Đề xuất giải pháp thu gom và tái chế túi ni lông thải hướng đến tiêu dùng bền vững tại thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN LÊ HỒNG NHUNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ TÁI CHẾ
TÚI NI-LÔNG THẢI HƯỚNG ĐẾN TIÊU DÙNG BỀN VỮNG
TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Mơi trường
Mã số:

60850101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN LÊ HỒNG NHUNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ TÁI CHẾ
TÚI NI-LÔNG THẢI HƯỚNG ĐẾN TIÊU DÙNG BỀN VỮNG
TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Mã số:

60850101

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. LÊ VĂN KHOA
TS. BÙI THANH THƯƠNG

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYỄN LÊ HỒNG NHUNG

MSHV: 513261358

Ngày, tháng, năm sinh: 03/12/1991

Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Mã số: 60850101

I.

TÊN ĐỀ TÀI

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ TÁI CHẾ TÚI NI LÔNG THẢI HƯỚNG ĐẾN
TIÊU DÙNG BỀN VỮNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG


Nhiệm vụ:
Định hướng quản lý túi ni-lơng (bao bì LDPE) thải cho TP.HCM với giải pháp xử lý ô

nhiễm môi trường bền vững: thu gom tập trung và xử lý chuyển hố bao bì nhựa dạng
mỏng thải thành sản phẩm hữu ích như năng lượng tái tạo và nguyên liệu đầu vào cho cơng
nghiệp hố học.


Nội dung:

- Tìm hiểu hiện trạng ơ nhiễm do túi ni-lơng thải tại TP.HCM.
- Tìm hiểu thực trạng các hình thức tổ chức thu gom túi ni-lông thải trên địa bàn
TP.HCM hiện nay.
- Đánh giá thực trạng quản lý và cơ chế chính sách liên quan đến hoạt động thu gom túi
ni-lông thải trên địa bàn TP.HCM.
- Đề xuất các hình thức, biện pháp quản lý túi ni-lông thải: biện pháp thu gom tập trung
rác thải phù hợp với thực tế TP.HCM và giải pháp tổ chức thực hiện.
- Nghiên cứu giải pháp xử lý túi ni-lông thải giảm ô nhiễm môi trường bằng phương pháp
chuyển hố túi ni-lơng theo hai hướng:
+ Chuyển hố thành nhiên liệu: dựa trên cơ sở ứng dụng với các xúc tác acid.
+ Chuyển hoá thành nguyên liệu: dựa trên cơ sở ứng dụng với các xúc tác bazơ.

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/01/2015
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/11/2015
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS. LÊ VĂN KHOA - TS. BÙI THANH HƯƠNG


Tp. HCM, ngày 29 tháng 12 năm 2015
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
(Họ tên và chữ ký)


Trang i

Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG-HCM
Viện Cơng nghệ Hố học - Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Văn Khoa ...................................................
TS. Bùi Thanh Hương ...................................................

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Phan Thu Nga ................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Trần Thị Mỹ Diệu ..........................................................
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM

ngày 25 tháng 01 năm 2016
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS. Bùi Xuân An
2. TS. Phan Thu Nga
3. TS. Trần Thị Mỹ Diệu
4. TS. Phạm Thị Anh
5. TS. Lâm Văn Giang
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


Trang ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện nghiên cứu luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ
bảo tận tình những điều tơi cịn thiếu sót.
Lời đầu tiên, con xin chân thành cảm ơn ba mẹ, những người đã sinh ra và nuôi
dưỡng con trưởng thành, những người đã luôn là động lực tinh thần, là sức mạnh, là
điểm tựa vững chắc cho con, động viên con trong suốt quá trình trưởng thành và
quá trình học tập cũng như trong suốt q trình con hồn thành luận văn này.
Xin chân thành cám ơn Thầy PGS. TS. Lê Văn Khoa và Cô TS. Bùi Thanh
Hương đã hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này và ln tận tình chỉ bảo, dìu dắt,
truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho tơi một cách sâu sắc nhất.
Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ
Chí Minh và các thầy cô Khoa Môi trường và Tài nguyên đã tận tình dạy bảo, giúp
đỡ, nhiệt tình truyền đạt những kiến thức, hiểu biết quý báu, tạo điều kiện và tiền đề
cho tôi trong suốt 2 năm học qua.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Các thầy cơ, anh chị nghiên cứu viên của phịng Dầu khí và Xúc tác và phịng
Q trình và Thiết bị, Viện Cơng nghệ Hố học đã tạo điều kiện và giúp đỡ tơi
trong q trình thực hiện nghiên cứu này.
Các quý chuyên gia, chuyên viên, hiệp hội có liên quan đã cung cấp những
nhận xét, góp ý và giúp đỡ trong quá trình thu thập số liệu.
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong Hội đồng bảo vệ luận văn
đã dành thời gian để đọc và đưa ra các nhận xét q báu giúp tơi hồn thiện hơn
luận văn này.
Trân trọng!
TP.HCM, ngày 28 tháng 12 năm 2015
Học viên thực hiện,
Nguyễn Lê Hồng Nhung


