận hành chôn lấp. Một bản đồ địa hình cho một bãi chôn lấp phải thể hiện đầy đủ khoảng cách giữa các mặt bằng khác nhau để chỉ rõ kiểu dòng chảy nước mặt trong toàn bộ khu vực nói chung và trong mỗi khu vực BCL đang vận hành nói riêng.Những bản đồ địa hình có thể có sẵn từ nhiều nguồn cung cấp; ngoài ra, nếu cần,có thể lập bản đồ địa hình sử dụng một trong những phương pháp khảo sát đất đai. Những thông tin có ích thu được từ bản đồ địa hình bao gồm : • Diện tích đồng bằng bị ngập lụt trong 100 năm qua. (Ghi chú: đồng bằng ngập lụt là vùng có thể tích nước và vật liệu bồi lắng tự nhiên – bồi tích – của hệ thống sông khi lưu lượng vượt quá dòng chảy đầy bờ. Lũ lụt liên quan mật thiết với sự hình thành đồng bằng ngập lụt. Những vấn đề công trình phát sinh cả ở trong việc kiểm soát lũ định kỳ tràn ngập vùng lãnh thổ lẫn trong việc công trình phải chịu thử thách trên đồng bằng ngập lụt đó. Mực nước cao thường gây nên những điều kiện phức tạp. Hơn nữa, sự thay đổi đột ngột các loại bồi tích theo phương ngang và thẳng đứng đòi hỏi khối lượng công tác khảo sát và thí nghiệm lớn để thiết kế nền móng (Kehew 1998)) • Những nguồn nước mặt. • Hiện trạng sử dụng đất (của những hộ gia đình gần nhất ) • Giếng nước. • Giếng quan trắc. • Các công trình ngăn chặn hay kiểm soát nước thải, lũ lụt (như đê điều…). Những bản đồ thể hiện địa hình của vị trí trước khi xây dựng bãi chôn lấp, trong suốt thời gian hoạt động, và sau khi đóng cửa bãi chôn lấp nên được lập.Tất cả những bản đồ nên được chú dẫn với tỷ lệ bản đồ, ngày tháng lập và các hướng. 15.6.4. Đất đai: (Kehew 1998) Có lẽ không thuật ngữ nào gây nhiều lúng túng bằng thuật ngữ “đất”. Các nhà thổ nhưỡng là các nhà khoa học chuyên về đất, thì quan tâm tới đất như một môi trường để phát triển thực vật. Vì lý do này, các nhà thổ nhưỡng chỉ tập trung chú ý vào đới phong hóa giàu chất hữu cơ cần thiết cho sự phát triển của thực vật, đó là mét trên cùng ngay dưới mặt đất (“subsurface”), và gọi các vật liệu gốc bên dưới đới phong hóa là đá hay trầm tích mẹ. (Kehew 1998) Các kỹ sư xây dựng, ngược lại, thực hiện 1 phương pháp nghiên cứu đất hoàn toàn khác. Với các kỹ sư xây dựng, từ ngữ đất bao hàm loại vật liệu nào đó, có thể đào bằng xẻng. Định nghĩa này rõ ràng là không có giới hạn về độ sâu, nguồn gốc, hay khả năng hỗ trợ cho sự phát triển thực 15
vật. Sự phân loại đất theo xây dựng dựa trên cỡ hạt, thành phần hạt, và tính dẻo của vật liệu. Các đặc trưng này liên quan chặt chẽ với hành vi của đất khi có tải trọng tác dụng. (Kehew 1998) Trong phương pháp nghiên cứu đất thì các nhà địa chất có vị trí trung gian giữa các nhà thổ nhưỡng và kỹ sư xây dựng. Các nhà địa chất quan tâm tới đất và các quá trình phong hóa để tìm hiểu các điều kiện khí hậu quá khứ và mối quan hệ với các thành tạo địa chất hữu ích từ trầm tích sét, tới các quặng kim loại. Sự phân loại đất thổ nhưỡng với những ai không chuyên môn là quá phức tạp, do vậy các nhà địa chất thường sử dụng các phân loại cơ bản hơn. Nhà địa chất gọi loại