Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thực trạng phát thải của một số chất hữu cơ độc hại trong thành phần khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu thực trạng phát thải của một số chất hữu cơ độc hại trong thành phần khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ" được nghiên cứu với mục tiêu: Đánh giá ô nhiễm và rủi ro của nhóm chất PAHs, BTEX trong khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ; Xây dựng được bộ hệ số hệ số phát thải và tải lượng của nhóm chất PAHs, BTEX trong không khí từ hoạt động đốt chất thải rắn sinh hoạt.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thực trạng phát thải của một số chất hữu cơ độc hại trong thành phần khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG PHÁT THẢI CỦA MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI TRONG THÀNH PHẦN KHÍ THẢI LÒ ĐỐT RÁC SINH HOẠT QUY MÔ NHỎ Ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 9520320 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2025
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS Vũ Đức Toàn Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Ngô Trà Mai Phản biện 1: PGS.TS Từ Bình Minh – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Phản biện 2: PGS.TS Phạm Thị Mai Thảo – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường. Phản biện 3: TS. Dương Thị Hạnh – Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại Room 5 -K1, trường Đại học Thủy lợi, 175 Sơn Tây, Đống Đa, Hà Nội vào lúc 8 giờ 30 ngày 07 tháng 02 năm 2025 Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện: - Thư viện Quốc Gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, vấn đề ô nhiễm chất thải rắn sinh hoạt ở Việt Nam ngày càng trở nên trầm trọng với khối lượng ngày một tăng và thành phần phức tạp. Nguyên nhân là do sự gia tăng dân số cộng với sự lãng phí tài nguyên trong thói quen sinh hoạt. Để xử lý nguồn phát sinh chất thải rắn này, nhiều địa phương đã chọn giải pháp là đầu tư lò đốt chất thải rắn sinh hoạt cỡ nhỏ. Tuy nhiên, theo đánh giá của các chuyên gia môi trường, giải pháp này tuy đạt được lợi ích trước mắt nhưng lâu dài sẽ để lại nhiều hậu quả. Hơn nữa, xu hướng xây dựng đại trà lò đốt với công suất nhỏ để xử lý chất thải sinh hoạt phát sinh trên địa bàn tại các vùng nông thôn đang được quan tâm đầu tư. Điều này đã dẫn đến tình trạng khó kiểm soát về mặt công nghệ đốt và các loại chất thải thứ cấp. Vĩnh Phúc và Nam Định là các tỉnh có tốc độ tăng dân số, phát triển công nghiệp, nông nghiệp và thương mại du lịch khá cao so với các tỉnh khác thuộc đồng bằng sông Hồng. Trong những năm gần đây Vĩnh Phúc, Nam Định rất chú trọng trong việc đầu tư hệ thống lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ cho các địa phương trên địa bàn nhằm giảm thiểu lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh. Tuy nhiên, hầu hết hệ thống lò đốt chất thải rắn sinh hoạt này chưa đáp ứng được các yêu cầu về kĩ thuật, điều này đã gây ra ô nhiễm môi trường thứ cấp và làm ảnh hướng đến sức khỏe và đời sống của người dân khu vực. Trước những vấn đề tồn tại trên nghiên cứu sinh đã chọn đề tài “Nghiên cứu thực trạng phát thải của một số chất hữu độc hại trong thành phần khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ” để nghiên cứu trong khuôn khổ luận án tiến sỹ. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá ô nhiễm và rủi ro của nhóm chất PAHs, BTEX trong khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ. - Xây dựng được bộ hệ số hệ số phát thải và tải lượng của nhóm chất PAHs, BTEX trong không khí từ hoạt động đốt chất thải rắn sinh hoạt. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án 3.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu gồm nhóm chất PAH, BTEX trong khí thải lò đốt rác sinh hoạt 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Xã Tam Hợp, huyện Bình Xuyên và thị trấn Yên Lạc, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc. - Thị Trấn Cồn và xã Hải Lý, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra, phương pháp lấy và phân tích mẫu mẫu không khí, phương pháp đánh giá rủi ro, phương pháp xác định tải lượng, phương pháp thống kê. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5.1. Ý nghĩa khoa học - Đánh giá được mức độ ô nhiễm các chất BTEX và PAHs trong khí thải và không khí xung quanh khu vực đốt rác thải sinh hoạt bằng lò đốt công suất nhỏ. 1
- Đánh giá rủi ro phơi nhiễm của nhóm BTEX và PAHs. - Công bố hệ số phát thải của 04 chất họ BTEX và 16 chất PAHs trong khí thải lò đốt rác thải sinh hoạt quy mô nhỏ. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đã xây dựng được một bộ hệ số phát thải (16 PAHs và 04 BTEX) trong khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ tại khu vực nghiên cứu. - Bước đầu đã đánh giá được ô nhiễm của nhóm chất BTEX và PAHs trong khí thải và không khí xung quanh khu vực đốt rác thải sinh hoạt bằng lò đốt công suất nhỏ và rủi ro đến sức khỏe của công nhân vận hành lò đốt. 6. Cấu trúc luận án Ngoài phần Mở đầu và Kết luận kiến nghị, luận án được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả và thảo luận CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam và khu vực nghiên cứu 1.1.1 Tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn tại Việt Nam Theo Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2019, tổng khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên toàn quốc là khoảng 64.658 tấn/ngày (khu vực đô thị là 35.624 tấn/ngày và khu vực nông thôn là 28.394 tấn/ngày). Các địa phương có khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên 1.000 tấn/ngày chiếm 25% (trong đó có Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh phát sinh trên 6.000 tấn/ngày). Hiện nay, trên cả nước có 1.322 cơ sở xử lý chất thải rắn sinh hoạt, gồm 400 lò đốt chất thả rắn sinh hoạt, 37 dây chuyền chế biến compost, 904 bãi chôn lấp, trong đó có nhiều bãi chôn lấp không hợp vệ sinh (Bộ TNMT, 2019c). Trong các cơ sở xử lý chất thải rắn sinh hoạt, có 78 cơ sở cấp tỉnh, còn lại là các cơ sở xử lý cấp huyện, cấp xã, liên xã. Các công nghệ lò đột đốt hiện nay đang áp dụng chủ yếu là lò Loshiho, Sankyo, ngoài ra còn sử dụng một số công nghệ khác như BD-Anfa, T-Tech, TH-15, Lodora, SH-300. 