Trang iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài “Đề xuất giải pháp thu gom và tái chế túi ni-lông thải hướng đến tiêu
dùng bền vững tại Thành phố Hồ Chí Minh” bao gồm những nội dung sau:
- Thực hiện các khảo sát nhận thức toàn diện của người dân về kiến thức tổng
thể đối với nhu cầu sử dụng túi ni-lông, tác hại của túi ni-lông và hiểu biết về phân
loại rác thải.
- Xác định hiện trạng ô nhiễm do túi ni-lông thải tại thành phố Hồ Chí Minh,
từ các nguyên nhân khách quan và chủ quan.
- Thiết lập “vòng đời” của túi ni-lông, xác định tác động gây ô nhiễm môi
trường trực tiếp và các nguy cơ tiềm ẩn gây ảnh hưởng sức khỏe con người.
- Trên cơ sở khảo sát thực trạng quản lý và cơ chế chính sách liên quan đến
hoạt động thu gom túi ni-lông thải trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, đề xuất các
hình thức, biện pháp thu gom, quản lý túi ni-lông thải; giáo dục khoa học cộng đồng

về tính nguy hại tiềm ẩn của túi ni-lơng tái chế, từ đó hạn chế sản xuất túi ni-lông
tái chế giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và giảm tác động xấu đến sức khỏe
cộng đồng.
- Nghiên cứu giải pháp xử lý túi ni-lông thải giảm ô nhiễm môi trường bằng
phương pháp chuyển hoá túi ni-lông theo hai hướng:
+ Chuyển hoá thành nhiên liệu: dựa trên cơ sở ứng dụng với các xúc tác
acid, tái sử dụng xúc tác FCC thải từ nhà máy lọc dầu Dung Quất.
+ Chuyển hoá thành nguyên liệu: dựa trên cơ sở ứng dụng với các xúc tác có
tính bazơ.
+ Thành phần các hợp chất của sản phẩm lỏng của quá trình nhiệt phân xúc
tác túi ni-lơng thải được phân tích bằng GC/MS.


Trang iv

ABSTRACT
Topic “Propose solutions to collect and recycle plastic bags towards sustainable
consumption in Ho Chi Minh City” includes:
- To carry out public awareness survey on the usage of plastic bags, adverse to
health and source separation of domestic waste.
- Determination of current pollution of plastic bags in Ho Chi Minh City from
objective and subjective reasons.
- Establish “Life cycle" of plastic bags, determine the impact of environmental
pollutants directly and the potential risks affecting human health.
- Based on study results of municipal management and administration policies
related to the collection of waste plastic bags in the city of Ho Chi Minh, it is
recommended the method and forms of waste collection, plastic bags management,
to scientifically educate the adverse to health of recycled plastic bags, thereby
limiting manufacturing recycled plastic bags to reduce pollution and reduce
negative impacts on public health.

- Study on treatment of plastic bags waste in chemical conversion processes
with two objective:
+ The conversion into fuel: based on applications with acid catalysts,
reusing spent FCC catalysts from the Dung Quat oil refinery.
+ The chemical substance: on the basis of applications with basic catalytic
properties.
+ The composition of hydrocarbons in the liquyd products of cracking
catalysts waste plastic bags were analyzed by GC/MS.


Trang v

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Lê Hồng Nhung, học viên cao học ngành Quản lý Môi trường và
Tài nguyên khố 2013.
Tơi xin cam đoan đây cơng trình nghiên cứu khoa học do chính tơi thực hiện
dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Lê Văn Khoa và TS. Bùi Thanh Hương; luận văn
này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của
nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 12 năm 2015
Tác giả


Trang vi

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN .......................................................................................... iii
ABSTRACT .............................................................................................................. iv
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... v

MỤC LỤC ................................................................................................................ vi
KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.............................................................................. ix
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. x
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. xi
Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................ 1
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................... 1
1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU......................................... 2
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................... 2
1.2.2 Nội dung nghiên cứu .................................................................... 2
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ........................................ 3
1.4 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Ý NGHĨA THỰC TIỄN - Ý NGHĨA
KHOA HỌC ............................................................................................ 3
1.4.1 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn ................................. 3
1.4.2 Điểm mới của luận văn ................................................................. 4
Chương 2: TỔNG QUAN......................................................................................... 5
2.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ TIÊU DÙNG BỀN VỮNG....................................... 5
2.2 TỔNG QUAN VỀ TÚI NI-LÔNG THẢI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH ...................................................................................................... 5
2.2.1 Thành phần của túi ni-lông ........................................................... 5
2.2.2 Nhu cầu sử dụng túi ni-lông trong đời sống Việt Nam ................ 6
2.2.3 Các vấn đề môi trường và ảnh hưởng sức khỏe do túi ni-lông thải
gây ra ............................................................................................ 8
2.3 HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ, THU GOM TÚI NI-LƠNG THẢI Ở
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .............................................................. 11
2.3.1 Hiện trạng quản lý túi ni-lông thải tại Thành phố Hồ Chí Minh 11


