Luận án Tiến sĩ Quản lý tài nguyên và môi trường: Tối ưu hóa hệ thống quản lý chất thải rắn ở thành phố Huế bằng công cụ đánh giá vòng đời (LCA)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:180

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn "Tối ưu hóa hệ thống quản lý chất thải rắn ở thành phố Huế bằng công cụ đánh giá vòng đời (LCA)" nhằm nghiên cứu đặc điểm thành phần và tính chất của CTR phát sinh tại thành phố Huế; Nghiên cứu phương thức quản lý, phương pháp vận hành hệ thống QLCTR ở thành phố Huế; Xây dựng các kịch bản QLCTR khác nhau áp dụng cho thành phố Huế dựa trên các dữ liệu khảo sát, các xu hướng phát triển của phương pháp xử lý CTR.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Quản lý tài nguyên và môi trường: Tối ưu hóa hệ thống quản lý chất thải rắn ở thành phố Huế bằng công cụ đánh giá vòng đời (LCA)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TRẦN NGỌC TUẤN TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THÀNH PHỐ HUẾ BẰNG CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI (LCA) LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HUẾ, NĂM 2023
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TRẦN NGỌC TUẤN TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THÀNH PHỐ HUẾ BẰNG CÔNG CỤ ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI (LCA) Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Mã số: 9 85 01 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ VĂN THĂNG HUẾ - NĂM 2023 ii
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện tại Khoa Địa lý – Địa chất, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Lê Văn Thăng. Các kết quả của luận án là trung thực và chưa được bất cứ ai công bố ở bất cứ công trình nào khác. Huế, tháng 5 năm 2023 Tác giả luận án Trần Ngọc Tuấn i
LỜI CÁM ƠN Trước tiên, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy giáo, PGS.TS. Lê Văn Thăng đã luôn dành nhiều tâm sức, trí tuệ để hướng dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án tiến sĩ. Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban Chủ nhiệm, thầy cô và cán bộ Khoa Địa lý - Địa chất, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành được luận án này. Tác giả cũng xin chân thành cám ơn lãnh đạo, đồng nghiệp Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã luôn động viên, hỗ trợ, góp ý và tạo điều kiện cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn quan tâm, khích lệ, động viên tác giả và là nguồn động lực to lớn để tác giả hoàn thành luận án này. Huế, tháng 5 năm 2023 Tác giả luận án Trần Ngọc Tuấn ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BCL : Bãi chôn lấp BVMT : Bảo vệ môi trường CTR : Chất thải rắn CTRSH : Chất thải rắn sinh hoạt CTRĐT : Chất thải rắn đô thị CTRNH : Chất thải rắn nguy hại HEPCO : Công ty Cổ phần Môi trường và Công trình Đô thị Huế IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change - Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu KNK : Khí nhà kính LCA : Life Cycle Assessment - Đánh giá vòng đời LCI : Life Cycle Inventory – Kiểm kê vòng đời LCIA : Life Cycle Impact Assessment - Đánh giá tác động vòng đời QLCTR : Quản lý chất thải rắn QLTHCTR : Quản lý tổng hợp chất thải rắn TN&MT : Tài nguyên và Môi trường UBND : Ủy ban nhân dân US EPA : U.S. Environmental Protection Agency - Cục Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ iii
MỘT SỐ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Loại tác động (Impact categories): Loại tác động đại diện cho vấn đề môi trường được quan tâm mà kết quả kiểm kê vòng đời hướng đến, IMPACT 2002+ có 15 loại tác động và mỗi loại tác động có một đơn vị khác nhau, ví dụ như Độc tính gây ung thư (kg C2H3Cl-eq), Bệnh hô hấp do chất vô cơ (kg PM2.5-eq),… Hệ số đặc tính (Characterization factor): Hệ số được lấy từ một mô hình đặc tính áp dụng để chuyển đổi một kết quả phân tích kiểm kê vòng đời thành đơn vị chung của chỉ thị loại tác động. Loại điểm giữa (Midpoint categoies): Là sự phân chia loại tác động tại vị trí trung gian giữa kết quả kiểm kê vòng đời và loại thiệt hại, IMPACT 2002+ có 15 giá trị tác động điểm giữa. Loại thiệt hại (Damage categories): Danh sách các thiệt hại và được tính bằng tổng điểm từ các loại điểm giữa, đối với IMPACT 2002+ có 4 loại thiệt hại: Sức khỏe con người (DALY), chất lượng hệ sinh thái (PDF*m2*yr), biến đổi khí hậu (kg CO 2-eq) và các tài nguyên (MJ). Chất thải rắn đô thị (được sử dụng trong nghiên cứu này): Là toàn bộ CTR được HEPCO thu gom vận chuyển, xử lý nhưng không bao gồm bùn thải, rác thải xây dựng, CTR y tế, công nghiệp nguy hại. Tối ưu về môi trường: Trong nghiên cứu này tối ưu về môi trường được hiểu là ít gây tác động môi trường nhất, thể hiện qua tổng điểm các loại thiệt hại từ kết quả LCA. iv
