Sự phát sinh một số chất ô nhiễm hữu cơ ra môi trường xung quanh từ các bãi chôn lấp rác không an toàn

Bài tập thuyết trình

Chủ đề 11: Trên quan điểm của nhà hóa học mơi trường hãy trình bày sự phát sinh một
số chất ô nhiễm hữu cơ ra môi trường xung quanh từ các bãi chơn lấp rác khơng an
tồn


1
2
3

Các khái niệm và hình thức xử lí rác thải

Nguồn gốc các chất phát thải ra môi trường từ BCL rác thải khơng an
tồn
Lan truyền, ảnh hưởng của các chất ơ nhiễm trong mơi trường

Nội dung
4
5
6

Kiểm sốt, xử lí và đề xuất giải pháp

Kết luận

Tài liệu tham khảo


1
Các khái niệm và hình thức xử lí rác thải

Các khái niệm :[3]

- Chất thải hay còn gọi là rác thải có thể là bao bì, túi nilon, túi đựng thức ăn, giấy… Như vậy, rác thải là là tất cả những gì chúng ta khơng dùn
g tới và thải ra mơi trường xung quanh.

Hình ảnh rác thải trên đường

Hình ảnh rác thải bên bờ biển


Phân loại các chất thải:

• Phân loại theo nguồn gốc phát sinh:
- Chất thải từ các hộ gia đình hay còn gọi là chất thải hay rác thải sinh hoạt.
- Chất thải từ các hoạt động sản xuất, kinh doanh, thương mại.
• Phân loại theo thuộc tính vật lí: Chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí.
• Phân loại theo tính chất hóa học: theo cách này người ta chia chất thải dạng hữu cơ, vô cơ hoặc theo đặc tính vật chất như chất thải dạn
g kim loại, chất dẻo, thủy tinh, giấy, báo…

• Phân loại theo mức độ nguy hại với con người và sinh vật: chất thải độc hại, chất thải đặc biệt.


Bãi rác là một địa điểm cho phép việc thực hiện các phương pháp xử lý các loại chất thải và là hình thức lâu đời nhất của xử lý chất thải.
Chơn lấp là q trình đổ chất thải vào bãi chôn lấp bao hàm cả công tác giám sát chất thải chuyển đến, thải bỏ, nén ép chất thải và lắp đặt các thiết bị giám sát chất lượn
g môi trường xung quanh.
Bãi chôn lấp ( BCL) là là nơi thải bỏ chất rắn trên mặt đất. BCL rác thải hợp vệ sinh là bãi chôn lấp chất thải rắn được thiết kế và vận hành sao cho giảm đến mức thấp n
hất các tác động đến sức khỏe cộng đồng và mơi trường.

Hình ảnh bãi chơn lấp rác


•

Kết cấu của BCL:

- Ưu điểm:
Xử lí khối lượng rất lớn chất thải.
Chi phí đầu tư và chi phí xử lí thấp phù hợp với những nước đang phát triển như nước ta.




- Nhược điểm:
Chiếm nhiều diện tích.
Gây ơ nhiễm khu vực xử lí.
Thời gian phân hủy chậm.






•

Các hình thức xử lí rác thải khác:

- Phương pháp thiêu đốt chất thải

điểm:
- Ưu
Nhược
điểm:

Chi

Khảphínăng
dụng
lị hơi,
sưởi hoặc
đầu tận
tư và
bảo nhiệt
trì caocho
so với
các lị
phương
pháp các
kháclị cơng
nghiệp
phátđịi
điện.
Khi vậnvàhành
hỏi rác có nhiệt trị cao
Tác

Xử động
lý được
rắndo

màkhí
khơng
diệnxửtích
thứtồn
cấp bộ
tới chất
mơi thải
trường
phátcần
thảinhiều
và phải
lý
đấtsau
sử khi
dụng
tro
đốtlàm bãi chơn lấp rác.

CóXửthểlý gặp

triệtkhó
để thành
phầncóơsự
nhiễm,
giảm
đa thể
tích.
khăn khi
thay đổi
vềtối

thành
phần
chất thải.
Chất thải được biến thành những chất trung gian có giá trị, có
thể sử dụng để biến thành những vật liệu tái chế hoặc thu hồi
năng lượng.