Trang vii

2.3.2 Hiện trạng thu gom và vận chuyển túi ni-lơng thải tại Thành phố

Hồ Chí Minh ............................................................................... 14
2.4 HIỆN TRẠNG XỬ LÝ, TÁI CHẾ TÚI NI-LÔNG THẢI Ở THÀNH
PHỐ HỒ CHÍ MINH ............................................................................. 15
2.4.1 Hiện trạng xử lý, tái chế túi ni-lơng thải trên địa bàn Thành phố
Hồ Chí Minh ............................................................................... 15
2.4.2 Các phương pháp phân huỷ polymer .......................................... 19
2.5 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ
TÀI......................................................................................................... 21
2.5.1 Các nghiên cứu trong nước......................................................... 21
2.5.2 Các nghiên cứu ngoài nước ........................................................ 25
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 31
3.1 KHUNG ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU ............................................ 31
3.2 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU, SỐ LIỆU ........................... 32
3.3 PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................... 32
3.4 PHƯƠNG PHÁP THAM KHẢO Ý KIẾN CHUYÊN GIA VÀ ĐIỀU
TRA NGƯỜI DÂN BẰNG BẢNG HỎI .............................................. 32
3.5 MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM ..................................................................... 33
3.6 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẢN PHẨM ....................................... 35
3.6.1 Phân tích bằng phương pháp trọng lượng .................................. 35
3.6.2 Đo tỷ trọng sản phẩm lỏng ......................................................... 36
3.6.3 Định danh các hydrocarbon trong sản phẩm lỏng thu được bằng
phân tích GC/MS ........................................................................ 37
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 39
4.1 GIẢI PHÁP QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG THU GOM VÀ TÁI CHẾ TÚI
NI-LƠNG THẢI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .......................... 39
4.1.1 Nhận thức và nhu cầu của người dân về túi ni-lơng ................... 39
4.1.2 Phân tích thực trạng thu gom túi ni-lơng thải trên địa bàn Thành
phố Hồ Chí Minh ........................................................................ 40

Trang viii

4.1.3 Đánh giá thực trạng tái chế túi ni-lông thải trên địa bàn Thành
phố Hồ Chí Minh ........................................................................ 44
4.1.4 Thực trạng quản lý và cơ chế chính sách của hoạt động thu gom
và tái chế rác thải sinh hoạt tại Thành phố Hồ Chí Minh ........... 52
4.1.5 Giải pháp tổng thể hỗ trợ phát triển thu gom và tái chế túi nilông phù hợp với điều kiện Thành phố Hồ Chí Minh ................ 57
4.2 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ TÚI
NI-LÔNG THẢI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .......................... 65
4.2.1 Nhiệt phân túi ni-lơng thải .......................................................... 65
4.2.2 Chuyển hố túi ni-lơng thải bằng xúc tác acid ........................... 66
4.2.3 Chuyển hố túi ni-lơng thải bằng xúc tác có tính bazơ .............. 76
4.2.4 So sánh giữa hai hệ xúc tác acid và bazơ ................................... 85
4.2.5 Các ưu việt của công nghệ lựa chọn ........................................... 86
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................. 87
5.1 KẾT LUẬN ........................................................................................... 87
5.2 KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 89
PHỤ LỤC I .............................................................................................................. 97
PHỤ LỤC II ............................................................................................................. 99


Trang ix

KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
3R (reduce - reuse - recycle): giảm thiểu - tái sử dụng - tái chế
BCL: bãi chơn lấp
CTR: chất thải rắn
CNH: cơng nghiệp hố
DVCI: dịch vụ cơng ích

FCC: Fluid catalytic cracking
GC/MS: sắc ký khí ghép khối phổ
HDPE: High Density Polyethylene
HĐH: hiện đại hoá
JICA: Văn phịng Hợp tác quốc tế Nhật Bản
KCN: khu cơng nghiệp
KCX: khu chế xuất
LAO: α-olefin mạch thẳng
LDPE: Low Density Polyethylene
LCM: quản lý vòng đời sản phẩm
MTV: một thành viên
PE: Polyethylene
PO: plastic oil
PP: Polypropylen
PVC: Polyvinyl Clorua
SEM: Scanning Electron Microscopy
TN&MT: Tài nguyên và Mơi trường
TN: thí nghiệm
TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh
TNHH: trách nhiệm hữu hạn
UBND: Ủy ban Nhân dân
URENCO: Công ty TNHH MTV Môi trường Đô thị Hà Nội
VPAS: Hiệp hội nhựa Việt Nam


Trang x

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Tỷ lệ chất thải nhựa trong rác thải (%) ........................................................7
Bảng 2.2 Hiện trạng các BCL tại TP.HCM ..............................................................16

Bảng 4.1 Hàm lượng cặn (tro) của túi ni-lông ..........................................................44
Bảng 4.2 Nhiệt phân túi ni-lông thải .........................................................................66
Bảng 4.3 Tính chất xúc tác FCC thải sau khi tái sinh ...............................................67
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ tái sinh xúc tác đến hiệu suất sản phẩm của quá
trình nhiệt phân túi ni-lông thải .................................................................................69
Bảng 4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ chuyển hoá đối với sự tạo thành sản phẩm lỏng 70
Bảng 4.6 Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đối với sự chuyển hố túi ni-lơng thải
thành sản phẩm lỏng..................................................................................................72
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của xúc tác đối với quá trình phân huỷ túi ni-lông thải ..........78
Bảng 4.8 Tỷ lệ các hợp chất olefin và alkan chính trong sản phẩm lỏng .................81
Bảng 4.9 Tỷ lệ α-olefin/alkan tương ứng ..................................................................84