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .....................................................................................................i LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... iii MỤC LỤC .............................................................................................................. v DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... ix MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ....................................................................................... 1 2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...................................................... 2 3. GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU ................................................................................. 3 4. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN ............................................................... 3 5. LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ ....................................................................................... 4 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .................................... 4 7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN ............................................................................. 5 Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................... 6 1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT THẢI RẮN ............................................................... 6 1.1.1. Khái niệm chất thải rắn .............................................................................. 6 1.1.2. Thành phần của chất thải rắn ..................................................................... 8 1.2. THỰC TIỄN QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM ................................................................................................................. 11 1.2.1. Khái niệm về quản lý chất thải rắn........................................................... 11 1.2.2. Thực tiễn quản lý chất thải rắn trên thế giới ............................................. 12 1.2.3. Quản lý chất thải rắn ở Việt Nam............................................................. 19 1.2.4. Quản lý tổng hợp chất thải rắn ................................................................. 24 1.3. PHƯƠNG PHÁP QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ........................................... 28 1.3.1. Giới thiệu một số phương pháp................................................................ 28 1.3.2. Tổng quan về đánh giá vòng đời .............................................................. 30 1.4. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LCA VÀO QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN............................................................................................................ 34 1.4.1. Quá trình phát triển và áp dụng LCA vào quản lý chất thải rắn ................ 34 1.4.2. Các hướng nghiên cứu áp dụng LCA trong quản lý chất thải rắn ............. 36 v
1.4.3. Một số công trình nghiên cứu áp dụng LCA vào quản lý chất thải rắn trên Thế giới và ở Việt Nam ......................................................................................... 37 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, QUY TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................................................................. 49 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 49 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................... 49 2.2.1. Thu thập dữ liệu thứ cấp .......................................................................... 