Loại bỏ được nhiều chất độc hại.

Hình ảnh thiêu đốt rác thải


• Phương pháp ủ sinh học các loại chất rắn:
Ưu
điểm điểm
Nhược

DoCầnđược
xáo trộn
thường
có nhiều
nhân
cơng. xun vì thế mà chất lượng phân hữu cơ

được
đồng
Thời
gianđều.
ủ kéo dài (3 – 6 tháng).
CóDotổng

số vốnthổi
đầukhí
tư và
thấp.
sử dụng
thụmức
độngchivìphí
vậyvận
khóhành
quản
lý. (Vì
Đặckhơng
biệt làcần
khó
đến
hệ thống
cungsốt
cấp nhiệt
ơxy cưỡng
trong
việc kiểm
độ và bức)
mầm bệnh.

CóXáo
kỹ trộn
thuậtluống
đơn giản.
ủ thường gây hiện tượng thất thoát nitơ và gây mùi.
Q trình ủ cịn phụ thuộc vào thời tiết như mưa có thể ảnh hưởng

bất lợi cho q trình ủ.

Phương pháp thổi khí thụ động cần phải có một lượng lớn vật liệu
tạo cấu trúc phù hợp. Nó sẽ khó tìm hơn so với phương pháp khác.

Diện tích của đất cần thiết lớn.

Hình ảnh: Xử lí rác thải làm phân hữu cơ tại xã Thọ An


-

Phương pháp tái chế chất thải:

Ưu điểm:

Với lượng hữu cơ lớn khoảng (50-70%), rác thải sinh hoạt là nguồn nguyên liệu
dồi dào để sản xuất phân vi sinh, một loại phân tốt cho cây trồng. Thân thiện với
môi trường nhưng giá lại rẻ hơn so với phân hóa học.

Làm giảm sự phụ thuộc của con người vào việc khai thác, sử dụng các nguồn tài
nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt.

Bên cạnh đó việc tái chế chất thải cịn giúp chúng ta thu hồi các loại nguyên liệu
như. chất thải nhựa, giấy, tái chế chất thải kim loại. Tái chế chất thải tránh lãng
phí tài nguyên, ngăn ngừa được sự ô nhiễm.

Hình ảnh các công nhân môi trường phân loại rác thải để tái chế

Nhược điểm :

Tái chế gây ô nhiễm và tiêu tốn năng lượng nhiều hơn.
Tăng chi phí và công việc chất lượng thấp.
Sản phẩm tái chế chưa chắc đã đảm bảo an toàn


2
Nguồn gốc các chất phát thải ra môi trường từ BCL rác thải
khơng an tồn.


Với mơi trường khí quyển: [1]

Q trình phân hủy kỵ khí các
chất hữu cơ trong BCL đã tạo
thành một lượng lớn khí sinh vật
như cacbonic (CO2), metan (CH4),
ammoniac (NH3 ), Hidro sunfua
( H2S), chất hữu cơ bay hơi,…

Thành phần

%(Thể tíchkhơ)

CH4

45– 60

CO2

40– 60

N2

2-5

O2

0,1-1,0

Thiol ( Hợp chất chứa nhóm-SH), hợp chất chứa lưu hùynh,
…

0-1,0

NH3

0,1– 1,0

H2

0–0,2

CO

0–0,2

Các khí khác

0,01– 0,6

Tính chất

Giá trị

0
Nhiệt độ ( F)

100– 120

Tỷ trọng

1,02– 1,06

Bảng 1: Tỷ lệ thành phần các khí chủ yếu sinh ra từ BCL


TT

Chất khí vi lượng

Nồng độ (ppbv*)

Nồng độ (ppbV*)

