Chất thải có nguy cơ cao

Khái niệm chất thải nguy hại lần đầu tiên xuất hiện vào những năm 70. Qua thời gian nghiên cứu và phát triển, định nghĩa về chất thải nguy hại đã khác nhau tùy theo sự tiến bộ khoa học, kỹ thuật và quan điểm của từng quốc gia. Ví dụ:

• Philipine: chất thải nguy hại bao gồm các chất độc hại, ăn mòn, kích thích, có hoạt tính, dễ cháy, nổ, gây nguy hiểm cho người và động vật.
• Canada: chất thải nguy hại là những chất có khả năng gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và/hoặc môi trường do bản chất và tính chất của chúng, yêu cầu các phương pháp xử lý đặc biệt để loại bỏ hoặc giảm thiểu tính chất nguy hại.
• Chương trình môi trường của Liên Hợp Quốc (12/1985): ngoài chất thải phóng xạ và y tế, chất thải nguy hại là chất thải (dạng rắn, lỏng, bán rắn hoặc bình chứa khí) có hoạt tính hóa học, độc tính, nổ, ăn mòn hoặc các đặc tính khác có thể gây nguy hại đến sức khỏe con người hoặc môi trường, cả khi tiếp xúc với các chất thải khác.
• Mỹ: được coi là chất thải nguy hại nếu:

Thuộc danh mục chất thải nguy hại do EPA quy định (gồm 4 loại danh sách)

Có một trong bốn đặc điểm (theo phân tích) được EPA xác định: dễ cháy, nổ, ăn mòn, hoặc độc tính

Được nhà sản xuất xác nhận là chất thải nguy hại

• Tại Việt Nam: chất thải nguy hại là những chất thải chứa các chất hoặc hợp chất có đặc điểm gây nguy hiểm trực tiếp như dễ cháy, dễ nổ, gây ngộ độc, ăn mòn, dễ lây nhiễm và các đặc tính nguy hại khác, hoặc có khả năng tương tác với các chất khác để gây nguy hại cho môi trường và sức khỏe con người.

Quản lý chất thải nguy hại

Nguồn gốc phát sinh chất thải nguy hại

Nguồn gốc phát sinh: Hầu hết các ngành nghề đều tạo ra chất thải nguy hại, với đặc điểm và loại chất thải khác nhau tùy thuộc vào từng lĩnh vực.

• Nguồn sinh hoạt: bao gồm acquy, pin hỏng, đèn huỳnh quang thải, chất thải từ sơn, vecni, chất kết dính, chất bịt kín, mực in, và thuốc diệt trừ côn trùng.
• Dịch vụ: Chất thải từ các hoạt động tráng phim, chăm sóc y tế, hóa trị liệu, và chất thải phóng xạ, với khoảng 21.000 tấn từ ngành y tế hàng năm.
• Công nghiệp: Chất thải từ mạ kim loại như các kim loại nặng Cr, Ni, dung dịch axit, với khoảng 130.000 tấn hàng năm (bao gồm Công nghiệp nhẹ 47%, Hóa chất 24%, Luyện kim 20%, Chế biến thực phẩm 8%, Điện tử 1%)
  • Khoáng sản: Chất thải từ quặng sắt, quặng sulfide, bùn thải và các chất thải có chứa dầu, hắc ín...
  • Cơ khí: Chất thải chứa amiăng, xăng-dầu, nhớt thải, sáp-mỡ thải, bùn từ thiết bị tách dầu, và các chất thải chứa halogen hữu cơ...
  • Điện: Các thiết bị điện có PCB, CFC, HCFC, HFC, và amiăng...
• Nông nghiệp:
  • Trồng trọt: Bao bì thuốc trừ sâu, thuốc trừ sâu cấm sử dụng, và thuốc hết hạn sử dụng...
  • Chăn nuôi: Kim tiêm, vỏ chai thuốc chứa dược phẩm độc tế bào, gia súc-gia cầm chết do dịch bệnh.

Tại Việt Nam, lượng rác thải nguy hại từ nông nghiệp đạt 3.600 tấn mỗi năm, chưa bao gồm 37.000 tấn chất hóa học cấm sử dụng đang tồn kho mà chưa có phương án xử lý.

Nhìn chung, phần lớn chất thải nguy hại phát sinh từ các hoạt động công nghiệp.

Phân loại chất thải nguy hại

Một chất thải được xem là nguy hại nếu nó có đặc tính dễ cháy khi mẫu đại diện của chất thải thể hiện những tính chất sau:

• Là chất lỏng hoặc dung dịch với nồng độ alcohol < 24% (theo thể tích) hoặc có điểm chớp cháy dưới 60°C (140°F)
• Là chất thải (dạng lỏng hoặc không lỏng) có khả năng cháy qua ma sát, hấp thụ độ ẩm hoặc tự biến đổi hóa học, khi tiếp xúc với lửa cháy mạnh và liên tục, tạo ra hoặc có khả năng tạo ra chất thải nguy hại, dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn.
• Là khí nén
• Là chất oxy hóa

Theo EPA, loại chất thải này thuộc nhóm D001.