49 2.2.2. Phương pháp khảo sát thực địa ................................................................ 50 2.2.3. Phương pháp đánh giá vòng đời............................................................... 54 2.3. QUY TRÌNH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU ................................................... 59 2.4. PHẦN MỀM SỬ DỤNG VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU ............................................. 63 2.4.1. Phần mềm OpenLCA............................................................................... 63 2.4.2. Cơ sở dữ liệu Ecoinvent........................................................................... 67 Chương 3. THỰC TRẠNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THÀNH PHỐ HUẾ .............................................................................................................................. 69 3.1. KHÁI QUÁT VỀ THÀNH PHỐ HUẾ............................................................ 69 3.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 69 3.1.2. Điều kiện tự nhiên ................................................................................... 70 3.1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội của thành phố Huế ............................................. 71 3.1.4. Ảnh hưởng điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội đến phát sinh chất thải rắn ở thành phố Huế ....................................................................................................... 72 3.2. QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THÀNH PHỐ HUẾ ................................... 74 3.2.1. Hoạt động thu gom, vận chuyển chất thải rắn ở thành phố Huế................ 74 3.2.2. Hệ thống văn bản pháp luật quản lý chất thải rắn thành phố Huế ............. 77 3.3. ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT THẢI RẮN THÀNH PHỐ HUẾ ............................................................................................................. 80 3.3.1. Đặc điểm chất thải rắn đô thị thành phố Huế ........................................... 80 3.3.2. Đặc điểm chất thải rắn sinh hoạt hộ gia đình thành phố Huế .................... 84 Chương 4. ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI CÁC KỊCH BẢN QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THÀNH PHỐ HUẾ ................................................................................ 91 4.1. CƠ SỞ XÂY DỰNG KỊCH BẢN QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THÀNH PHỐ HUẾ ............................................................................................................. 91 4.1.1. Định hướng quản lý chất thải rắn của Quốc gia và tỉnh Thừa Thiên Huế . 91 4.1.2. Cơ sở thực tiễn quản lý chất thải rắn thành phố Huế và Việt Nam ........... 92 vi
4.1.3. Xu hướng phát triển của công nghệ xử lý chất thải rắn ............................ 93 4.1.4. Các hợp phần của hệ thống quản lý chất thải rắn ..................................... 95 4.2. CÁC KỊCH BẢN QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN Ở THÀNH PHỐ HUẾ ....... 97 4.2.1. Kịch bản 1 (S1) – Chôn lấp hợp vệ sinh................................................... 97 4.2.2. Kịch bản 2 (S2) - Chôn lấp hợp vệ sinh kết hợp sản xuất phân hữu cơ và thu hồi vật liệu tái chế ................................................................................................. 98 4.2.3. Kịch bản 3 (S3) - 100% chất thải rắn được xử lý bằng đốt phát điện ........ 99 4.2.4. Kịch bản 4 (S4) - 50% chất thải rắn được xử lý bằng đốt phát điện, 50% chôn lấp ............................................................................................................... 100 4.2.5. Kịch bản 5 (S5) – Thu hồi tái chế thông qua phân loại tại nguồn kết hợp chôn lấp ............................................................................................................... 101 4.3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CÁC KỊCH BẢN .............. 101 4.3.1. Quy trình tính toán và mô hình dữ liệu sử dụng ..................................... 101 4.3.2. Kiểm kê vòng đời các kịch bản .............................................................. 104 4.3.3. So sánh tác động môi trường của các kịch bản ....................................... 