Cực tiểu

Cực đại

01

Axeton

6.838

240.000

02

Benzen

2.057

39.000

03

Clorobenzen

82

1.640

04

Clorofom

245

12.000

05

1,1- diclorometan

2.801

36.000

06

Diclometan

25.694

620.000

07

1,1- dicloroetan

130

4.000

08

Dietyl clorua

2.835

20.000

09

Trans 1, 2- Dicloro etan

36

850

10

2, 3-Dicloropropan

0

0

11

1,2-Dicloropropan

0

0

12

Etylen bromua

0

0

13

Etylen dichlorua

59

2.100

14

Oxit etylen

0

0

15

Etylbenzen

7.334

87.500

16

Metyl etyl keton

3.092

130.000

17

1,1,2-Tricloroetan

0

0

18

1,1,1-Tricloroetan

615

14.500

19

Tricloroetylen

2.079

32.000

20

Toluene

34.907

280.000

21

1,1,2,2-Tetracloro etylen

246

16.000

22

Tetracloroetan

5.244

180.000

23

Vinyl Clorua monomer

3.508

32.000

24

Styren

1.517

87.000

25

Vivyl axetat

5.663

240.000

26

Xylen

2.651

38.000


Q trình hình thành các khí chủ yếu từ BCL xảy ra qua 5 giai đoạn:

03
Giai đoạn axit hóa.

04
Giai đoạn metan hóa.

02
Giai đoạn chuyển hóa.

05
01

Giai đoạn phân hủy hồn tồn.
Giai đoạn thích nghi.


• - Giai đoạn 1: Giai đoạn thích nghi.
Q trình phân hủy sinh học xảy ra trong điều kiện hiếu khí vì một phần khơng khí bị giữ lại trong BCL. Nguồn vi sinh vật hiếu khí và
kỵ khí có từ lớp đất phủ hàng ngày hoặc lớp đất phủ cuối cùng khi đóng cửa BCL. Bên cạnh đó, bùn từ trạm xử lý nước thải được đổ bỏ
tại BCL và nước rị rỉ tuần hồn lại BCL cũng là những nguồn cung cấp vi sinh vật cần thiết để phân hủy rác thải

- Giai đoạn 2: Giai đoạn chuyển hóa.
Hàm lượng oxy trong BCL giảm dần và điều kiện kỵ khí bắt đầu hình thành. Khi mơi trường trong BCL trở nên kỵ khí hồn
tồn, nitrat và sunfat, các chất đóng vai trị là chất nhận điện tử trong các phản ứng chuyển hóa sinh học, thường bị khử thành khí N 2 và
H2S (Phương trình 1, 2, và 3).


- Giai đoạn 3: Giai đoạn axit hóa.
Bước 1: Thủy phân các hợp chất cao phân tử (như lipit, polysacarit, protein, axit nucle
ic ,…) thành các hợp chất thích hợp cho vi sinh vật.

Bước 2: Chuyển hóa sinh học các hợp chất sinh ra từ giai đoạn 1 thành các hợp chất tr
ung gian có phân tử lượng thấp hơn mà đặc trưng là axit axetic một phần nhỏ axit funvic v
à một số axit hữu cơ khác.
CO2 là khí chủ yếu sinh ra trong giai đoạn 3. Một phần nhỏ khí H2 cũng được hình thà
nh trong giai đoạn này.


- Giai đoạn 4. Giai đoạn metan hóa.
Các axit hữu cơ đã hình thành được chuyển hóa thành CH4 và CO2
CH3COOH → CH4 + CO2
Các axit hữu cơ có phân tử lớn hơn:
R-COOH→R1-COOH→

CH3COOH → CH4 + CO2

- Giai đoạn 5: Giai đoạn phân hủy hồn tồn.

Tốc độ sinh khí giảm vì hầu hết các chất dinh dưỡng sẵn có đã bị rửa trơi theo nước rị rỉ, các chất cịn lại hầu hết là
những chất có khả năng phân hủy chậm. Khí chủ yếu sinh ra ở giai đoạn 5 là khí CH4 và CO2


Một cách tổng quát, phản ứng phân huỷ kị khí chất thải rắn xảy ra như sau:


- Hình thành mùi ở bãi chơn lấp
Một đặc điểm nổi bật khác của bãi chôn lấp là mùi. Mùi hơi phát sinh trong q trình phân hủy rác; Hầu hết mùi được phát ra tro
ng một giai đoạn ngắn sau khi đổ bỏ chất thải, và giảm dần khi bắt đầu giai đoạn metan hoá. Điều quan trọng là khi mùi hơi thối mất đi t
hì khơng có nghĩa là khơng cịn khí phát thải :

Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh khi bị khử cũng sẽ tạo thành những hợp chất có mùi hơi như metanthiol và axit aminobutyric

Metanthiol có thể bị phân hủy, chất thải tạo thành metanol và hidro sunfua


• Với môi trường thủy quyển (2)
- Nước rỉ rác là một loại chất lỏng sinh ra từ quá trình phân hủy vi sinh đối với các chất hữu cơ có trong rác thấm qua các lớp rác của các ô chôn
lấp và kéo theo các chất bẩn dạng lơ lửng, keo hịa tan từ chất thải rắn.

Hình ảnh nước rỉ rác


Bảng 3: Thành phần nước rò rỉ của bãi chon lấp mới và cũ
Giá trị ( mg/L)
Thành phần

Bãi rác mới ( chưa đến 2 năm)
Khoảng dao động

Bãi rác lâu năm
Giá trị đặc trưng

Lâu hơn 10 năm

BOD5

2.000-30.000

10.000

100-200

TOC (tổng cacbon hữu cơ)

1.500-20.000

6.000

80-160

COD

3.000-60.000

18.000

100-400

Nitơ hữu cơ

10-800

200

20-40

NH3-N

5-40

25

5-10

5-100

30

5-10

Photpho tổng cộng

1.000-10.000

3000

200-10.000

Độ kiềm

4,5-7,5

6

6,6-7,5

50-1.500

250

50-200

200-1.000

500

100-400

200-3.000

500

100-400

50-1.000

300

20-40

NO3

Ca
K

-

2+

+

Na

+

Cl


3
Lan truyền, ảnh hưởng của các chất ô nhiễm trong môi trường


Khí quyển: Khí metan (CH4 ) [4]
- CH4 là khí đứng sau cacbon dioxit về các khí nhà kính quan trọng nhất.
- Trên cơ sở tính tốn tiềm năng làm nóng trái đất thì khí CH4 có tác động gấp 22 lần so với khí CO2. Tổng lư
ợng CH4 tham gia vào sự nóng lên của trái đất được ước tính vào khoảng 18%.
- Từ bãi chơn lấp rác khí metan là khí được phát thải ra rất lớn . Điều này gây ảnh hưởng lớn tới khí quyển. M
etan là một trong những khí gây nên hiệu ứng nhà kính.
- Metan kết hợp cùng với các hợp chất hữu cơ gây nên mùi hôi khác khiến chất lượng không khí quanh khu v
ực bãi chơn lấp rác bị kém đi. Gây ảnh hưởng lớn tới dân cư sống quanh khu vực đó.


Hầu hết CH4trong tầng đối lưu sẽ bị oxi hóa thành CO. CO sẽ nhanh chóng bị oxi hóa thành CO2 :

HCHO sẽ tiếp tục bị oxi hóa :

Chính vì vậy mà q trình oxi hóa CH4 sẽ làm tang lượng CO trong khí quyển. CO trong khí quyển sẽ tiếp tục bị oxi hóa thành CO2 :

CH4 thúc đẩy sự oxy hóa hơi nước ở tầng bình lưu. Sự gia tăng hơi nước gây nên hiệu ứng nhà kính mạnh hơn nhiều so với hiệu ứng trực tiếp của metan.
Ngồi ra CH4 cịn góp phần trong việc gây nên hiện tượng mù quang hóa :
CH4 phản ứng với các nguyên tử Oxi ( phân li quang hóa của NO2 thành O và NO) để tạo ra gốc hidroxyl và ankyl

Gốc metyl phản ứng với phân tử oxi tạo thành những gốc peroxyl rất hoạt động :

(M : phần tử thứ 3 hấp phụ năng lượng, thường là nguyên tử N2 hoặc O2)


• Thủy quyển : (2)
Ô nhiễm do nước rỉ rác