Trang xi

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cơng thức cấu tạo của Polyethylene ...........................................................6
Hình 2.2 Cấu trúc Polyethylene tỷ trọng thấp ............................................................6
Hình 2.3 Sản lượng nhựa sản xuất trong nước ...........................................................7
Hình 2.4 Phân loại hạt nhựa .......................................................................................8
Hình 2.5 Thị phần nhựa Việt Nam năm 2010 ............................................................8
Hình 2.6 Túi ni-lơng đựng rác bị người dân vứt bừa bãi gây mất mỹ quan đô thị ..10
Hình 2.7 Sơ đồ tổ chức quản lý Nhà nước về CTR tại TP.HCM .............................12
Hình 2.8 Quy trình thu gom CTR sinh hoạt tại TP.HCM ........................................14
Hình 2.9 Thu nhặt túi ni-lơng thải ở bãi rác .............................................................19
Hình 2.10 Hạt nhựa tái chế thành phẩm ...................................................................19
Hình 2.11 Sơ đồ cơng nghệ tái chế nhựa thải thành dầu đốt ....................................25
Hình 3.1 Hệ thiết bị chuyển hố túi ni-lơng thải. .....................................................34
Hình 3.2 Thiết bị cân trọng lượng ............................................................................35
Hình 3.3 Picnometro 10 ml ......................................................................................36

Hình 3.4 Máy GC/MS ..............................................................................................38
Hình 4.1 Khảo sát nhận thức của người dân về tác hại của túi ni-lơng....................39
Hình 4.2 Khảo sát nhận thức của người dân về phân loại rác thải ...........................41
Hình 4.3 Khảo sát tần suất sử dụng túi ni-lơng của người dân ................................41
Hình 4.4 Kết quả khảo sát thói quen sử dụng túi ni-lơng của người dân .................42
Hình 4.5 Xe rác thu gom hiện đang được sử dụng tại TP.HCM ..............................43
Hình 4.6 Vịng đời sản phẩm của túi ni-lơng ...........................................................45
Hình 4.7 Ý kiến của các nhà quản lý về tình trạng sử dụng túi ni-lơng hiện nay tại
TP.HCM ....................................................................................................................47
Hình 4.8 Quy trình tái chế túi ni-lơng thải ...............................................................48
Hình 4.9 Khảo sát ý kiến người dân về định hướng tái chế túi ni-lơng mới ............52
Hình 4.10 Người dân xả rác khơng đúng nơi quy định ............................................57
Hình 4.11 Sơ đồ giải pháp tổng thể ..........................................................................58
Hình 4.12 Hướng dẫn phân loại rác thải của Hà Nội URENCO và Dự án 3R JICA
(2013) ........................................................................................................................62


Trang xii

Hình 4.13 Khảo sát khả năng thay đổi thói quen của người dân..............................63
Hình 4.14 Hình ảnh xúc tác FCC trước và sau khi tái sinh ở 550C .......................67
Hình 4.15 Các mẫu sản phẩm lỏng của quá trình phân hủy túi ni-lông thải với xúc
tác FCC tái sinh ở 550C với các nhiệt độ phản ứng khác nhau ..............................71
Hình 4.16 Ảnh SEM của các mẫu FCC trước và sau tái sinh ..................................71
Hình 4.17 Khí sau phản ứng .....................................................................................74
Hình 4.18 Phổ đồ phân bố hydrocarbon trong các mẫu sản phẩm lỏng ...................75
Hình 4.19 Phổ GC/MS mở rộng phân tích sản phẩm lỏng từ túi ni-lơng thải........75
Hình 4.20 Sản phẩm lỏng ngưng tụ của các q trình chuyển hố sản phẩm túi nilơng thải có xúc tác ...................................................................................................77
Hình 4.21 Phổ đồ phân bố hydrocarbon trong các mẫu sản phẩm lỏng ...................81

Trang 1

CHƯƠNG 1:

ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Quá trình đổi mới của Việt Nam tiến lên cơng nghiệp hố (CNH), hiện đại hố
(HĐH), hồ nhập với các nền kinh tế trong khu vực và trên thế giới đang diễn ra có
những thuận lợi và nhiều thách thức địi hỏi phải vượt qua. Cùng với cả nước, thành
phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) với các điều kiện tự nhiên thuận lợi luôn được biết
đến như một thành phố năng động, sáng tạo, ln tự hào giữ vai trị quan trọng,
“đầu tàu” trong đa giác chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, trung tâm kinh tế, văn
hoá - du lịch, giáo dục - khoa học kỹ thuật - y tế lớn của cả nước. Trong tương lai,
thành phố sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ và bền vững về mọi mặt, có cơ cấu cơng
nơng nghiệp hiện đại, có văn hoá khoa học tiên tiến, trở thành một thành phố văn
minh hiện đại trong khu vực.
Định hướng phát triển kinh tế - văn hoá - xã hội cho TP.HCM theo hướng bền
vững địi hỏi mơi trường sinh thái phải được tổ chức lại một cách hoàn thiện hơn
theo hệ thống công nghệ phù hợp và thống nhất. Vấn đề này hiện đang rất được
quan tâm từ các cấp chính quyền của thành phố. Trong thời gian qua và nhất là
trong những năm gần đây đã có nhiều đề án liên quan đến hoạt động xây dựng môi
trường xanh, sạch, đẹp được thực hiện. Tuy nhiên vấn đề khó khăn hiện nay là lựa
chọn mơ hình tổ chức thu gom thích hợp, thuận lợi cho cơng tác quản lý, điều hành
chung và tìm kiếm giải pháp tái chế, xử lý chất thải phù hợp với điều kiện của
TP.HCM.
Các tiện ích của túi ni-lơng trong cuộc sống hiện đại thì khơng thể phủ nhận
được nhưng túi ni-lông thải lại là vấn nạn ô nhiễm đáng báo động. Do nhu cầu của
cuộc sống cùng với nhận thức về tác hại của túi ni-lông đối với môi trường của