115 4.3.4. Kết quả đánh giá vòng đời của các kịch bản .......................................... 125 4.3.5. Phân tích độ nhạy .................................................................................. 130 4.3.6. Nhu cầu sử dụng đất chôn lấp cho các kịch bản ..................................... 132 4.3.7. Khuyến nghị kịch bản và giải pháp nâng cao quản lý chất thải rắn cho thành phố Huế ............................................................................................................... 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 138 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 138 KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 139 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................ 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 142 PHỤ LỤC.......................................................................................................... PL-1 vii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các nguồn phát sinh CTR ........................................................................ 7 Bảng 1.2. Thành phần đặc trưng của CTRSH hộ gia đình ........................................ 8 Bảng 1.3. Thành phần chất thải rắn ở Việt Nam theo Báo cáo Hiện trạng môi trường Quốc gia 2011 ......................................................................................................... 9 Bảng 1.4. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt theo Báo cáo hiện trạng môi trường Quốc gia năm 2019................................................................................................ 10 Bảng 1.5. Thành phần của CTR phân chia theo ASTM D 5231-92 ........................ 10 Bảng 2.1. Phân bố số hộ lấy mẫu CTRSH ở các phường được khảo sát ................. 50 Bảng 2.2. Các nhóm thiệt hại và nhóm tác động điểm giữa theo phương pháp IMPACT 2002+ .................................................................................................... 57 Bảng 3.1. Đặc trưng thành phần CTR đô thị Huế ................................................... 81 Bảng 3.2. Đặc trưng thành phần CTRSH hộ gia đình thành phố Huế ..................... 84 Bảng 4.1. Kiểm kê dữ liệu kịch bản S1 ................................................................ 105 Bảng 4.2. Kiểm kê dữ liệu kịch bản S2 ................................................................ 107 Bảng 4.3. Khối lượng cắt giảm từ phân loại tái chế và sản xuất phân hữu cơ ....... 109 Bảng 4.4. Kiểm kê dữ liệu kịch bản S3 ................................................................ 111 Bảng 4.5. Kiểm kê dữ liệu đầu vào kịch bản S4 ................................................... 112 Bảng 4.6. Kiểm kê kịch bản S5 dữ liệu đầu vào kịch bản S5 ............................... 114 Bảng 4.7. Kết quả loại điểm giữa của các kịch bản .............................................. 116 Bảng 4.8. Kết quả tính toán theo loại tác động các kịch bản ................................ 117 Bảng 4.9. Kết quả điểm LCA của các kịch bản quản lý chất thải rắn ở thành phố Huế ............................................................................................................................ 126 Bảng 4.10. Diện tích BCL yêu cầu cho các kịch bản............................................ 133 viii
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Quản lý chất thải rắn ở Hoa Kỳ .............................................................. 18 Hình 1.2. Phân công, phân cấp quản lý nhà nước về CTR ở tỉnh Thừa Thiên Huế . 23 Hình 1.3. Sơ đồ thu gom chất thải rắn ở các đô thị................................................. 24 Hình 1.4. Các thành phần của hệ thống quản lý tổng hợp chất thải rắn. ................. 25 Hình 1.5. Mô hình thứ bậc ưu tiên trong quản lý tổng hợp CTR ............................ 27 Hình 1.6. Các giai đoạn của LCA .......................................................................... 30 Hình 1.7. Vòng đời chất thải và ranh giới hệ thống của CTR ................................. 35 Hình 2.1. Sơ đồ vị trí các phường lấy mẫu ............................................................. 51 Hình 2.2. Quy trình lấy mẫu chất thải rắn .............................................................. 