1.1.2 Thực trạng tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại khu vực nghiên cứu 1.1.2.1 Thực trạng phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại Vĩnh Phúc Tại Vĩnh Phúc, theo kết quả điều tra, khảo sát, tổng lượng rác thải phát sinh trên địa bàn tỉnh khoảng 920 tấn/ngày, trong đó ở khu vực đô thị khoảng 350 tấn/ngày, khu vực nông thôn khoảng 570 tấn/ngày, trong đó tại Thị trấn Yên Lạc là 10,5 tấn/ngày, tại xã Tam Hợp là 6,3 tấn/ngày. Tại Vĩnh Phúc, phương pháp xử lý chất thải hiện nay trên địa bàn tỉnh hiện nay chủ yếu là chôn lấp thông thường (chiếm khoảng 75%), và đốt bằng các lò đốt rác quy mô nhỏ cấp xã, cơ sở xử lý do tư nhân đầu tư (chiếm khoảng 25%). Tại khu vực nông thôn, toàn tỉnh được bố trí 37 lò đốt rác quy mô cấp 2
xã (34 lò đốt từ vốn nhà nước và 03 lò từ nguồn vốn của doanh nghiệp) và 01 nhà máy đốt rác thải tập trung (công suất đốt khoảng 75 tấn/ngày đêm) tại thị trấn Hợp Hòa, huyện Tam Dương. 1.1.2.2 Tình hình phát sinh và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại Nam Định Tại Nam Định, theo thống kê của UBND tỉnh, tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên địa bàn tỉnh vào khoảng 846 tấn/ngày, trong đó chất thải rắn sinh hoạt khu vực nông thôn là 660 tấn, riêng huyện Hải Hậu là 214 tấn/ngày. Tỷ lệ thu gom đạt 94% đối với khu vực đô thị và 88,4% tại khu vực nông thôn. Tại Nam Định, phương pháp xử lý rác thải hiện nay chủ yếu chôn lấp hoặc lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô cấp xã. Hiện nay khu vực nông thôn của tỉnh có 182/201 xã/thị trấn đầu tư xây dựng công trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt, trong đó có 73 xã/thị trấn xây dựng bãi chôn lấp, 109 xã/thị trấn lắp đặt lò đốt. Lò đốt rác thải đang áp dụng tại khu vực nông thôn gồm 8 loại với công nghệ, vận hành tương đối giống nhau; công suất các lò đốt dao động từ 300 kg/h đến 500 kg/h, cá biệt có một số lò đốt công suất 1000 kg/h. 1.2 Đặc điểm của một số chất hữu cơ độc hại Các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại là những chất có độc tính cao, cấu tạo phức tạp, khó phân hủy, khả năng phát tán và di chuyển xa, ảnh hưởng xấu đến môi trường và hệ sinh thái. Là nguyên nhân gây ảnh hưởng đến quá trình phát triển, làm rối loạn nội tiết thậm chí gây biến đổi gen ở con người và sinh vật. Bảng 1. 1. Các đặc điểm của chất hữu cơ ô nhiễm Đặc điểm Qui định Thời gian bán hủy trong nước > 2 tháng Độ bền vững Thời gian bán hủy trong trầm tích > 6 tháng Thời gian bán hủy trong đất > 6 tháng lgKow > 5 Khả năng tích tụ sinh học Hệ số nồng độ sinh học (Bioconcentration factor) > 5000 Hệ số tích tụ sinh học (Bioaccumulation factor) > 5000 Khả năng di chuyển và phát Thời gian bán hủy trong không khí > 2 ngày (hoặc có đủ các số liệu quan tán xa trắc để minh chứng so với nguồn thải) Có gây ra các tác động và ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe con Ảnh hưởng xấu người; Kết quả phân tích về độc tính cho thấy chất này có khả năng gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, môi trường. 1.2.1. Đặc điểm của PAHs PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon) là một họ chất hữu cơ bao gồm hơn 200 chất có cấu tạo từ 2 vòng thơm trở lên và kết hợp với nhau, chúng được cấu tạo từ các nguyên tử C và H. PAH có cấu tạo càng nhiều vòng thì càng bền vững và có độ độc cao với con người và môi trường. Bảng 1. 2. Một số tính chất vật hóa, lý của 16 PAHs điển hình Độ hòa tan trong nước Hằng số henry Ký hiệu lgKow lgKoc (µg/l) (Pa.m3/mol) Nap 3,34 3,13 31900 50,4 Acy 3,55 3,34 16100 11,6 3
Độ hòa tan trong nước Hằng số henry Ký hiệu lgKow lgKoc (µg/l) (Pa.m3/mol) Ace 3,92 3,71 4160 13,9 Flu 4,18 3,97 1880 8,7 Phe 4,502 4,292 1034 3,8 Ant 4,68 4,47 47 5,0 Pyr 4,96 4,75 124 1,2 Flu 5,18 4,97 227 1,1 Chr 5,81 5,60 1,61 0,24 BaA 5,91 5,70 10,2 0,47 BkF 6,11 5,90 0,93 0,059 BbF 6,124 5,914 1,28 0,067 BaP 6,13 5,92 1,5 0,059 BghiP 6,22 6,01 0,31 0,034 DahA 6,55 6,29 0,91 0,035 Ind 6,584 6,374 0,19 0,035 1.2.2. Đặc điểm của BTEX BTEX thuộc nhóm Hydrocacbon thơm hay còn gọi là aren bao gồm Benzen và đồng đẳng là những hidrocacbon thơm có chứa một vòng benzen trong phân tử. Công thức tổng quát là CnH2n-6 (n≥6). BTEX là cụm từ viết tắt của benzen, toluen, etyl benzen và xylen – là một phần nhỏ của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs). BTEX là nhóm hữu cơ có độc tính cao, chúng có thể gây ảnh hưởng xấu trong thời gian gian dài trên cơ thể con người và tác động gây ô nhiễm môi trường. Bảng 1. 3. Một số tính chất vật lý và hóa học của BTEX điển hình Điểm sôi (0c) ở Điểm nóng chảy Hệ số K Ký hiệu Độ phân cực 760 mmHg (0c) (ở 250c) Benzen 80,1 5,5 3,0 0,225 Toluen 110,6 -95 144,5/139,1 0,224 Etylbenzen 136,2 -95 - - Xylen (o, m, p-xylen) 144,5/139,1 -25,2/-47,8/13,2 2,4 0,232/0,248 1.3. Ảnh hưởng của các chất hữu cơ độc hại đến môi trường. 1.3.1. Ảnh hưởng của PAHs Thông qua đường tiêu hóa, đường hô hấp hoặc do tiếp xúc trực tiếp với PAHs đã làm cho con người bị nhiễm PAHs. Từ các yếu tố như con đường nó xâm nhập vào cơ thể người, thời gian tiếp xúc và nồng độ. Từ đó gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người như làm tổn thương các cơ quan nội tạng, gây kích ứng da, gây biến đổi gen thậm chí là gây ung thư với những nhóm PAHs co công thức cấu tạo từ 4 vòng thơm trở lên. 4