người dân chưa đầy đủ nên việc giảm thiểu sử dụng túi ni-lông thực hiện cịn hạn
chế. Các sản phẩm thay thế túi ni-lơng tuy đã có những hiệu quả nhất định nhưng
vẫn chưa khả thi, khả năng ứng dụng chưa cao, khó có thể thay thế được túi ni-lơng.
Ngun liệu chính để tạo ra túi ni-lơng chính là dầu mỏ và khí đốt. Trong khi nguồn
tài nguyên hoá thạch ngày càng cạn kiệt, nhu cầu về nhiên liệu và tình hình khan


Trang 2

hiếm dầu mỏ ngày càng tăng thì việc tái chế các hợp chất phế thải là hoàn toàn cần
thiết.
Chuyển hố hố học túi ni-lơng thải là q trình xử lý, tái chế túi ni-lơng thải
nhằm mục đích biến đổi các polymer phế thải thành các monomer hoặc các hợp
chất hố học có giá trị khác. Các sản phẩm này là nguồn nguyên liệu hữu dụng cho
hàng loạt các quá trình hố học cũng như nhiên liệu giao thơng và các ngành công
nghiệp khác. Đây là phương pháp xử lý ô nhiễm chất thải nhựa triệt để và hữu hiệu.
Một trong những hướng chính trong tái chế là chuyển hố hoá học bằng phương
pháp cracking (nhiệt phân) các vật liệu polymer. So với phương pháp cracking
nhiệt, phương pháp cracking xúc tác có nhiều ưu điểm hơn. Q trình cracking xúc
tác tạo ra sản phẩm lỏng có giá trị với hiệu suất cao hơn và được thực hiện với nhiệt
độ thấp hơn và thời gian phản ứng nhanh hơn so với phương pháp cracking nhiệt.
Với cuộc sống xã hội hiện đại, các nhu cầu về văn hoá, thẩm mỹ, vệ sinh mơi
trường cũng như an tồn sức khỏe cho con người ngày càng tăng cao, việc giảm
thiểu rác thải mà cụ thể là túi ni-lông thải là vô cùng cấp thiết. Tìm ra phương pháp
thu gom và xử lý hiệu quả túi ni-lơng thải là nhu cầu bức xúc, địi hỏi cần phải giải
quyết ngay của xã hội. Vì vậy đề tài “Đề xuất giải pháp thu gom và tái chế túi nilông thải hướng đến tiêu dùng bền vững tại Thành phố Hồ Chí Minh” được chọn
lựa để thực hiện khơng chỉ có ý nghĩa khoa học mà cịn mang tính thực tiễn và khả
năng ứng dụng cao, đem lại lợi ích cho tồn xã hội.
1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Định hướng quản lý túi ni-lơng (bao bì LDPE) thải cho TP.HCM với giải pháp
xử lý ô nhiễm môi trường bền vững: thu gom tập trung và xử lý chuyển hố bao bì
nhựa dạng mỏng thải thành sản phẩm hữu ích như năng lượng tái tạo và ngun liệu
đầu vào cho cơng nghiệp hố học.
1.2.2 Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Tìm hiểu hiện trạng ơ nhiễm do túi ni-lơng thải tại TP.HCM.


Trang 3

- Tìm hiểu thực trạng các hình thức tổ chức thu gom túi ni-lông thải trên địa
bàn TP.HCM hiện nay.
- Đánh giá thực trạng quản lý và cơ chế chính sách liên quan đến hoạt động
thu gom túi ni-lơng thải trên địa bàn TP.HCM.
- Đề xuất các hình thức, biện pháp quản lý túi ni-lông thải: biện pháp thu gom
tập trung rác thải phù hợp với thực tế TP.HCM và giải pháp tổ chức thực hiện.
- Nghiên cứu giải pháp xử lý túi ni-lông thải giảm ô nhiễm môi trường bằng
phương pháp chuyển hố túi ni-lơng theo hai hướng:
+ Chuyển hoá thành nhiên liệu: dựa trên cơ sở ứng dụng với các xúc tác
acid.
+ Chuyển hoá thành nguyên liệu: dựa trên cơ sở ứng dụng với các xúc tác
bazơ.
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: túi ni-lơng thải (bao bì dạng mỏng, bao bì
LDPE) trên địa bàn TP.HCM.
Các nghiên cứu khảo sát được thưc hiện với các chuyên gia và người dân sống
tại thành phố Hồ Chí Minh.
Các nghiên cứu thí nghiệm được thực hiện tại Viện Cơng nghệ Hố học - Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (01 Mạc Đĩnh Chi, Q.1, TP.HCM).