53 Hình 2.3. Ranh giới hệ thống nghiên cứu............................................................... 55 Hình 2.4. Sơ đồ tổng thể IMPACT 2002+ ............................................................. 57 Hình 2.5. Quy trình nghiên cứu của đề tài.............................................................. 61 Hình 2.6. Sơ đồ quy trình tính toán kết quả đánh giá vòng đời CTR ...................... 62 Hình 2.7. Giao diện của phần mềm OpenLCA ....................................................... 65 Hình 2.8. Nguồn cơ sở dữ liệu sử dụng trong LCA ................................................ 65 Hình 2.9. Nhập dữ liệu vào kịch bản...................................................................... 66 Hình 2.10. Lựa chọn phương pháp LCIA............................................................... 66 Hình 2.11. Kết quả tính toán LCA của một kịch bản quản lý CTR ở thành phố Huế .............................................................................................................................. 67 Hình 2.12. Kết quả LCA được xuất file định dạng excel ........................................ 67 Hình 3.1. Sơ đồ hành chính thành phố Huế ............................................................ 69 Hình 3.2. Lượng mưa và nhiệt độ trung bình năm ở thành phố Huế ....................... 70 Hình 3.3. Sơ đồ thu gom vận chuyển chất thải rắn ở thành phố Huế. ..................... 75 ix
Hình 3.4. Lộ trình 7 tuyến thu gom CTR ở thành phố Huế .................................... 81 Hình 3.5. Tỷ lệ thành phần CTR thành phố Huế .................................................... 83 Hình 3.6. Tỷ lệ phần trăm chất thải hữu cơ dễ phân hủy sinh học ở các thành phố Châu Á .................................................................................................................. 84 Hình 3.7. Tỷ lệ các nhóm trong thành phần CTRSH hộ gia đình ở thành phố Huế . 86 Hình 3.8. Tỷ lệ % của các nhóm chất thải có thể tái chế trong CTRSH hộ gia đình87 Hình 3.9. Sự thay đổi hệ số phát sinh chất thải rắn hộ gia đình qua các ngày khảo sát .............................................................................................................................. 89 Hình 4.1. Sơ đồ tổng quát thu gom, vận chuyển và xử lý CTR ở thành phố Huế .... 92 Hình 4.2. Tỷ lệ áp dụng phương pháp xử lý CTR ở 28 quốc gia châu Âu năm 2014 .............................................................................................................................. 94 Hình 4.3. Tỷ lệ áp dụng phương pháp xử lý CTR ở các nước trên thế giới ............. 95 Hình 4.4. Kịch bản S1 – Chôn lấp hợp vệ sinh....................................................... 98 Hình 4.5. Kịch bản S2 – Sản xuất phân hữu cơ kết hợp chôn lấp hợp vệ sinh ........ 99 Hình 4.6. Kịch bản S3 – Xử lý CTR theo công nghệ đốt rác phát điện ................. 100 Hình 4.7. Kịch bản S4 – Xử lý CTR theo công nghệ đốt rác phát điện kết hợp chôn lấp .............................................................................................................. 100 Hình 4.8. Kịch bản S5 – Thu hồi tái chế thông qua phân loại tại nguồn kết hợp chôn lấp .............................................................................................................. 101 Hình 4.9. Kịch bản S1 về QLCTR thành phố Huế hiện tại ................................... 104 Hình 4.10. Kịch bản 2 (S2) – Sản xuất phân hữu cơ kết hợp chôn lấp .................. 107 Hình 4.11. Vị trí BCL Thủy Phương và Khu xử lý CTR Phú Sơn ........................ 110 Hình 4.12. Kịch bản S3 – Toàn bộ CTR đưa đến khu xử lý CTR Phú Sơn và xử lý bằng phương pháp đốt rác phát điện .................................................................... 110 Hình 4.13. Kịch bản S4 – 50% CTR xử lý bằng đốt và 50% chôn lấp .................. 112 x