1.3.2. Ảnh hưởng của BTEX Trong không khí BTEX sẽ phản ứng với một số chất khác trong môi trường và làm tăng tính độc của nó đối với môi trường và con người. Khi tiếp xúc với BTEX trong thời gian dài sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người như làm gây tổn thương giác mạc, sưng phổi, giảm khả năng hô hấp, ung thư,… 1.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu các hợp chất hữu cơ trong không khí trên thế giới và tại Việt Nam 1.4.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu, phân tích các hợp chất hữu cơ trên thế giới Trên thế giới, hiện nay đang sử dụng 02 phương pháp phân tích bằng dụng thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) để phân tích và đánh giá ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong không khí. Các nghiên cứu về các hợp chất trong môi trường không khí mới chỉ tập trung chủ yếu vào không khí đô thị, giao thông, nhiên liệu hóa thạch. Tại Nhật Bản, nhóm tác giả Kishida, M. và cộng sự đã có nghiên cứu về phát thải PAHs trong lò đốt chất thải rắn đô thị tại 03 giai đoạn: Khởi động lò đốt (start-up), duy trì cháy (burning), sự dừng cháy (burn-out). 1.4.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu, phân tích các hợp chất hữu cơ tại Việt Nam Phát triển phương pháp phân tích đồng thời số lượng lớn hợp chất hữu cơ trong bụi không khí tại Việt Nam vẫn còn hạn chế, một số ít các công trình nghiên cứu liên quan đến ô nhiễm một vài nhóm chất cơ bản như PAHs, các ion vô cơ tan trong nước, kim loại nặng trong bụi không khí đã được công bố. Tuy nhiên, hiện chưa có nghiên cứu nào về phân tích hợp chất hữu cơ PAHs và BTEX trong khí thải lò đốt rác thải sinh hoạt quy mô nhỏ. 1.4.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu tỷ lệ đồng phân của PAHs, BTEX trong và ngoài nước Trên thế giới, và Việt Nam hiện nay đã có một số nghiên cứu có liên quan đến tỷ lệ đồng phân của các chất ô nhiễm PAHs, BTEX. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào tỷ lệ PAHs, BTEX trong bụi giao thông, bụi đô thị và quá trình đốt sinh khối. 1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu về rủi ro trong và ngoài nước 1.5.1 Một số nghiên cứu về rủi ro của PAHs, BTEX trên thế giới Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu đánh giá rủi ro của các nhóm chất PAH và BTEX đến sức khỏe con người. Các nghiên cứu chủ yếu tậm trung vào đánh giá rủ ro của PAHs, BTEX trong bụi giao thông, bụi đô thị, xăng dầu, đốt than đá,…. 1.5.2 Một số nghiên cứu về rủi ro của PAH, BTEX tại Việt Nam. Hiện nay, tại Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu, đánh giá thực trạng phát thải một số PAHs, VOCs trong không khí xung quanh, khí thải lò đốt rác công nghiệp, khí thải giao thông, đô thị nhưng chưa có nghiên cứu nào về rủi ro của PAHs, BTEX trong khí thải lò đốt CTRSH. 1.5.3 Một số phương pháp đánh giá rủi ro đến sức khỏe con người của PAHs, BTEX. Hiện nay trên thế giới và tại Việt Nam đang sử dụng 02 phương pháp đánh giá rủi ro đến sức khỏe con người của các chất hữu cơ độc hại, đó là: Đánh giá nguy cơ ung thư qua đường hô hấp và phương pháp đánh giá liều lượng tiêu thụ trung bình hằng ngày qua đường ăn vào, hít phải, tiếp xúc qua da và nguy cơ ung thư ILCR. 5
1.6. Tổng quan tình hình nghiên cứu về phát thải trong và ngoài nước 1.6.1 Tình hình nghiên cứu về phát thải trên thế giới Trên thế giới hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về phát thải các chất ô nhiễm. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực như đốt rác thải, đốt sinh khối (mía, rơm rạ,..), đốt công nghiệp. Nhưng chưa có nghiên cứu vào về hệ số phát thải của lò đốt rác thải sinh hoạt quy mô nhỏ. 1.6.2 Tình hình nghiên cứu về phát thải tại Việt Nam Tại Việt Nam, hiện nay cũng đã có một số nghiên cứu về hệ số phát thải của các chất ô nhiễm trong không khí. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào hệ số phát thải của quá trình đốt rơm rạ, lò đốt công nghiệp, đốt than, gỗ. Hiện chưa có nghiên cứu nào về hệ số phát thải của PAHs và BTEX trong khí thải lò đốt rác sinh hoạt quy mô nhỏ. 1.6.3 Một số phương pháp xác định hệ số phát thải Kết luận chương 1 Các nghiên cứu về các chất hữu cơ độc hại trong không khí nói chung và khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt nói riêng hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam đã và đang được thực hiện vì những ảnh hưởng của chúng đến con người và môi trường ngày càng trở nên rõ rệt. Việc đánh giá ô nhiễm và rủi ro đến sức khỏe con người do một số chất hữu cơ độc hại trong khí thải lò đốt chất thải rắn đã được nghiên cứu và công bố. Tuy nhiên, đối với loại hình lò đốt rác thải sinh hoạt quy mô nhỏ cũng như việc xây dựng hệ số phát thải và tính toán tải lượng của một số hợp chất hữu cơ (PAHs, BTEX) trong khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt thì chưa có nghiên cứu nào. CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở thực tiễn 2.1.1. Cơ sở thực tiễn