vật liệu rời rạc bất kỳ ở dưới đới phát triển thực vật là trầm tích (“sediment”) hoặc “vật liệu chưa cố kết”. Thuật ngữ “chưa cố kết” này trái với cách sử dụng thông thường của các kỹ sư xây dựng, vì thuật ngữ “cố kết” chuyên dùng để chỉ sự nén của đất bão hòa trong xây dựng. Đối với kỹ sư môi trường, trong xây dựng và vận hành 1 bãi chôn lấp, tùy vào mục đích nghiên cứu vị trí xây dựng hay nghiên cứu kỹ thuật xây dựng và vận hành mà 1 kỹ sư môi trường đóng vai trò là 1 nhà thổ nhưỡng, hay 1 kỹ sư xây dựng hay 1 nhà địa chất. Tính có sẵn đất có những đặc tính thích hợp để làm lớp lót đáy bãi chôn lấp(BCL), làm hệ thống lớp che phủ phía trên hoặc cả hai là một trong những xem xét quan trọng khi phân tích và lựa chọn vị trí xây dựng BCL. Nếu có một lượng đất đủ ở ngay vị trí BCL hoặc ở gần đó là một thuận lợi để tránh tốn thời gian và chi phí để đảm bảo có vật liệu tổng hợp hay có đất ở xa nơi có thể được chọn là BCL. Trong trường hợp vị trí BCL không có đủ lượng loại đất cần đến, thì vật liệu (thay cho đất tại chỗ) phải được đưa tới BCL. Nếu việc đưa nguyên liệu đến BCL là cần thiết thì BCL nên có đủ khoảng không cho kho lưu trữ đất. Lượng đất nên được lưu trữ đủ để thõa mãn nhu cầu trong 5 đến 7 ngày. Đất ở vị trí BCL ảnh hưởng đến việc lan truyền chất ô nhiễm và cung cấp nền móng cho kết cấu BCL. Những đặc tính đất quan trọng là: phân bố kích thước hạt (cấp phối “gradation” hay kết cấu đất “texture”), cấu tạo đất (sự sắp xếp các hạt đất - “structure”), độ bền (cường độ - “strength”) của đất, độ rỗng (“porosity”), độ hoạt động (“activity”), độ dày (“depth”), phân bố không gian (“spatial distribution”), khối lượng đất (“quantity”), khả năng hóa lỏng (hiện tượng đất hay bụi bão hòa nước chuyển sang trạng thái lỏng dưới ứng suất nhanh hay chu kì gây ra bởi động đất, rung động, hay nổ phá - “liquefaction potential”), mối liên hệ giữa độ ẩm, trọng lượng riêng, và tính thấm của đất, và hành vi (“workability”) của đất. Sự phân loại và sự phân tích những đặc tính của đất là một ngành khoa học có uy tín . Có nhiều hệ thống phân loại đất. Hệ thống phổ biến nhất là Hệ thống phân loại đất hợp nhất ( Unified Soil Classification System, viết tắt : USCS). Một danh sách những loại đất của USCS được trình bày trong bảng 15-1, cùng với những đặc tính của chúng. Bảng 15-1: Một vài đặc tính của các loại đất 16
Các Các tên điển hình Độ thấm Độ ẩ m Trọng kí (cm/s) tối ưu lượng riêng hiệu (%) khô tối đa nhóm (kg/m3) GW Sỏi cấp phối tốt và hỗn hợp (2.7±1.3)x10- 1908 sỏi cát ít hay không có hạt mịn. GP Sỏi cấp phối xấu và hỗn (6.4±3.4)x10- 1763 hợp sỏi cát ít hay không có hạt mịn. GM Sỏi chứa bụi, hỗn hợp sỏi > 3 x 10-7 1827 cát bụi . GC Sỏi chứa sét, hỗn hợp sỏi > 3 x 10-7 1845 cát sét. SW Cát cấp phối tốt và cát chứa N/A 13.3±2.5 1908±80 cuội, ít hay không hạt min. SP Sỏi cấp phối xấu và hỗn > 1.5 x 10-5 12.4±1.0 1763±32 hơp sỏi cát, ít hay không có hạt mịn. SM Cát chứa bụi, hỗn hợp cát (7.5±4.8)x10- 14.5±0.4 1827±16 bụi SC Cát chứa sét, hỗn hợp cát sét (3±2)x10-7 14.7±0.4 1845±16 ML Bụi vô cơ, cát rất mịn, bột (5.9±2.3)x10- 19.2±0.7 1651±16 đá, cát mịn chứa bụi hay sét 7 CL Sét vô cơ có tính dẻo thấp 1731±16 đến trung bình, sét chứa sỏi, (8±3)x10 -8 17.3±0.3 sét chứa cát, sét chứa bụi sét OL Bụi hữu cơ và sét chứa bụi N/A N/A N/A hữu cơ có tính dẻo thấp MH Bụi vô cơ, cát chứa mica (1.6±1)x10-7 36.3±3.2 1314±64 hay chứa tảo diatome, bụi đàn hồi CH Sét vô cơ có tính dẻo cao, (5±5)x10-8 25.5±1.2 1507±32 sét béo OH Sét hữu cơ có tính dẻo trung N/A N/A N/A bình đến cao Source: Reference 4. 17
Đất xem xét làm nền móng cho BCL (nền móng trên đó đặt BCL) được yêu cầu có những số liệu về độ bền của đất. Ngoài ra, những dữ liệu về tính thấm của đất ở vị trí BCL cũng rất cần thiết (hay còn gọi là tính dẫn nước “hydraulic conductivity”_ thường có đơn vị là cm/s) bởi vì thiết kế BCL phải tính toán đến sự rò rĩ nước thấm qua nền móng. Vì lí do về kinh tế, đất tại chỗ nên được sử dụng tối đa để làm lớp lót bằng đất, vật liệu che phủ và lớp thoát nước dựa trên khối lượng và đặc điểm của đất có sẵn và theo yêu cầu điều kiện chung của vị trí BCL. Lượng đất có sẵn ở một vị trí BCL phụ thuộc vào địa thế, địa hình (“topography”), độ sâu mực nước ngầm (“groundwater depth”), độ sâu của hố đào (“depth of trench excavation”), chiều cao cuối cùng BCL (“ultimate height”) và tính chất của đất. Ở Mỹ, thể tích đất cần để che phủ tính tổng quát theo tỷ lệ là lượng đất bằng 1/3 hay 1/8 lượmg chất thải (tính theo thể tích) . Trong những BCL nhỏ thì tỷ lệ này có thể cao bằng: 1 phần đất cho 1 phần chất thải. Hai vấn đề cần xem xét chính trong việc sử dụng đất tại chỗ là độ dễ dàng đào của đất (đất có thể dễ dàng đào lên hay không) và sự thay đổi hành vi của đất theo mùa( vd như cát mịn chứa bụi hay sét sẽ khác nhau khi khô,ẩm và đóng băng). Về những đặc tính kỹ thuật, đất thoát nước dễ dàng thì thích hợp làm lớp thoát nước trong hệ thống nước rò rĩ. Đất có hàm lượng hữu cơ cao thường thì không thích hợp với hầu hết ứng dụng trong BCL vì cường độ chịu lực thấp và khả năng làm việc thấp. Một ngoại lệ là ta có thể sử dụng sản phẩm compost làm vật liệu che phủ hàng ngày. Nếu việc thiết kế BCL cần lớp lót đáy thì khả năng có sẵn đất phù hợp ở vị trí BCL là một lợi ích quan trọng. Nói chung đất được ưa thích hơn là đất có độ thấm thấp hơn 10-6 cm/s khi làm lớp lót. Có ba kiểu hệ thống bao phủ thường được sử dụng trong việc xây dựng BCL hợp vệ sinh. Đó là: hàng ngày, trung gian và kết thúc.Giống như trong trường hợp của lớp lót đáy, nếu đất ở vị trí chọn lựa xây dựng BCL có sẵn và thích hợp với xây dựng hệ thống che phủ là một lợi ích nên là một xem xét chính khi phân tích lựa chọn vị trí BCL. Những đặc điểm thích hợp cho những hệ thống che phủ khác nhau được miêu tả sau trong chương này. 15.6.5. Địa chất : Thông tin về địa chất của một vị trí rất cần thiết để thiết kế xây dựng một công trình một cách thích hợp. Thông tin địa chất như vậy thể hiện 3 mục đích chính:1) Xác định những quá trình địa chất nguy hiểm đang hoạt