1.4 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Ý NGHĨA THỰC TIỄN - Ý NGHĨA KHOA
HỌC
1.4.1 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
- Các quá trình thu gom và tái chế chất thải nhựa dưới dạng túi ni-lông
(LDPE) đã được khảo sát một các hệ thống và tồn diện. Trên cơ sở phân tích cặn,
tro của túi ni-lơng tái chế và “vịng đời” sử dụng của các dạng túi ni-lông, cùng với
các kết quả nghiên cứu chuyển hố hố học túi ni-lơng thải thành nguyên liệu lỏng
đã khẳng định việc sản xuất túi ni-lông tái chế làm tăng thêm ô nhiễm cộng đồng và
mang tới các tiềm ẩn nguy hại đối với sức khoẻ con người và cần thiết hạn chế ngay
dạng “công nghệ” này.


Trang 4

- Luận văn tạo cơ sở khoa học để khẳng định khả năng ứng dụng các công
nghệ tiên tiến vào mục đích thu gom, xử lý túi ni-lơng thải cũng như các loại chất
thải nhựa khác ở Việt Nam.
- Kết quả nghiên cứu giúp định hướng cộng đồng giảm thiểu ô nhiễm từ túi nilông thải và mở ra khả năng xử lý ô nhiễm chất thải nhựa bền vững, đồng thời mở
rộng hướng ứng dụng tận thu các nguyên liệu lỏng từ các polymer khác như cao su,
bao bì sợi tổng hợp… khơng chỉ ở TP.HCM mà trên toàn lãnh thổ Việt Nam.
1.4.2 Điểm mới của luận văn
- Xác định khả năng chuyển hoá hoá học của túi ni-lông thải thành
hydrocarbon lỏng trên cả hai dạng xúc tác acid và bazơ.
- Với các kết quả thu nhận được có thể ứng dụng tổng thể quy trình thu gom
và tái chế túi ni-lông thải, mở rộng đối với các polymer thải khác, nhằm xử lý ô
nhiễm môi trường bền vững, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế từ các sản phẩm
hữu ích của polymer thải, đem lại lợi ích cộng đồng.


Trang 5

CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN

2.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ TIÊU DÙNG BỀN VỮNG
Định nghĩa của Bộ Môi trường Na Uy tại “Hội nghị thượng đỉnh Oslo năm
1994 về tiêu dùng bền vững” được chấp nhận là định nghĩa chính thức về tiêu dùng
bền vững: “Sản xuất, sử dụng hàng hoá và dịch vụ nhằm đáp ứng các nhu cầu cơ
bản và mang lại một chất lượng cuộc sống tốt hơn, đồng thời giảm thiểu việc sử
dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên, vật liệu độc hại, phát thải chất thải và ô
nhiễm trong một chu kỳ cuộc sống, để không gây nguy hiểm cho các nhu cầu của
các thế hệ tương lai”.
Mục đích của tiêu dùng bền vững khơng phải là hạn chế tiêu dùng, giảm tiêu
dùng… mà là chú trọng đến tồn bộ vịng đời sản phẩm làm sao để việc sử dụng các
nguồn tài nguyên, năng lượng tái tạo và khơng thể tái tạo đạt được hiệu quả nhất.
Nói một cách đơn giản, tiêu dùng bền vững là việc áp dụng một cách thức khác để
tiêu dùng mà việc tiêu dùng đó giúp giảm đi lượng nguyên liệu và mức độ năng
lượng sử dụng cho một đơn vị sản phẩm. Ngồi sản phẩm, tiêu dùng bền vững cũng
có thể được mở rộng ra cho các đối tượng khác như dịch vụ, các tài nguyên thiên
nhiên, điện, nước, đất…
Rõ ràng để tìm ra bài tốn mơi trường với túi ni-lơng cần phải có sự liên hệ chặt
chẽ giữa sản xuất và tiêu dùng bền vững, bắt đầu từ công đoạn sản xuất sản phẩm,
sau đó là q trình sử dụng sản phẩm, tiếp theo là quy trình thu gom và thải bỏ sản
phẩm đã sử dụng, cuối cùng là tái chế và xử lý triệt để túi ni-lông thải, đạt được
hiệu quả cao nhất.
2.2 TỔNG QUAN VỀ TÚI NI-LÔNG THẢI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH
2.2.1 Thành phần của túi ni-lơng
Túi ni-lơng được sản xuất từ màng mỏng polymer. Thành phần của túi ni-lơng

chính là polyethylene, là một mạch bao gồm các chuỗi dài của ethylene monomer.
Ethylene có nguồn gốc từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.


Trang 6

Hình 2.1 Cơng thức cấu

Hình 2.2 Cấu trúc Polyethylene tỷ trọng thấp

tạo của Polyethylene.

(Low Density Polyethylene - LDPE) [1].