cho việc nghiên cứu khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc và Nam Định Vĩnh Phúc và Nam Định là các tỉnh có tốc độ tăng dân số, phát triển công nghiệp, nông nghiệp và thương mại du lịch khá cao so với các tỉnh khác thuộc đồng bằng sông Hồng. Hiện nay, tại huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định đã đầu tư 28 lò đốt chất thải rắn sinh hoạt, huyện Yên Lạc có 9 lò đốt, huyện Bình Xuyên 07 lò đốt……Tuy nhiên, hầu hết hệ thống lò đốt chất thải rắn này chưa đáp ứng được các yêu cầu về kĩ thuật, điều này đã gây ra ô nhiễm môi trường thứ cấp cho khu vực và làm ảnh hướng đến sức khỏe và đời sống của người dân trên địa bàn. 2.1.2. Cơ sở lựa chọn lò đốt chất thải rắn sinh hoạt khu vực nghiên cứu Nam Định và Vĩnh Phúc là 02 địa phương có số lượng lò đốt chất thải rắn sinh hoạt thuộc nhóm nhiều nhất cả nước. Theo quy hoạch về công tác thu gom, xử lý chất thải rắn của tỉnh, số lượng lò đốt rác tại 02 tỉnh còn tiếp tục được đầu tư. Theo kết quả điều tra khảo sát thực tế tại Nam Định và Vĩnh Phúc cho thấy, tại Nam Định, hầu hết các địa phương đang sử dụng lò đốt rác LOSIHO, hiện tỷ lệ sử dụng lò này đang chiếm 66% tổng số lò đốt trên địa bàn tỉnh Nam Định. Tại Vĩnh Phúc, xu hướng sử dụng công nghệ lò đốt SANKYO lại chiếm tỷ lệ khá cao, hiện chiếm đến 89% số lượng lò đốt trên địa bàn tỉnh. Vì vậy, luận án đã lựa chọn 02 công nghệ lò đốt này để tiến hành nghiên cứu. 6
2.1.3. Cơ sở cho việc lấy mẫu, các thông số nghiên cứu Do đặc thù của chất thải sinh hoạt thường có chứa nhiều thành phần độc hại có trong các chất nhựa có chứa các halogen (Cl, Br), vì vậy trong quá trình xử lý bằng lò đốt, nếu hệ thống lò đốt không đảm bảo được các yêu cầu về kỹ thuật sẽ phát sinh ra nhiều các chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, cụ thể như các chất hữu cơ thơm đa vòng (PAHs), BTEX và nhiều chất hữu cơ dễ bay hơi khác. Khí thải lò đốt và không khí xung quanh khu vực lò đốt có chứa nhiều hợp chất hữu cơ độc hại cùng với các chất ô nhiễm vô cơ, các thông số vật lý, hóa học. Trong khuôn khổ của luận án, tác giả đã lựa chọn 02 nhóm các chất hữu cơ độc hại, khó phân hủy để nghiên cứu là nhóm PAHs và nhóm BTEX. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp điều tra và thu thập số liệu Tiến hành điều tra, khảo sát thu thập các số liệu có liên quan đến luận án như tình hình nguồn phát sinh chất thải, thành phần, tính chất, tình hình thu gom, xử lý, hiện trạng quản lý, vận hành, bảo dưỡng lò đốt, thời gian làm việc của công nhân,……. 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu 2.2.2.1. Vị trí lấy mẫu Tổng cộng có 20 điểm được lựa chọn để lấy mẫu trong phạm vi nghiên cứu. Thời gian lấy mẫu được thực hiện trong tháng 4, 6, 9 và tháng 11 của các năm 2020, 2021 và 2022. Số lượng mẫu và vị trí lấy mẫu được tính toán và lựa chọn phù hợp với đặc điểm và đáp ứng được tính đại diện của các nguồn thải và không gian của khu vực nghiên cứu. 2.2.2.2. Hóa chất phục vụ phân tích. ➢ PAH - Dung môi loại dùng cho sắc ký: methanol, acetonitril, dichloromethane, cyclohexane (Merck, Đức). - Dung môi hóa chất tinh khiết phân tích gồm: magie sunfat khan, natri clorua khan đã sấy ở 4500C trong vòng 2 giờ, n- hexan (Merck, Đức). - Các chất hấp phụ: Primary secondary amin (PSA), octadecylsilan C18 (Aligent, Mỹ), Khí N2 độ tinh khiết 99,999%, Nước cất hai lần thu được từ hệ thống Hamilton, - Dung dịch axit H2SO4, HCl, HNO3 của Merk. - Chất chuẩn gồm 16 PAHs của hãng Sigma - Aldrich độ tinh khiết 99,5%, gồm: Naphthalene, Acenaphthylene, Acenaphthene, Fluorene, Phenanthrene, Anthracene, Fluoranthene, Pyrene, Benz[a]anthracene, Chrysene, Benzo[b]fluoranthene, Benzo(k)fluoranthene, Benzo[a]pyrene, Dibenzo (a, h) anthracene, Benzo[ghi]perylene, Indeno[1,2,3-cd] pyrene. - Dung dịch nội chuẩn (ASM-182) bao gồm 06 chất: Acenaphthene-d10, Chrysene-d12, IS-3: 1,4- Dichlorobenzene-d4, IS-4: Naphthalene-d8, IS-5: Perylene-d12, IS-6: - Phenanthrene-d10. - Dung dịch chuẩn đồng hành là chất PeCNB nồng độ gốc 10 ppm của hãng AccuStandard. - Các chất chuẩn gốc cũng như chuẩn làm việc được bảo quản trong bình kín, lạnh ở nhiệt độ ≤ 6oC. ➢ BTEX - Chất chuẩn gồm 04 BTEX (Benzenee, Toluene, Xylen, Styren) của Meck, độ tinh khiết 99,5%. - Dung môi CS2 tinh khiết dùng cho sắc khí. - Hóa chất pha chuẩn được bảo quản trong tủ, giữ ở 5-6°C. Sử dụng trong 6 tháng. 7
2.2.2.3. Thiết bị, dụng cụ phục vụ phân tích ➢ PAHs - Máy sắc ký khí ghép nối khối phổ GCMS- QP2010, detector MS nguồn ion hoá EI. - Cột mao quản DB5-MS (30mx0,32mmx0,25um) và phần mềm xử lý số liệu. - Thiết bị siêu âm Super RK510 của Nhật Bản. - Thiết bị cất quay chân không Buchi Model R-200, Đức - Thiết bị làm giàu mẫu bằng khí nitơ - Thiết bị ly tâm lạnh Rotina420r, Đức - Thiết bị thổi khí: Reacti-therm III #TS-18829, hãng Thermo, Mỹ - Máy đồng nhất mẫu Vortex Orbit – 300, Mỹ - Các loại ống đong, cốc 250ml, cân phân tích, bình định mức, pipets các cỡ được sử dụng trong quá trình nghiên cứu, chuẩn bị mẫu. - Hệ chiết soxhlet dùng để chiết mẫu. - Bình vial nhỏ 1,5 mL với nắp PTFE ➢ BTEX - Máy sắc ký khí ghép nối khối phổ GCMS- QP2010, detector MS nguồn ion hoá EI. - Cột mao quản DB5-MS (30mx0,32mmx0,25um) và phần mềm xử lý số liệu. - Pipet 100 µL, 1 mL, xy lanh 10 µL, 25 µL và 50 µL - Bình khí He. - Máy siêu âm, máy rung Voltex, máy ly tâm. 2.2.2.4. Phương pháp lấy mẫu phân tích - Lấy mẫu chất thải rắn sinh hoạt: Theo TCVN 9466:2021. - Lấy mẫu PAHs trong khí thải : Theo phương pháp US EPA Method 0010 - Lấy mẫu BTEX trong khí thải: Theo phương pháp PD CEN/TS 13649:2014. - Lấy mẫu PAHs trong không khí xung quanh: Theo NIOSH Method 5515: 1994 - Lấy mẫu BTEX trong không khí xung quanh: Theo phương pháp NIOSH Method 1501. 2.2.2.5. Phương pháp phân tích - Phương pháp phân tích PAHs: Theo phương pháp Method 429 - Phương pháp phân tích BTEX: Theo phương pháp PD CEN/TS 13649:2014 2.2.3. Phương pháp đánh giá rủi ro ô nhiễm Sử dụng phương pháp theo EPA-540-R-070-002,2009. 8