động. 2) Cung cấp thông tin cho việc thiết kế BCL. 3) Đánh giá tính dễ bị tổn hại của vị trí lựa chọn xây dựng BCL đối với vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngầm bởi vì tính chất địa chất thủy văn của nó (cấu tạo địa chất có ảnh hưởng trực tiếp đến tình hình thủy văn, như đất cát dễ ngấm hơn đất sét (Kehew 1998)). Nhiều thông tin địa chất có ích để thiết kế kỹ thuật có liên quan đến lớp đá (bedrock). Cụ thể là: độ sâu của lớp đá, đặc điểm và tình trạng của lớp đá. 18
Thông tin này đặc biệt hữu ích nếu lớp đá ở ngay hay gần mặt bằng sẽ xây BCL và sẽ là một phần nền móng của BCL. Tình trạng của lớp đá là có tác động lên tính ổn định của nó trong vai trò là nền móng. Những khe nứt ở khối đá và những chỗ đứt gãy khác có thể cho phép nước đi qua và tạo thành những con đường cho sự lan truyền chất ô nhiễm. Trong trường hợp BCL có lớp lót tổng hợp (điều ít xảy ra ở những nước đang phát triển), khi mực nước ngầm lên cao, những khe hở này có thể làm tăng áp suất và độ dốc thủy lực cục bộ. Thông tin địa chất rất khó thu được khi địa hình không ổn định, phức tạp. Nếu đặt thêm một cấu trúc trên nền đất không ổn định thì công trình đó đặc biệt sẽ rất dễ bị hư hại trước các hiện tượng gây ra bởi con người hay tự nhiên như: lũ lụt, động đất, hoạt động núi lửa, lở đất, sụp lún và đất không ổn định. 15.6.6. Địa chất thuỷ văn : Khả năng làm ô nhiễm mực nước ngầm tại vị trí BCL phụ thuộc rất lớn vào đặc điểm địa chất thủy văn của vị trí BCL, chẳng hạn như: • Độ sâu mực nước ngầm (Ghi chú: mực nước ngầm là mặt bằng nằm ngang, bề mặt của khoảng rỗng vật liệu chứa đầy nước dưới đất, có áp suất bằng áp suất khí quyển). • Bản chất và độ dày lớp nước ngầm (“water-bearing formation”) hay tầng ngậm nước (“aquifer”) gần BCL. • Độ dâng cao (“upgradient”) của nước ngầm tại vị trí lựa chọn xây dựng BCL. • Địa thế địa hình và loại đất. • Tốc độ thấm của đất tại vị trí BCL. • Ảnh hưởng của giếng bơm gần đó lên nước ngầm ở dưới vị trí BCL. • Tính dẫn nước và phân bố độ dẫn nước tại vị trí BCL hay gần BCL. (Ghi chú: độ dẫn thủy lực “hydraulic gradient” là 1 thông số rất quan trọng trong thủy lực nước ngầm. Nó liên quan tới hệ số thấm nội tại “primary permeability” – khả năng của môi trường rỗng, như là cát ở trong ống thấm, để chất lỏng dưới một gradient thủy lực đã cho đi qua. Có sự khác biệt giữa thuật ngữ độ dẫn thủy lực và hệ số thấm hay tính dẫn nước “hydraulic conductivity” là do độ dẫn thủy lực được xác định bao gồm cả các tính chất của chất lỏng – như dung trọng “natural weight” và độ nhớt “viscousity” của chất lỏng – cũng như các tính chất của môi trường trong khi hệ số thấm chỉ giới hạn ở các tính chất của môi trường (Kehew 1998)) • Độ sâu và bản chất tự nhiên của lớp đá. • Các giá trị theo phương ngang và phương thẳng đứng của độ dốc thủy lực (Ghi chú: hay còn gọi là gradient thủy lực, biểu thị hướng chảy của dòng nước ngầm) của mực nước ngầm. • Vận tốc và hướng chảy của dòng nước ngầm. 19