2. Tính ăn mòn: pH là chỉ số phổ biến để đánh giá tính ăn mòn của chất thải, nhưng tốc độ ăn mòn thép cũng là yếu tố quan trọng để xác định chất thải có nguy hại hay không. Một chất thải được coi là nguy hại nếu mẫu đại diện thể hiện các đặc điểm sau:

• Là chất lỏng có pH ≤ 2 hoặc ≥ 12.5
• Là chất lỏng có tốc độ ăn mòn thép vượt quá 6.35 mm (0.25 inch) mỗi năm ở nhiệt độ thí nghiệm 55°C (130°F).

Theo EPA, loại chất thải này thuộc nhóm D002.

3. Tính phản ứng: chất thải được coi là nguy hại nếu mẫu đại diện thể hiện một trong các tính chất phản ứng sau:

• Không ổn định và dễ biến đổi mạnh mẽ mà không gây nổ.
• Phản ứng mạnh với nước.
• Có khả năng gây nổ khi tiếp xúc với nước.
• Khi tiếp xúc với nước, chất thải sinh ra khí độc, hơi hoặc khói với mức độ có thể gây hại cho sức khỏe con người hoặc môi trường.
• Là chất thải chứa cyanide hoặc sulfide với pH từ 2 đến 11.5, có thể sinh ra khí độc, hơi hoặc khói gây nguy hại cho sức khỏe con người hoặc môi trường.
• Có khả năng nổ hoặc phản ứng gây nổ khi tiếp xúc với nguồn kích nổ mạnh hoặc khi được gia nhiệt trong thùng kín.
• Có thể nổ hoặc phân hủy gây nổ dễ dàng, hoặc phản ứng ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn.
• Là chất nổ bị cấm theo quy định pháp luật.

Theo EPA, loại chất thải này thuộc nhóm D003.

4. Đặc tính độc: theo bảng quy định, nếu nồng độ của chất ô nhiễm vượt mức tối đa, chất thải đó được coi là nguy hại.

Bảng: Nồng độ tối đa cho các chất ô nhiễm có đặc tính độc theo RCRA (Mỹ)

Quy trình xử lý chất thải nguy hại

Chất thải nguy hại có thể được xử lý bằng nhiều phương pháp khác nhau.

• Phương pháp hóa học và hóa lý

- Hấp thu khí: Kỹ thuật này được sử dụng để xử lý nước ngầm bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ bay hơi với nồng độ thấp < 200 mg/l, không hiệu quả với các chất ô nhiễm ít bay hơi.

- Chưng cất (Hấp thụ hơi): Kỹ thuật này được áp dụng để loại bỏ các chất hữu cơ bay hơi và bán bay hơi có trong nước thải và nước ngầm.

- Xử lý đất bằng phương pháp bay hơi trích ly: Kỹ thuật này được dùng để xử lý đất bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ bay hơi (VOC). Phương pháp này áp dụng cho đất chưa bão hòa (nằm trên mực nước ngầm) hoặc cho đất ô nhiễm đã được đào lên.

- Hấp phụ: Là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm trong không khí hoặc nước bằng chất hấp phụ. Trong xử lý chất thải nguy hại, thường dùng than hoạt tính để loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại trong nước ngầm và nước thải công nghiệp.

- Oxy hóa học: Phương pháp này sử dụng tác nhân oxy hóa để biến đổi chất hữu cơ trong chất thải, nhằm giảm độc tính hoặc chuyển đổi thành phần chất thải.

- Được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước sinh hoạt, nước thải nguy hại và nước thải công nghiệp không độc hại hoặc nước thải sinh hoạt. Phương pháp này giúp oxy hóa và khử các thành phần hữu cơ độc hại trong nước thải, như Phenol, chất BVTV, dung môi hữu cơ chứa Clo, hợp chất đa vòng, benzen, toluen,... cùng với các thành phần vô cơ như sunfit, amonia, xyanua và kim loại nặng.

- Dòng tới hạn: Là trạng thái của vật chất khi nhiệt độ và áp suất đạt mức cao, khiến vật chất có tính chất giữa lỏng và khí. Hiện nay, có hai kỹ thuật ứng dụng trong xử lý chất thải nguy hại là:

- Trích ly sử dụng dòng tới hạn: Các chất hữu cơ trong đất, cặn lắng, hoặc nước sẽ được hòa tan vào dòng tới hạn dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, sau đó chúng sẽ được tách ra khi áp suất và nhiệt độ giảm.