2.2.4. Phương pháp tính hệ số phát thải, tải lượng PAHs, BTEX trong khí thải lò đốt. 2.2.4.1. Tính toán hệ số phát thải. Hệ số phát thải trong không khí có thể tính theo công thức sau: EFair = C * T * V * S /M (2.1) Trong đó: - C: Nồng độ chất ô nhiễm đo được trong khí thải ống khói (µg/m3) - T: Thời gian lấy mẫu (giây) - V: Tốc độ dòng khí (m/giây) - S: Diện tích ống khói (m2) - M: Lượng chất thải rắn được đem đốt (kg). 2.2.4.2. Tính toán tải lượng chất ô nhiễm. Công thức sử dụng để tính toán bao gồm: TLm = EFm x Cm x Vkhí / t (2.2) Trong đó TLm: Tải lượng của chất m trong mẫu bụi tổng số (µg/giờ) EFm: Hệ số phát thải chất m (µg/kg) Cm: Nồng độ chất m trong khí thải ống khói (µg/m3) Vkhí: Thể tích mẫu khí (m3) t: Thời gian đốt chất thải rắn sinh hoạt trong lò đốt (giờ) Kết luận chương 2 Luận án đã phân tích và đưa ra được cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu và lựa chọn địa điểm, các thông số để phân tích, đánh giá ô nhiễm khu vực lò đốt chất thải rắn sinh hoạt. Đánh giá ô nhiễm một số PAHs, BTEX trong khí thải, không khí xung quanh và xây dựng hệ số phát thải cũng như tính toán được tải lượng chất ô nhiễm khu vực lò đốt chất thải rắn sinh hoạt tại khu vực nghiên cứu. Đối với việc lấy mẫu và bảo quản mẫu, tác giả đã tuân theo đúng các quy chuẩn, tiêu chuẩn quy định hiện hành. Đối với giới hạn của luận án, tác giả đã chọn các phương pháp phân tích đã được kiểm chứng. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Thành phần, đặc điểm chất thải rắn khu vực nghiên cứu 3.1.1 . Thành phần chất thải rắn sinh hoạt khu vực nghiên cứu Bảng 3. 1. Thành phần trung bình của chất thải rắn sinh hoạt khu vực nghiên cứu Tỷ lệ (%) TT Thành phần chất thải rắn sinh hoạt Yên Lạc Tam Hợp TT Cồn Hải Ly Thành phần hữu cơ (Thức ăn thừa, lá cây, 1 68,11 60,8 62,16 52,8 bã trà, hoa quả, rau củ hỏng, vải vụn,…). 9
2 Giấy vụn, thuỷ tinh, kim loại 5,9 5,73 11,80 25,73 3 Bao ni lông, chai nhựa các loại, giả da 4,0 4,9 7,0 2,9 4 Các chất độc hại ( pin, sơn...) 0,01 0,01 0,02 0,01 Sành sứ, bê tông, gạch đá, xỉ than, vỏ sò, 5 21,98 28,56 19,02 18,56 ốc, săm lốp,..... 3.1.2. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt khu vực nghiên cứu và một số địa phương khác Bảng 3. 3. Thành phần có trong CTRSH khu vực nghiên cứu và một số địa phương khác Tỷ lệ (%) Thành phần chất TT Yên Tam Hải Nông Kim Hà Hải thải rắn sinh hoạt Cồn Lạc Hợp Lý Cống Bảng Nội Phòng Thành phần hữu cơ (Thức ăn thừa, lá cây, 1 68,11 60,8 62,16 52,8 54,0 66,75 51,9 47,7 bã trà, hoa quả, rau củ hỏng, vải vụn,…). Giấy vụn, thuỷ tinh, 2 5,9 5,73 11,80 25,73 9,0 6,73 4,1 5,0 kim loại Bao ni lông, chai 3 4,0 4,9 7,0 2,9 28,0 4,26 4,3 13,8 nhựa các loại, giả da Các chất độc hại ( pin, 4 0,01 0,01 0,02 0,01 - - - - sơn...) Sành sứ, bê tông, 5 gạch đá, xỉ than, vỏ 21,98 28,56 19,02 18,56 9.0 19,49 39,7 33,5 sò, ốc, săm lốp,..... Bảng 3.3 cho thấy thành phần có trong rác thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu so với một số địa phương khác không có sự trên lệch lớn. Đối với thành phần CTR hữu cơ, tại các khu vực đô thị như Hải Phòng, Hà Nội, tỷ lệ chất thải này có xu hướng thấp hơn so với khu vực nông thôn, tỷ lệ % rác thải hữu cơ lần lượt dao động từ 47,7 đến 51,9%, tại các khu vực nông thôn khác như Nông Cống, Kim Bảng tỷ lệ chất thải hữu cơ lần lượt dao động từ 54 đến 66,75%. Tại khu vực nghiên cứu, tỷ lệ này dao động từ 52,8% đến 68,11%. Đối với loại chất thải không cháy (sành sứ, bê tông, gạch đá, xỉ than, vỏ sò, ốc,...), khu vực nghiên cứu chỉ thấp hơn Hà Nội từ 28,1% đến 54,3% và Hải Phòng từ 14,75% đến 44,6%. 3.2. Đánh giá ô nhiễm PAHs trong khí thải và không khí xung quanh 3.2.1. Đánh giá ô nhiễm PAHs trong khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt Bảng 3. 4. Kết quả phân tích PAHs trong khí thải năm 2020 tại LĐRSH tại Nam Định TT Thông số Đơn vị Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 1 Naphthalene µg/Nm3 279,3 - 295,7 286,4-311,6 291,1-310,2 273,4 - 315,8 2 Acenaphthylene µg/Nm3 1,99 - 2,53 2,17 - 2,53 1,63 - 2,08 2,06 - 2,69 3 3 Acenaphthene µg/Nm 3,26 - 4,61 4,25 - 12,03 3,17 - 3,89 4,12 - 8,96 4 Fluorene µg/Nm3 195,4 - 205,2 200,1-212,6 169,8-177,4 191,4 - 203,3 5 Phenanthrene µg/Nm3 3,44 - 4,07 4,16 - 4,80 2,90 - 3,35 4,03 - 5,56 10