Hình 4.14. Kịch bản S5 – Phân loại chất thải tái chế tại nguồn kết hợp chôn lấp . 114 Hình 4.15. Thiệt hại sức khỏe con người của các kịch bản (DALY) .................... 118 Hình 4.16. Đóng góp thiệt hại sức khỏe con người của các loại điểm giữa........... 119 Hình 4.17. Tỷ lệ % đóng góp thiệt hại sức khỏe con người của các loại điểm giữa ............................................................................................................................ 120 Hình 4.18. Tổng điểm giữa của tác động lên chất lượng hệ sinh thái ................... 121 Hình 4.19. Đóng góp % của các loại điểm giữa tác động lên chất lượng hệ sinh thái ............................................................................................................................ 122 Hình 4.20. Đóng góp giá trị của loại điểm giữa tác động lên chất lượng hệ sinh thái ............................................................................................................................ 122 Hình 4.21. Phát thải CO2-eq trên 1 tấn CTR .......................................................... 123 Hình 4.22. Mức độ tác động lên tài nguyên của các kịch bản ............................... 124 Hình 4.23. Đóng góp phần trăm tác động lên tài nguyên...................................... 125 Hình 4.24. Đóng góp của yếu tố điểm giữa tác động đến tài nguyên .................... 125 Hình 4.25. Điểm tác động của các loại thiệt hại (damage categories) ................... 127 Hình 4.26. Kết quả điểm số tác động vòng đời của các kịch bản .......................... 128 Hình 4.27. Biến thiên điểm tác động khi thay đổi tỷ lệ tái chế ở kịch bản S2 ....... 131 Hình 4.28. Biến thiên điểm tác động khi thay đổi tỷ lệ đốt và chôn lấp ở kịch bản S4 ............................................................................................................................ 132 Hình 4.29. Diện tích BCL yêu cầu cho các kịch bản trong thời gian 1 năm.......... 134 Hình 4.30. So sánh nhu cầu sử dụng đất xây dựng BCL giữa các kịch bản .......... 134 xi
MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Chất thải rắn (CTR) là nguồn chất thải ở thể rắn phát sinh từ hoạt động kinh tế - xã hội của con người. Theo thời gian cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, khối lượng CTR phát sinh ngày càng gia tăng và tạo ra gánh nặng môi trường đòi hỏi xã hội phải giải quyết và ở Việt Nam cũng vậy, khối lượng CTR tăng khá nhanh, năm 2019 tổng khối lượng CTR sinh hoạt 35.426 tấn/ngày, tăng 46% so với năm 2010. Hiện nay công tác thu gom CTR ở Việt Nam có sự khác biệt lớn giữa đô thị và nông thôn, tỷ lệ thu gom ở đô thị khá cao đạt đến 92%, trong khi khu vực nông thôn thấp hơn nhiều, chỉ đạt tỷ lệ thu gom là 66% [6]. Đối với hoạt động xử lý CTR, nước ta hiện nay có 3 phương pháp chủ yếu là chôn lấp, sản xuất phân hữu cơ và đốt. Hiện tại cả nước có 1.322 cơ sở xử lý CTR, trong đó xử lý bằng nhất chôn lấp là nhiều nhất với 904 bãi chôn lấp (BCL), chiếm 71% tổng khối lượng CTR; 37 cơ sở ủ phân phân hữu cơ (compost) đã xử lý 16% và 381 lò đốt xử lý 13% [6]. Thành phố Huế (thành phố Huế trước khi mở rộng ngày 01/7/2021 theo Nghị quyết số 1264/NQ-UBTVQH14 ngày 27/4/2021 của Ủy ban Thường vụ Quốc hội) có khối lượng CTR phát sinh gần 300 tấn/ngày và được xử lý chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp (BCL rác Thủy Phương) kết hợp sản xuất phân hữu cơ tại nhà máy Xử lý rác Thủy Phương (hiện tại nhà máy đang ngừng hoạt động). Theo Quy hoạch quản lý CTR tỉnh Thừa Thiên Huế đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, CTR thành phố Huế được xử lý tại nhà máy đốt rác phát điện (xã Phú Sơn, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế). Đến nay vẫn chưa có các nghiên cứu so sánh tác động môi trường của các phương pháp xử lý CTR ở thành phố Huế để làm cơ sở lựa chọn phương án quản lý CTR phù hợp cho thành phố Huế. Thực tiễn việc áp dụng công cụ đánh giá vòng đời (LCA) vào quản lý chất thải rắn (QLCTR) trên thế giới đã bắt đầu xuất hiện vào thập niên 90 của thế kỷ 20 [45]. Những công trình nghiên cứu áp dụng công cụ LCA vào QLCTR đầu tiên đã được ghi nhận vào năm 1995. Sau đó, số lượng các công trình nghiên cứu tăng dần và đạt hơn 30 bài báo khoa học/năm từ sau 2009 [73]. Tuy nhiên, các nghiên cứu ở Châu Á muộn 1