Các loại polyethylene thường được biết đến dưới cơng thức hố học là -(CH2CH2)-n (hình 2.1) [2] được sử dụng chế tạo trong hầu hết các loại túi ni-lông hoặc
túi nhựa, chủ yếu là dạng Polyethylene tỷ trọng thấp (Low Density Polyethylene LDPE) (hình 2.2). Polyethylene tỷ trọng cao (High Density Polyethylene - HDPE)
thường được chế tạo các loại bao bì nhựa dày hơn như can, chai, lọ…
LDPE mềm, dẻo, dễ cắt giống như sáp nến, có tỷ trọng từ 0,910 - 0,925 g/cm³,
nóng chảy ở vùng nhiệt độ tương đối thấp (105 - 115C). Nó trong suốt khi ở dạng
mỏng và có màu trắng sữa khi dày, trừ khi cho thêm phụ gia màu. LDPE được sử
dụng làm bao mỏng, bao tải hoặc tấm phủ, chai nhựa, hộp đựng thức ăn, các ống
nhựa dẻo, vật dụng trong nhà như: xô, chén bát, đồ chơi… [1]. Các chất tạo màu và
các chất phụ gia khác cũng thường được sử dụng để tạo màu sắc và nâng cao lý tính
như độ dẻo, xốp… cho túi ni-lông. Các loại túi ni-lông ở Việt Nam thường được sản
xuất bằng phương pháp đùn màng thổi (blown film extrusion).
2.2.2 Nhu cầu sử dụng túi ni-lông trong đời sống Việt Nam
Khi việc sản xuất và tiêu dùng đã trở nên phổ biến trong đời sống thì các nhà
cung cấp và sản xuất hàng hoá sẽ chú trọng đến việc làm thế nào để giúp người tiêu
dùng mua hàng được thuận tiện. Túi ni-lông với các ưu điểm vượt trội như bền,
chắc, tính tiện dụng cao và giá thành thấp, đặc biệt là các loại siêu mỏng, nhẹ đã đáp

ứng được nguyện vọng và nhu cầu của cả người tiêu dùng lẫn các nhà cung cấp và
sản xuất hàng hoá. Trong giai đoạn từ năm 2008 - 2012, ngành công nghiệp Nhựa ở
Việt Nam luôn tăng trưởng xoay quanh con số ấn tượng là 20%/năm. Nếu như năm
1989 sản lượng nhựa sản xuất của nước ta chỉ dừng lại ở 50.000 tấn thì đến năm


Trang 7

2006 đã đạt 1,6 triệu tấn. Sản lượng đã chạm ngưỡng 4,5 triệu tấn vào năm 2012.
Trong những năm gần đây, sản lượng nhựa sản xuất vẫn tiếp tục tăng, tuy nhiên do
ảnh hưởng của nền kinh tế khiến cho tốc độ tăng trưởng có phần chậm lại so với
giai đoạn trước (hình 2.3).
6

5,2

Triệu tấn

5
3,8

4

3,2

3
2

4,12

4,5

1,6

1,88

2006

2007

2,29

1
0
2008

2009
2010
Năm

2011

2012

2013

Hình 2.3 Sản lượng nhựa sản xuất trong nước [3].
Trong năm 2013, ngành nhựa đã xuất khẩu đạt tổng kim ngạch 2,215 tỷ USD.
Trong đó, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhựa đạt 1,808 tỷ USD, tăng 13,3% so
với 2012 [4]. Theo Quyết định số 2992/QĐ-BCT của Bộ Công Thương, dự kiến sản

lượng các sản phẩm ngành nhựa đến năm 2020 sẽ đạt 12,5 triệu tấn, tăng trưởng
hàng năm sẽ đạt khoảng 20%. Theo thống kê của VPAS (2010), nhu cầu tiêu thụ hạt
nhựa trên thế giới đạt 280 triệu tấn, tăng 24% kể từ năm 2006, nhu cầu cho hạt nhựa
PE và PP là lớn nhất (29% và 19%) (hình 2.4) [5]. Riêng đối với Việt Nam, theo số
liệu thống kê của CONCETTI [6], sản lượng nhựa bình quân đầu người đã tăng liên
tục và mạnh mẽ, từ 23,2 kg nhựa/người năm 2005 lên 42 kg nhựa/người năm 2012.
Bảng 2.1 Tỷ lệ chất thải nhựa trong rác thải (%)
Thơng số

Gia đình

Văn phịng - TTTM

Chợ

Nhựa

15,64

5,01

23,89

Trạm trung

Bãi chôn lấp

chuyển

(BCL)

3,495

11,27

Nguồn: Quỹ Bảo vệ Môi trường, 2012.