TT Thông số Đơn vị Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 6 Anthracene µg/Nm3 53,20 - 61,89 59,4 - 69,0 46,69-53,29 56,73 - 72,77 3 7 Pyrene µg/Nm 56,73-111,73 118,8-136,9 140,9-149,8 113,5-126,1 8 Fluoranthene µg/Nm3 57,27 - 59,71 60,26-64,06 61,25 - 63,5 57,54 - 88,83 9 Benzo(a) anthracene µg/Nm3 2,71 - 3,98 4,52 - 5,61 3,44 - 4,98 4,3 - 8,6 10 Chrysene µg/Nm3 1,63 - 1,81 1,54 - 1,99 0,81 - 1,63 1,43 - 2,00 3 11 Benzo[b]fluoranthene µg/Nm 18,73 - 21,53 20,72-24,61 16,82 - 18,0 19,81 - 29,31 12 Benzo[k]fluoranthene µg/Nm3 1,09 - 1,27 2,17 - 2,26 1,00 - 1,18 1,97 - 4,03 13 Benzo[a]pyrene µg/Nm3 1,54 - 1,72 1,81 - 1,99 1,09 - 1,27 1,70 - 3,05 14 Indeno[1,2,3-cd] pyrene µg/Nm3 129,56-164,0 130,5-162,8 167,7-217,4 124,84-248,69 15 Benzo[g,h,i]perylene µg/Nm3 39,18 - 40,35 40,53-45,15 45,78- 46,69 39,61 - 58,79 3 16 Dibenz [a,h]anthracen µg/Nm 10,86 - 11,76 14,48-15,38 17,10-19,45 13,98 - 15,86 Nhận xét: - Nồng độ ô nhiễm của các chất PAHs giữa các đợt lấy mẫu không có sự chênh lệch không đáng kể. Tỷ lệ % của L-PAHs, M-PAHs và H-PAHs tại khu vực nghiên cứu cũng khác nhau. - PAHs có độc tính cao nhất trong 16 PAH là BaP: nồng độ BaP nằm trong khoảng từ 1,09 – 3,05 µg/Nm3. Phần trăm của BaP khá nhỏ trên tổng 16 PAH. Do đó ảnh hưởng của BaP đến con người tại khu vực lò đốt chất thải rắn sinh hoạt khu vực nghiên cứu là nhỏ. Tại Việt Nam, hiện chưa có nghiên cứu nào về nồng độ PAHs trong khí thải lò đốt, tuy nhiên so với một số kết quả nghiên cứu khác trên thế giới thì nồng độ PAH trong khí thải ở nghiên cứu này cao hơn nhiều so với nồng độ PAHs trong khí thải tại một số lò đốt ở Đài Loan (5.860 ng/Nm3) và Bỉ (390 ng/Nm3). 3.2.2. Đánh giá ô nhiễm PAHs trong khí xung quanh lò đốt chất thải rắn sinh hoạt Để đánh giá ô nhiễm PAHs trong không khí xung quanh khu vực lò đốt, luận án đã tiến hành 12 đợt lấy mẫu (04 đợt/năm) tại các lò đốt trong phạm vi nghiên cứu, kết quả phân tích ô nhiễm PAHs được tổng hợp trong bảng 3.5 Bảng 3.5. Kết quả phân tích PAHs xung quanh trung bình năm 2020 tại LĐRSH Nam Định Đơn TT Thông số Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 vị 1 Naphthalene µg/m3 251,4 - 266,1 252,9 - 278,4 259,5 - 276,6 260,9 - 267,8 3 2 Acenaphthylene µg/m 1,79 - 2,28 1,92 - 2,24 1,45 - 1,86 1,97 - 2,57 3 Acenaphthene µg/m3 2,93 - 4,15 3,76 - 10,63 2,82 - 3,47 3,93 - 8,55 4 Fluorene µg/m3 175,8 - 184,7 176,9 - 187,8 151,4 - 158,2 162,3 - 172,4 5 Phenanthrene µg/m3 3,09 - 3,66 3,68 - 4,24 2,58 - 2,98 3,85 - 5,30 6 Anthracene µg/m3 47,9 - 55,7 52,42 - 60,97 41,6 - 47,5 54,12 - 69,43 7 Pyrene µg/m3 51,1 - 102,4 104,9 - 120,9 125,6 - 133,6 108,2 - 120,3 3 8 Fluoranthene µg/m 51,54 - 53,7 53,22 - 56,57 54,6 - 56,6 54,89 - 79,94 9 Benzo(a) anthracene µg/m3 2,44 - 3,58 4,00 - 4,95 3,07 - 4,44 4,10 - 8,21 11
Đơn TT Thông số Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 vị 10 Chrysene µg/m3 1,22 - 1,63 1,36 - 1,76 0,73 - 1,45 1,37 - 1,80 11 Benzo[b]fluoranthene µg/m3 16,86 - 19,38 18,30 - 21,73 14,28 - 16,05 18,90 - 27,96 3 12 Benzo[k]fluoranthene µg/m 0,98 - 1,14 1,92 - 2,00 0,89 - 1,05 1,88 - 3,85 13 Benzo[a]pyrene µg/m3 1,38 - 1,73 1,60 - 1,76 0,97 - 1,13 1,62 - 2,91 14 Indeno[1,2,3-cd] pyrene µg/m3 116,6 - 147,6 115,2 -143,7 149,5 - 193,8 119,1 - 186,5 15 Benzo[g,h,i]perylene µg/m3 35,26 - 36,3 35,80 - 39,87 40,81 - 41,62 37,79 -56,09 16 Dibenz [a,h]anthracen µg/m3 9,77 - 10,59 12,79 - 13,58 15,24 - 17,34 13,34 - 15,13 Nhận xét: - PAHs có độc tính cao nhất trong 16 PAH là BaP: nồng độ BaP trung bình dao động trong khoảng từ 0,97 – 2,91 µg/m3. Phần trăm của BaP khá nhỏ trên tổng 16 PAH, hiện chỉ chiếm từ 0,16 đến 0,19%, do đó ảnh hưởng của BaP đến con người tại khu vực lò đốt rác sinh hoạt là nhỏ. Ở Việt Nam, trước đây chưa có nghiên cứu nào về PAHs trong lò đốt chất thải rắn sinh hoạt, nhưng khi so sánh với các nghiên cứu khác trên thế giới, giá trị tổng nồng độ Σ16PAHs cao hơn đáng kể so với Σ16PAH trong PM10 từ bên ngoài các chung cư dân cư xung quanh hai MSWI ở Thâm Quyến, Trung Quốc (175,9 – 201,1 µg/m3). 3.2.3. Diến biến ô nhiễm PAHs trong không khí khu vực lò đốt chất thải rắn sinh hoạt 3.2.3.1 Diễn biến nồng độ PAHs trong khí thải ống khói mg/m3 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 PAH Tháng 4 PAH Tháng 6 PAH Tháng 9 PAH Tháng 11 2020 2021 2022 Kết quả quan trắc cho thấy nồng độ trung bình của nhóm PAHs hàng năm thay đổi không đáng kể, tuy nhiên nhóm chất này có xu hướng tăng dần theo từng năm. Nguyên nhân có thể do sự gia tăng về số lượng chất thải rắn sinh hoạt cần đốt, đồng thời do hiệu suất xử lý khí thải của lò đốt với nhóm hợp chất hữu cơ chưa cao. 3.2.3.2 Diễn biến nồng độ PAHs trong không khí xung quanh lò đốt 1200 mg/m3 1000 800 600 400 200 0 PAH Tháng 4 PAH Tháng 6 PAH Tháng 9 PAH Tháng 11 2020 2021 2022 12
Kết quả quan trắc 03 năm cho thấy diễn biến nồng độ trung bình hàng năm có sự thay đổi không đáng kể, tương tự như diễn biến của PAHs trong khí thải, nhóm PAHs trong không khí xung quanh cũng có xu hướng tăng dần theo từng năm. Tại Việt Nam chưa có quy chuẩn quy định về nồng độ của nhóm PAHs trong không khí xung quanh 3.2.4. Tỷ lệ đồng phân của PAHs trong không khí khu vực lò đốt 1.00 % 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 Ant/(Ant+Phe) Flt/(Flt+Py) BaA/(BaA+Chr) Ind/(Ind+Bghip) Min Max Nhận xét: Tỷ lệ đồng phân của các PAHs trong mẫu không khí khu vực lò đốt là khá nhỏ, dao động từ 0,34 đến 0,97, trong đó cao nhất là tỷ lệ Ant/(Ant+Phe) với giá trị lần lượt từ 0,93 đến 0,94 và thấp nhất là tỷ lệ Flt/(Flt+Py) với giá trị dao động từ 0,34 đến 0,35. Hiện tại, ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào công bố tỷ lệ PAHs trong các mẫu khí thải từ các lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ. Tỷ lệ Flt/(Flt+Py) trong nghiên cứu này tương đương với tỷ lệ của nguồn thải từ xăng, dầu và thấp hơn so với nguồn thải từ hoạt động giao thông, đốt cỏ, than, gỗ; tỷ lệ Ant/(Ant+Phe) lớn hơn nguồn thải từ xăng dầu và tương đương nguồn thải từ quá trình đốt cháy. 3.2.5. Đánh giá rủi ro của PAH đến sức khỏe con người Bảng 3.7. TEQ, ILCR của PAHs trong không khí xung quanh tại Nam Định Loại tiếp xúc Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 ILCRΣ8PAHs Gần 3,12 x 10-4 3,23 x 10-4 3,85 x 10-4 3,87 x 10-4 Xa 1,15 x 10-4 1,19 x 10-4 1,42 x 10-4 1,43 x 10-4 Gần 1,65 1,36 1,32 1,37 TEQ Xa 0,61 0,50 0,48 0,51 Đánh giá chung: Qua kết quả đánh giá rủi ro tại các bảng 3.7 ta có thể thấy, khả năng rủi ro ung thư có thể xảy ra đối với công nhân vận hành lò đốt rác khi tiếp xúc với nhóm chất PAH. Hệ số rủi ro ung thư đối với người tiếp xúc với các chất gây ung thư thuộc nhóm PAH là khá cao, lần lượt dao động từ 1,15 x10-4 đến 3,87 x 10-4. Theo khuyến cáo của cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (US EPA) nếu hệ số rủi ro ung thư > 10-6 có nguy cơ gây ung thư và < 10-6 là có thể chấp nhận được. Qua đây ta có thể thấy được đã nguy cơ rủi ro ung thư đối với công nhân vận hành lò đốt chất thải rắn sinh hoạt. 13