hơn so với thế giới, một số nghiên cứu đầu tiên ở Châu Á đã được ghi nhận như thành phố Dhaka, Bangladesh (2006); thành phố Thiên Tân, Trung Quốc (2006); thành phố Phukhet, Thái Lan (2008);... [78]. Ở Việt Nam, cho đến nay các nghiên cứu áp dụng LCA vào QLCTR còn khá khiêm tốn, một số nghiên cứu đã được thu thập: Nghiên cứu đã đánh giá tác động của các phương pháp xử lý CTR khác nhau đối với CTRĐT khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long dựa trên sử dụng phương pháp vòng đời [24]; Nghiên cứu Ứng dụng đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) để nâng cao hiệu quả QLCTR ở Hà Nội [18]; Sử dụng đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) đánh giá tác động môi trường của hệ thống sản xuất biogas tập trung từ chất thải rắn đô thị (CTRĐT) trong các [23]. Xuất phát từ thực tiễn cũng như xu hướng áp dụng công cụ LCA vào QLCTR trên thế giới và ở Việt Nam, đồng thời nhằm đánh giá tác động đến môi trường theo quan điểm vòng đời của các kịch bản quản lý CTR ở thành phố Huế, đề tài Tối ưu hóa hệ thống quản lý chất thải rắn ở thành phố Huế bằng công cụ đánh giá vòng đời (LCA) đã được lựa chọn và thực hiện. 2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU a. Mục tiêu nghiên cứu Xác định được kịch bản QLCTR tối ưu về môi trường cho thành phố Huế trên cơ sở phương pháp tiếp cận LCA. b. Nội dung nghiên cứu Trên cơ sở mục tiêu của luận án hướng đến, các nội dung triển khai của nghiên cứu bao gồm: (1). Nghiên cứu đặc điểm thành phần và tính chất của CTR phát sinh tại thành phố Huế. (2). Nghiên cứu phương thức quản lý, phương pháp vận hành hệ thống QLCTR ở thành phố Huế. (3). Xây dựng các kịch bản QLCTR khác nhau áp dụng cho thành phố Huế dựa trên các dữ liệu khảo sát, các xu hướng phát triển của phương pháp xử lý CTR. 2
(4). Áp dụng công cụ LCA vào các kịch bản đã được xây dựng, từ đó phân tích, so sánh, lựa chọn được kịch bản tối ưu, thân thiện với môi trường nhất để đề xuất áp dụng cho hoạt động QLCTR ở thành phố Huế. 3. GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU a. Giới hạn về không gian Giới hạn không gian nghiên cứu là 27 phường thuộc thành phố Huế trước thời điểm thành phố được mở rộng (01/7/2021) theo Nghị quyết số 1264/NQ-UBTVQH14 ngày 27/4/2021 của Ủy ban Thường vụ Quốc hội về việc điều chỉnh địa giới hành chính các đơn vị hành chính cấp huyện và sắp xếp, thành lập các phường thuộc thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế. b. Giới hạn về thời gian Thời gian thực hiện nghiên cứu giai đoạn 2017 – 2021, trong đó dữ liệu khảo sát đặc trưng thành phần CTRSH hộ gia đình và CTRĐT Huế thực hiện giai đoạn 2017 – 2018, cơ sở dữ liệu của Ecoinvent được sử dụng trong nghiên cứu này được thu thập năm 2020. c. Giới hạn về nội dung - Nghiên cứu của đề tài tập trung vào CTRSH hộ gia đình thành phố Huế, CTR đô thị, hoạt động QLCTR thành phố Huế với giới hạn khởi đầu từ hoạt động thu gom thứ cấp đến xử lý cuối cùng. - Đối tượng CTR được thực hiện trong nghiên cứu này không bao gồm rác thải xây dựng, CTR công nghiệp, bùn từ hệ thống thoát nước đô thị, từ các hệ thống xử lý nước thải, bùn thải từ các nhà vệ sinh tự hoại cũng như các chất thải nguy hại. - Giới hạn tác động môi trường chỉ tính đến hoạt động vận hành của các cơ sở xử lý CTR, không tính đến quá trình xây dựng. - Đánh giá tối ưu hóa hệ thống QLCTR trong nghiên cứu này chỉ tính đến khía cạnh tác động lên môi trường của hoạt động QLCTR. 4. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN Kết quả nghiên cứu của luận án đóng góp những điểm mới bao gồm: 3
- Lần đầu tiên áp dụng công cụ LCA vào QLCTR ở thành phố Huế. - Luận án đề xuất được kịch bản QLCTR tối ưu về mặt môi trường cho thành phố Huế trên cơ sở phân tích dữ liệu, kết quả LCA, nghiên cứu đã sử dụng phần mềm OpenLCA và phương pháp đánh giá tác động vòng đời (LCIA) IMPACT 2002+. 5. LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ Luận điểm 1: Các kịch bản nghiên cứu QLCTR ở thành phố Huế được xây dựng dựa trên cơ sở khoa học, chiến lược QLCTR quốc gia, cơ sở thực tiễn của địa phương và xu hướng phát triển công nghệ xử lý CTR. Luận điểm 2: LCA là phương pháp toàn diện và khoa học để hỗ trợ ra quyết định thông qua việc phân tích tác động đến môi trường của các kịch bản QLCTR, áp dụng LCA hỗ trợ việc lựa chọn kịch bản tối ưu về mặt môi trường cho công tác QLCTR của thành phố Huế. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI a. Ý nghĩa khoa học Kết quả của luận án góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận và phương pháp, quy trình nghiên cứu nhằm làm sáng tỏ được kịch bản QLCTR tối ưu về mặt môi trường dựa trên LCA. b. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu của luận án đã thể hiện được tổng quan về đặc điểm CTR, công tác QLCTR của thành phố Huế cũng như phương pháp luận và quy trình áp dụng LCA vào QLCTR cho địa bàn nghiên cứu. - Kết quả nghiên cứu của luận án là tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý, các nhà hoạch định QLCTR của tỉnh Thừa Thiên Huế tham khảo để lựa chọn ra giải pháp QLCTR phù hợp cho địa phương. - Đây là hướng nghiên cứu có thể áp dụng cho công tác quy hoạch QLCTR ở các địa phương. 4
7. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN Toàn bộ luận án được bố cục các phần chính như: Ngoài phần Mở đầu, phần Kết luận, Kiến nghị, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, luận án bao gồm các chương: Chương 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu Chương 2. Đối tượng, phương pháp và quy trình nghiên cứu Chương 3. Đánh giá thực trạng quản lý chất thải rắn ở thành phố Huế Chương 4. Đánh giá vòng đời các kịch bản quản lý chất thải rắn ở thành phố Huế 5
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT THẢI RẮN 1.1.1. Khái niệm chất thải rắn Hiện nay có nhiều định nghĩa khác nhau về CTR, bao gồm những định nghĩa của các nhà nghiên cứu, các văn bản pháp luật trong nước và quốc tế. Một số định nghĩa tiêu biểu được trình bày dưới đây: - Theo Luật Bảo vệ môi trường (BMVT) (2020) đã định nghĩa “Chất thải rắn là chất thải ở thể rắn hoặc bùn thải” [22]. Định nghĩa của Luật BVMT mang tính phổ quát cho tất cả mọi lĩnh vực. Tại Nghị định 08/2022/NĐ-CP của Chính phủ Quy định chi tiết một số điều của Luật BVMT đã sử dụng thuật ngữ CTR thông thường và CTRSH [12]: + CTR thông thường là CTR không thuộc danh mục chất thải nguy hại và không thuộc chất thải công nghiệp phải kiểm soát có yếu tố nguy hại vượt ngưỡng chất thải nguy hại. + CTRSH (còn gọi là rác thải sinh hoạt) là CTR phát sinh trong sinh hoạt thường ngày của con người. - Theo Chen và Christensen (2010), CTR là những sản phẩm thừa hay những vật chất không còn giá trị và chủ sở hữu muốn vứt bỏ. Định nghĩa này khá đơn giản nhưng mang tính toàn diện, dễ dàng để áp dụng trong công tác quản lý [48]. CTR phát sinh trong cộng đồng có nhiều nguồn gốc khác nhau, bao gồm từ sinh hoạt, sản xuất, các hoạt động giải trí,... Hiện nay, có sự thống nhất cao về nguồn gốc phát sinh của CTR là 8 nguồn: (1) khu dân cư, (2) các trung tâm thương mại, (3) các công sở, (4) từ hoạt động xây dựng, (5) các dịch vụ công cộng của đô thị, (6) từ các nhà máy xử lý chất thải, (7) từ hoạt động sản xuất nông nghiệp và (8) hoạt động sản xuất công nghiệp [54], [55]. Đặc trưng nguồn phát sinh và đặc trưng thành phần CTR từ các nguồn được trình bày ở bảng 1.1. 6
Bảng 1.1. Các nguồn phát sinh CTR Đặc điểm nguồn STT Nguồn phát sinh Đặc trưng của CTR phát sinh 1 Khu dân cư Bao gồm các hộ gia Thành phần chủ yếu rác đình, các khu chung cư, hữu cơ như: rác thải thực khu đô thị cao cấp. phẩm, rác thải vườn. 2 Khu thương mại Nguồn thương mại bao Thành phần khá tương gồm siêu thị, chợ, nhà đồng với CTR từ khu dân hàng, khách sạn,... cư. 3 Các công sở Trường học, cơ sở y tế, Đặc trưng nhóm giấy, văn phòng công sở, cơ nhựa và chất thải vườn. quan nghiên cứu,... 4 Hoạt động công nghiệp CTR phát sinh từ hoạt Phụ thuộc vào đặc trưng động sản xuất công của mỗi loại hình sản nghiệp: khu công nghiệp, xuất công nghiệp, ngoài nhà máy, xí nghiệp,... ra có một lượng CTR từ sinh hoạt của công nhân. 5 Hoạt động xây dựng Nguồn xây dựng bao Chủ yếu là vôi vữa xi gồm: nguồn thải từ các măng, vật liệu xây dựng công trình xây dựng, hư hỏng, vật dụng gia sửa chữa, cải tạo các đình,… công trình,... 6 Khu vực công cộng Phố đi bộ, công viên, Thành phần chủ yếu lá của đô thị bãi biển,... cây, cành cây, rác thải là băng rôn, các bảng quảng cáo, tuyên truyền,... 7 Các cơ sở xử lý chất thải Nhà máy xử lý nước Chủ yếu bùn thải, các thải, xử lý nước cấp sinh thành phần còn lại sau hoạt, các quá trình xử lý quá trình xử lý chất thải. trong công nghiệp. 8 Hoạt động nông nghiệp Chất thải từ quá trình Thành phần chiếm đại đa sản xuất nông nghiệp: số là phế phụ phẩm nông chăn nuôi, trồng trọt. nghiệp và một phần bao bì hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón, thức ăn chăn nuôi. Nguồn: [84] 7