Theo thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường, mỗi ngày TP.HCM thải ra
hơn 7.200 - 8.100 tấn chất thải rắn (CTR) sinh hoạt (2013) trong đó khối lượng thu


Trang 8

gom và chôn lấp khoảng 6.400 - 6.700 tấn [7]. Thành phần của CTR sinh hoạt chủ
yếu là các loại thực phẩm dư thừa (nhiệt lượng thấp và độ ẩm cao) dễ phân huỷ sinh
học chiếm 55 - 65% khối lượng ướt, phần còn lại là giấy, nhựa, cao su… các loại có
nhiệt lượng và giá trị tái chế cao.
Tỷ lệ chất thải nhựa trong rác thải tại TP.HCM được trình bày chi tiết trong
bảng 2.1, tỷ lệ chất thải nhựa tại trạm trung chuyển và BCL lần lượt là 3,49% và
11,27%. Có thể thấy rõ tỷ lệ chất thải nhựa tại bãi chôn lấp cao hơn hẳn tại trạm
trung chuyển. Nguyên nhân phần lớn là do túi ni-lông thải không được thu gom tái
chế dẫn đến hàm lượng chất thải nhựa còn khá nhiều khi ra đến bãi chơn lấp. Bên
cạnh đó, theo thống kê của VPAS, nhu cầu nhựa bao bì chiếm 39% và cũng là phân
ngành có kim ngạch xuất khẩu lớn nhất (hình 2.5) [8] ở Việt Nam. Như vậy, có thể
thấy rõ lượng nhựa phế thải từ PE chiếm tỷ phần lớn và tương ứng với đó là túi nilơng thải “đóng góp” một phần khơng hề nhỏ ở trong rác thải tại TP.HCM.

Hình 2.4 Phân loại hạt nhựa (VPAS,

Hình 2.5 Thị phần nhựa Việt Nam

2011) [8].

năm 2010 (VPAS, 2011) [8].

2.2.3 Các vấn đề môi trường và ảnh hưởng sức khỏe do túi ni-lông thải gây ra
Thống kê được rằng trên thế giới cứ một giây trơi qua thì có hơn một triệu chiếc
túi ni-lơng được thải vào mơi trường [9]. Hình ảnh người người bước ra khỏi cửa
hàng, siêu thị hay chợ… với những chiếc túi ni-lông lớn nhỏ đủ kiểu chắc hẳn
không cịn xa lạ gì nữa ở TP.HCM. Sử dụng túi ni-lơng là một thói quen và là nhu
cầu tất yếu nhưng chúng thường được sử dụng một lần rồi thải ra môi trường. Ngày


Trang 9

càng có nhiều người sử dụng nó một cách vơ tội vạ và vứt thải nó một cách cẩu thả.
Ở Việt Nam nói chung hay TP.HCM nói riêng, các tác động tiêu cực của túi ni-lông
thải đã và đang được ngày càng quan tâm ngày hơn nhưng dường như những lo
lắng, bức xúc ấy chưa đủ mạnh để biến thành quyết tâm hạn chế và thậm chí là loại
bỏ chúng.
Túi ni-lông gây tác hại ngay từ khâu sản xuất bởi vì việc sản xuất nó phải sử
dụng đến ngun liệu đầu vào là dầu mỏ và khí đốt, cùng đó là các chất phụ gia chủ
yếu được sử dụng là chất hoá dẻo, kim loại nặng, phẩm màu… là những chất cực kỳ
nguy hiểm tới sức khỏe và ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của con
người, đồng thời trong q trình sản xuất nó sẽ tạo ra khí CO2 làm tăng hiệu ứng
nhà kính, thúc đẩy biến đổi khí hậu tồn cầu. Khi được đun nóng trong điều kiện
nhiệt độ cao cùng với các chất xúc tác, các phân tử đơn lẻ (được gọi là monomer) sẽ
kết hợp với nhau thành chuỗi và tạo thành polymer. Polymer là một chuỗi các
monomer được gắn với nhau một cách bền vững (bằng việc tạo ra các liên kết vững
chắc giữa các phân tử carbon) [10]. Quá trình phân huỷ tự nhiên không “quen” với
hợp chất mới lạ này. Thông thường các hợp chất trong tự nhiên sẽ dễ dàng bị phân

huỷ thành đường, có ích cho cơ thể con người và động thực vật. Tuy nhiên, các liên
kết vững chắc của carbon trong polymer không dễ bị phá huỷ, bị bẻ gãy dưới tác
dụng của môi trường tự nhiên (H2O, khơng khí…). Nói cách khác, các vi khuẩn
giúp cho việc phân huỷ trong tự nhiên chưa đủ khả năng để ăn loại hợp chất khó
nhằn như polymer. Và do các chất khó phân huỷ vậy nên khi được thải ra mơi
trường thì túi ni-lơng có thể tồn tại đến 500 năm (thậm chí 1000 năm) mà khơng bị
phân huỷ và dù đã phân huỷ nhưng lẫn vào đất thì chất nhựa PVC sẽ làm đất bị trơ,
không giữ được nước và chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Trong nguồn
nước chúng lại làm ách tắc, cản trở dòng chảy, thậm chí gây chết thuỷ sinh do nuốt
phải khơng thể tiêu hố. Về mặt mơi trường sống, túi ni-lơng thải khơng những làm
mất cảm quan mà cịn gây thiệt hại cho nhiều cơng trình vì sự hiện diện khơng cần
thiết của nó. Hơn thế nữa, việc sử dụng túi ni-lơng bừa bãi cịn là ngun nhân gây
tổn hại sức khỏe do nó chứa các kim loại nặng như chì, cadimi… gây tác hại cho
não và nguyên nhân gây ung thư phổi… Cùng những chất phụ gia được dùng để tạo