3.3. Đánh giá ô nhiễm BTEX trong khí thải và không khí xung quanh 3.3.1. Đánh giá ô nhiễm BTEX trong khí thải lò đốt chất thải rắn sinh hoạt Bảng 3.8. Kết quả phân tích BTEX trung bình năm 2020 trong khí thải tại Vĩnh Phúc TT Thông số Đơn vị Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 1 Benzene µg/Nm3 13,3 - 30,46 16,10 - 48,83 16,05 - 25,09 10,19 - 42,44 2 Toluene µg/Nm3 39,6 - 136,9 83,3 - 249,2 64,52 - 108,28 38,49 - 201,69 3 3 Ethylbenzene µg/Nm 3,06 - 14,07 6,46 - 21,67 6,28 - 9,25 54,26 - 15,49 4 m,p-Xylene µg/Nm3 6,89 - 16,37 11,19 - 26,32 7,66 - 10,03 5,91 - 12,23 5 o-Xylene µg/Nm3 4,81 - 10,21 10,71 - 21,95 4,08 - 4,48 3,93 - 8,46 ∑ BTEX µg/Nm3 67,6 - 208,1 127,8 - 368,0 98,58 - 157,13 62,78 - 280,3 Bảng 3.9. Kết quả phân tích BTEX trung bình năm 2020 tại Nam Định TT Thông số Đơn vị Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 1 Benzene µg/Nm3 6,6 - 12,8 7,27 - 25,49 7,66 - 13,62 5,56 - 22,18 2 Toluene µg/Nm3 19,3 - 78,6 38,7 - 150,5 34,3 - 57,55 22,8 - 130,0 3 Ethylbenzene µg/Nm3 1,53 - 7,65 3,23 - 14,05 2,99 - 4,8 2,58 - 8,19 4 m,p-Xylene µg/Nm3 4,46 - 9,11 5,63 - 11,43 6,65 - 8,19 4,79 - 23,45 3 5 o-Xylene µg/Nm 2,28 - 4,01 2,92 - 4,78 3,23 - 5,55 1,74 - 6,19 ∑ BTEX µg/Nm3 34,1 - 112,2 57,8 - 206,2 54,85 - 89,71 68,6 - 267,9 Nhận xét: - Nồng độ nhóm BTEX dao động từ 62,78 – 368,18µg/Nm3 đối với lò đốt tại Vĩnh Phúc và từ 34,10 - 267,91 µg/Nm3 tại lò đốt Nam Định. - BTEX có độc tính cao nhất trong 05 BTEX là Benzen: nồng độ Benzen nằm trong khoảng từ 10,19 – 48,83µg/Nm3 đối với lò đốt tại Vĩnh Phúc và từ 6,6– 25,49 µg/Nm3 đối với lò đốt tại Nam Định. - Nồng độ các chất ô nhiễm BTEX tại lò đốt rác trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc có xu hướng cao hơn so với lò đốt rác tại Nam Định. 3.3.2. Đánh giá ô nhiễm BTEX trong không khí xung quanh lò đốt chất thải rắn sinh hoạt Bảng 3. 10. Kết quả phân tích BTEX trung bình năm 2020 tại Vĩnh Phúc TT Thông số Đơn vị Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 1 Benzene µg/m3 12,3 - 28,2 14,9 - 45,2 14,9 - 23,2 9,43 - 39,3 3 2 Toluene µg/m 36,6 - 126,8 77,1 - 230,7 59,7 - 100,3 35,64 - 186,75 3 3 Ethylbenzene µg/m 2,83 - 13,03 5,9 - 20,1 5,8 - 8,6 3,94 - 14,34 3 4 m,p-Xylene µg/m 6,38 - 15,16 10,4 - 24,4 7,1 - 9,3 5,48 - 11,32 3 5 o-Xylene µg/m 4,46 - 9,45 9,9 - 20,3 3,78 - 4,1 3,64 - 7,83 3 ∑ BTEX µg/m 62,6 - 192,7 118,3 - 340,7 91,3 - 145,5 58,13 - 259,54 14
Bảng 3.11. Kết quả phân tích BTEX trung bình năm 2020 tại Nam Định TT Thông số Đơn vị Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 1 Benzene µg/m3 5,50 - 11,63 6,80 - 23,8 6,16 - 12,73 7,13 - 20,73 2 Toluene µg/m3 16,04 - 65,49 32,3 - 125,4 7,15 - 12,73 5,19 - 20,73 3 Ethylbenzene µg/m3 1,41 - 7,08 2,99 - 13,0 5,87 - 8,64 3,98 - 14,47 3 4 m,p-Xylene µg/m 3,98 - 8,13 5,03 - 10,2 7,15 - 9,37 5,53 - 11,43 5 o-Xylene µg/m3 2,11 - 3,71 2,70 - 4,42 3,81 - 4,18 3,68 - 7,90 ∑ BTEX µg/m3 29,04 - 96,04 49,8 - 176,8 30,15 - 46,89 25,30 - 40,68 Nồng độ của Σ BTEX dao động từ 43,48 đến 345,35 µg/m3 tại Vĩnh Phúc và từ 27,0 đến 242,69 µg/m3. Nồng độ BTEX tại Vĩnh Phúc có xu hướng cao hơn tại Nam Định. Sự chênh lệch nồng độ giữa các đợt lấy mẫu là khá lớn. Tại Nam Định nồng độ lớn nhất vào tháng 6 cao gấp 2,2 lần nồng độ đo được trong tháng 9, tại Vĩnh Phúc nồng độ cao nhất là tháng 11 cao gấp 1,8 lần so với nồng độ trong tháng 9. Tại Việt Nam chưa có nghiên cứu cụ thể nào về nồng độ các chất BTEX trong không khí xung quanh khu vực lò đốt chất thải rắn sinh hoạt quy mô nhỏ. Tuy nhiên khi so sánh với các nghiên cứu khác trên thế giới, giá trị tổng nồng độ Σ5 BTEX thấp hơn nhiều so với Σ5BTEX xung quanh trạm khí đốt và khí nén tự nhiên tại Iran và ô nhiễm BTEX tại 20 thành phố lớn trên thế giới. 3.3.3. Diến biến ô nhiễm BTEX trong không khí khu vực lò đốt chất thải rắn sinh hoạt 3.3.3.1 Diễn biến nồng độ BTEX trong khí thải ống khói Kết quả quan trắc hàng năm cho thấy nồng độ BTEX trung bình các đợt lấy mẫu trong các năm có sự thay đổi khá lớn. Tại Nam Định, năm 2020 nồng độ BTEX tháng 6 cao gấp 2,8 lần so với tháng 4 và gấp 2,9 lần so với tháng 9. Tại Vĩnh Phúc nồng độ BTEX tháng 6 năm 2020 cao gấp 18, và 1,9 lần so với tháng 4 và tháng 9. Sự thay đổi nồng độ BTEX giữa các đợt lấy mẫu tại Nam Định không theo quy luật. Tại Vĩnh Phúc, nồng độ BTEX có xu hướng giảm dần theo từng năm. 15