- Oxy hóa với dòng tới hạn: Khí và nước ô nhiễm được đưa đến trạng thái tới hạn của nước, nơi các thành phần hữu cơ ô nhiễm sẽ được oxy hóa nhanh chóng dưới điều kiện này.

- Màng: Đây là phương pháp được dùng để tách nước ra khỏi dòng ô nhiễm. Có nhiều loại màng khác nhau như vi lọc, siêu lọc, thẩm thấu ngược, và màng điện tích.

- Phương pháp sinh học

Xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy và chuyển đổi chất hữu cơ trong chất thải, nhằm giảm tác hại của chúng đối với môi trường. Trong quản lý chất thải nguy hại, việc xử lý các chất hữu cơ nguy hại có thể đạt hiệu quả nếu chọn đúng loài vi sinh vật và kiểm soát quá trình một cách hợp lý.

Các yếu tố tác động đến quá trình sinh học bao gồm:

Nguồn năng lượng và nguồn cơ chất: Nguồn năng lượng có thể là ánh sáng, hoặc phản ứng oxy hóa khử của các chất vô cơ và hữu cơ. Còn nguồn carbon (cơ chất) có thể là CO₂ và các chất hữu cơ.

- Quá trình enzyme

- Khả năng phân hủy sinh học của cơ chất

- Tính ức chế và độc tính của cơ chất đối với vi sinh vật

- Cộng đồng vi sinh vật

Các hệ thống xử lý chất thải nguy hại bằng phương pháp sinh học có thể được phân loại như sau:

- Các hệ thống phổ biến: bùn lơ lửng, hiếu khí, kỵ khí

- Xử lý tại nguồn: áp dụng cho xử lý nước ngầm và đất bị ô nhiễm

- Xử lý bùn lỏng: dùng để xử lý bùn có hàm lượng cặn từ 5-50%

- Xử lý dạng rắn: Áp dụng cho việc xử lý bùn và các chất rắn có độ ẩm thấp.

- Phương pháp nhiệt

Kỹ thuật này xử lý chất thải nguy hại có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác, đặc biệt đối với chất thải nguy hại không thể chôn lấp và có khả năng cháy. Phương pháp này áp dụng cho tất cả các dạng chất thải, bao gồm rắn, lỏng và khí. Qua quá trình oxy hóa và phân hủy nhiệt, các chất hữu cơ sẽ được khử độc và phá vỡ cấu trúc. Tùy thuộc vào thành phần chất thải, khí sinh ra từ quá trình đốt có thể chứa các thành phần khác nhau. Thường thì khí thải bao gồm các sản phẩm cháy thông thường như bụi, CO₂, CO, SO_x, NO_x, nhưng cũng có thể chứa các thành phần khác như HCl, HF, P₂O₅, Cl₂,...

- Hiện nay, các thiết bị lò đốt thường được sử dụng bao gồm:

- Lò đốt chất lỏng

- Lò đốt thùng quay

- Lò đốt gi/vỉ cố định

- Lò đốt tầng sôi

- Lò xi măng

- Lò hơi

• Phương pháp làm rắn hóa chất thải

Làm rắn hóa chất thải là phương pháp nâng cao các đặc tính vật lý của chất thải, giảm nguy cơ phát tán vào môi trường và giảm độc tính của chất ô nhiễm. Phương pháp này được áp dụng phổ biến trong quản lý chất thải nguy hại.

Các chất phụ gia phổ biến dùng trong làm rắn hóa chất thải nguy hại bao gồm:

• Xi măng: thường được sử dụng nhất để làm rắn chất thải nguy hại. Xi măng Portlan, loại xi măng phổ biến, được sản xuất từ việc nung hỗn hợp đá vôi với thạch cao (hoặc chất silicat khác) ở nhiệt độ cao.
• Pozzolan: một chất có khả năng phản ứng với vôi trong nước để tạo ra vật liệu có tính chất giống xi măng. Sản phẩm pozzolan hình thành từ phản ứng giữa nhôm-silic, vôi và nước. Các loại vật liệu pozzolan bao gồm xỉ than, xỉ lò và bụi lò xi măng.
• Silicat dễ tan
• Đất sét hữu cơ biến tính: đất sét tự nhiên đã được biến tính để trở thành đất sét chống thấm nước.
• Các polymer hữu cơ
• Nhiệt dẻo: chất thải nguy hại có thể được làm ổn định bằng cách trộn với vật liệu nhiệt dẻo đã được nấu chảy ở nhiệt độ cao.

Ghi chú

[1] http://www.gree-vn.com

[2] SÁCH GIẢNG DẠY QUẢN LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI, ThS Nguyễn Ngọc Châu http://www.gree-vn.com/tailieu.htm