Ở các nước đang phát triển, sự xác định tất cả các đặc điểm địa chất thủy văn tương ứng của một vị trí BCL có thể là một công việc cực kì khó. Tuy nhiên một số số liệu có thể có sẵn từ những bản đồ, số liệu khảo sát, số liệu ghi nhận định kì của cơ quan quản lý nhà nước. Nếu không có số liệu trong hồ sơ thì tính chất điạ chất của vị trí BCL sẽ cung cấp một số thông tin liên quan đến thông tin địa chất thủy văn. Những dữ liệu khác có thể thu thập bởi việc phỏng vấn dân cư địa phương về lũ lụt (thời gian kéo dài lũ lụt, mực nước, tần suất lũ…) . Đánh giá về địa chất thủy văn nên bao gồm việc phân loại nước ngầm bên dưới vị trí BCL, xác định mức độ và hướng dịch chuyển của dòng nước ngầm, và ước lượng khả năng làm ô nhiễm nước ngầm. Khả năng làm ô nhiễm nước ngầm khi chôn lấp chất thải phần lớn tùy thuộc vào mức độ kiểm soát ô nhiễm của các đặc điểm của vị trí xây dựng BCL. Một điều hiển nhiên là nếu có nhiều hơn một vị trí BCL có thể được lựa chọn thì vị trí thích hợp hơn là vị trí có các đặc điểm địa chất thủy văn giúp nó ngăn cản hầu hết khả năng làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Bất cứ vấn đề nào xảy ra ảnh hưởng đến mức độ cách li chất thải ra khỏi nguồn nước ngầm nên được bù đắp lại bởi các biện pháp bảo vệ (chẳng hạn như sự lắp đặt những lớp lót, khởi động quan trắc chất lượng nguồn nước ngầm…) tối đa đến mức có thể, phù hợp với khả năng kinh tế, kỹ thuật, và nguồn nhân lực có sẵn của địa phương. Một vài đặc điểm quan trọng nhất giúp ngăn cản ô nhiễm nguồn nước ngầm bao gồm điều kiện địa chất thủy văn trên bề mặt và dưới bề mặt. Những điều kiện này xác định khả năng lan truyền chất ô nhiễm tại vị trí BCL. Một số đặc điểm đó là: đặc điểm địa lí tự nhiên (“physiographic settings”), vị trí những nơi tái cấp nước ngầm (“groundwater recharge area”), đặc điểm đới không bão hòa (“unsaturated zone”), tính chất lớp nước ngầm cao nhất (“uppermost aquifer”), độ sâu tầng chứa nước bị chặn (“confined aquifer”). 15.6.7. Đặc điểm địa lý tự nhiên : Đặc điểm địa lý tự nhiên là sự phối hợp các yếu tố khí hậu, địa thế và địa hình, mức độ phân bố các dòng chảy và kiến trúc địa chất.Khí hậu giữ vai trò quan trọng trong thiết kế và vận hành của một bãi chôn lấp bởi vì tác động của nó trên lượng nước mưa có thể thấm qua đới không bão hòa (Ghi chú: là đới trên cùng ở dưới đất, nước cùng với pha khí chứa trong các lỗ rỗng của đá và đất. Do các khoảng rỗng không hoàn toàn đầy nước nên có tên gọi là đới không bão hòa và cũng được xem là đới thông khí (Kehew 1998)) và đi vào hệ thống nước ngầm. Mức độ thấm phụ thuộc vào lượng mưa, thể tích nước đọng lại trên mặt và nước chảy tràn, và tốc độ của sự thoát và bốc hơi nước (Ghi chú: “evatransporation” là hiện tượng bốc hơi trực tiếp của nước từ đất và hiện tượng thoát hơi nước của thực vật được đề cập chung với nhau). Nhiệt độ không khí xung quanh và độ ẩm tương đối cũng có tác động đến tính thấm, sự bay hơi và sự thoát hơi nước. Khả năng nhiễm bẩn nguồn nước ngầm từ một bãi chôn lấp được thiết kế và xây dựng tốt trong những khu vực 20