3.2.3.2 Diễn biến nồng độ BTEX trong không khí xung quanh lò đốt Tương tự như trong khí thải, kết quả quan trắc 03 năm cho thấy nồng độ trung bình của các đợt lấy mẫu có sự thay đổi đáng kể. Nồng độ BTEX tháng 6 năm 2020 tại Nam Định cao hơn tháng 4, tháng 9 và tháng 11 lần lượt là 1,8, 2,9 và 3,4 lần, năm 2021 nồng độ BTEX tháng 11 cao hơn tháng 4 và tháng 9 lần lượt là 2,1 và 2,4 lần. Nồng độ BTEX tháng 6 năm 2020 tại Vĩnh Phúc cao hơn tháng 4, tháng 9 và tháng 11 lần lượt là 1,8 và 1,9 lần, năm 2021 nồng độ BTEX tháng 6 cao hơn tháng 4 và tháng 9 lần lượt là 1,8 và 1,9 lần. 3.3.4. Tỷ lệ đồng phân của một số BTEX trong không khí khu vực lò đốt rác Tỷ lệ đồng phân của các BTEX trong không khí xung quanh có sự chênh lệch đáng kể, cao nhất là tỷ lệ T/B với tỷ lệ từ 4,7 đến 5,2 tại Nam Định và từ 3,99 đến 4,6 tại Vĩnh Phúc. Thấp nhất là tỷ lệ o-X/B với tỷ lệ lần lượt từ 0,35 đến 0,78 tại Nam Định và từ 0,26 đến 0,59 tại Vĩnh Phúc. Hiên nay chưa có công bố nào về tỷ lệ đồng phân của các BTEX trong không khí xung quanh khu vực lò đốt chất thải rắn, hiện chỉ có một số nghiên cứu về tỷ lệ đồng phân trong khí thải giao thông và trong môi trường đô thị. 3.4.2. Rủi ro BTEX đến sức khỏe con người 3.4.2.1 Đánh giá rủi ro tiếp xúc Kết quả tính toán rủi ro của nhóm chất BTEX đến sức khỏe con người được tổng hợp trong bảng 3.16 16
Bảng 3.16. Kết quả đánh giá rủi ro tiếp xúc với BTEX trong tháng 4 Nam Định Vĩnh Phúc Loại Chất tiếp Hệ số nguy Hệ số nguy Rủi ro ung thư (ILCR) Rủi ro ung thư (ILCR) xúc hại (HQ) hại (HQ) 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ Gần - - 1.18 x10 -2 2.35 x 10 -2 - - 3.07 x 10 -2 6.14 x 10-2 Benzene Xa - - 4.30 x10-3 8.60 x 10-3 - - 1.13 x 10-2 2.25 x 10-2 Gần 0.56 1.10 - - 1.57 3.16 - - Toluen Xa 0.21 0.41 - - 0.58 5.80 - - Gần - - 5.84 x 10-3 1.17 x 10-2 - - 1.18 x 10-2 8.36 x 10-2 EthylBenzene Xa - - 2.13 x 10-3 4.25 x 10-3 - - 4.32 x 10-3 3.45 x 10-3 Gần 0.61 1.22 - - 1.05 2.10 - - m.p-Xylene Xa 0.22 0.44 - - 0.38 0.77 - - Gần 0.32 0.62 - - 0.68 1.36 - - o-Xylene Xa 0.11 0.22 - - 0.25 0.50 - - Bảng 3.17. Kết quả đánh giá rủi ro tiếp xúc với BTEX trong tháng 6 Nam Định Vĩnh Phúc Loại Hệ số nguy Rủi ro ung thư Hệ số nguy Rủi ro ung thư Chất tiếp xúc hại (HQ) (ILCR) hại (HQ) (ILCR) 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ Gần - - 1.86 x 10 -2 3.73 x 10-2 - - 4.52 x 10 -2 9.04 x 10-2 Benzene -2 Xa - - 6.83 x 10 1.37 x 10-2 - - 1.66 x 10 -2 3.32 x 10-2 Gần 1.62 3.25 - - 2.98 5.9 - - Toluen Xa 0.59 1.19 - - 1.09 2.19 - - Gần - - 1.04 x 10 -2 2.07 x 10-2 - - 1.95 x 10 -2 3.91 x 10-2 EthylBenzene -3 Xa - - 3.83 x 10 7.67 x 10-3 - - 7.16 x 10 -3 1.43 x 10-2 Gần 0.69 1.40 - - 1.69 3.39 - - m.p-Xylene Xa 0.25 0.51 - - 0.62 1.24 - - Gần 0.34 0.68 - - 1.48 2.96 - - o-Xylene Xa 0.12 0.25 - - 0.54 1.08 - - Bảng 3.18. Kết quả đánh giá rủi ro tiếp xúc với BTEX trong tháng 9 Nam Định Vĩnh Phúc Loại Chất tiếp Hệ số nguy Rủi ro ung thư Hệ số nguy Rủi ro ung thư xúc hại (HQ) (ILCR) hại (HQ) (ILCR) 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ -2 Gần - - 1.28 x 10 2.56 x 10-2 - - 4.52 x 10 -2 9.04 x 10-2 Benzene -3 Xa - - 4.69 x 10 9.38 x 10-3 - - 1.66 x 10 -2 3.32 x 10-2 Gần 1.75 3.49 - - 2.98 5.96 - - Toluen Xa 0.64 1.28 - - 1.09 2.19 - - Gần - - 1.11 x 10 -2 2.23 x 10-2 - - 1.95 x 10 -2 3.91 x 10-2 EthylBenzene -3 Xa - - 4.07 x 10 8.14 x 10-3 - - 7.16 x 10 -3 1.43 x 10-2 Gần 0.82 1.64 - - 1.69 3.39 - - m.p-Xylene Xa 0.3 0.6 - - 0.62 1.24 - - Gần 0.40 0.80 - - 1.48 2.96 - - o-Xylene Xa 0.15 0.29 - - 0.54 1.08 - - 17
Bảng 3.19. Kết quả đánh giá rủi ro tiếp xúc với BTEX trong tháng 11 Nam Định Vĩnh Phúc Loại Chất tiếp Hệ số nguy Rủi ro ung thư Hệ số nguy Rủi ro ung thư xúc hại (HQ) (ILCR) hại (HQ) (ILCR) 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ 4 giờ 8 giờ Gần - - 1.90 x 10-2 3.81 x 10-2 - - 3.49 x 10-2 6.99 x 10-2 Benzene Xa - - 6.97 x 10-3 1.39 x 10-2 - - 1.28 x 10-2 2.56 x 10-2 Gần 1.66 3.32 - - 2.03 4.07 - - Toluen Xa 0.61 1.22 - - 0.75 1.49 - - Gần - - 1.38 x 10-2 2.76 x 10-2 - - 1.32 x 10-2 2.64 x 10-2 EthylBenzene Xa - - 5.05 x 10-3 1.01 x 10-2 - - 4.83 x 10-3 9.66 x 10-3 Gần 1.38 2.76 - - 0.15 1.57 - - m.p-Xylene Xa 0.54 1.08 - - 0.06 0.57 - - Gần 0.94 1.88 - - 0.11 1.10 - - o-Xylene Xa 0.34 0.23 - - 0.04 0.40 - - Đánh giá chung: Kết quả tính toán rủi ro cho thấy. nhóm BTEX đã có những tác động tiêu cực đến sức khỏe công nhân vận hành khu vực lò đốt. các thông số tính toán rủi ro của BTEX đã đạt ngưỡng giới hạn khuyến cáo về mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Hệ số rủi ro ung thư đối với người tiếp xúc với Benzene và ethylBenzene là khá cao. lần lượt dao động từ 1.18 x10-2 - 3.81 x 10-2 và từ 15.84 x 10-3 – 2.76 x 10-2 tại Nam Định. từ 3.07 x10-2 - 9.04 x 10-2 và 1.18 x 10-2 – 8.63 x 10-2 tại Vĩnh Phúc. Đối với hệ số nguy hại. theo kết quả tính toán cho thấy. tại Nam Định hệ số nguy hại đang dao động từ 0.11 đến 3.49 và tại Vĩnh Phúc dao động từ 0.11 đến 8.96. 3.4.2.2 Đánh giá xác suất rủi ro tiếp xúc với BTEX Trên cơ sở nồng độ người lao động tiếp xúc với nhóm BTEX. tiến hành sử dụng mô hình Monte Carlo để xác định độ không đảm bảo và sự biến thiên trong tính toán mức tiếp xúc hoặc rủi ro. Kết quả tính toán xác xuất rủi ro được tổng hợp trong bảng 3.17 và 3.18 Bảng 3. 20. Kết quả đánh giá xác suất P 95% người láo động có nguy cơ gây ung thư (ED = 4 năm; ET = 4giờ) Địa Rủi ro gây ung thư (ILCR) Chất Vị trí điểm Tháng 4 Tháng 6 Tháng 9 Tháng 11 -2 -2 Gần 1.44 x 10 2.30 x 10 1.59 x10-2 2.39 x 10-2 Benzene Nam Xa 5.24 x 10-3 8.38 x 10-3 5.97 x 10-3 8.78 x 10-3 Định Gần 7.18 x 10-3 1.28 x 10-2 1.41 x 10-2 1.69 x 10-2 EthylBenzene Xa 2.64 x 10-3 8.51 x 10-3 5.0 x 10-3 6.28 x 10-3 Gần 3.76 x 10-2 5.57 x 10-2 1.32 x10-2 1.71 x 10-2 Benzene Vĩnh Xa 1.38 x 10-3 2.06 x 10-2 1.33 x 10-2 6.42 x 10-3 Phúc Gần 1.44 x 10-2 2.44 x 10-2 1.33 x 10-2 6.36 x 10-3 EthylBenzene Xa 5.46 x 10-3 8.80 x 10-3 4.97 x 10-3 2.43 x 10-3 18