Nghiên cứu dòng chảy chất thải nhựa từ một số nguồn thải trên Địa bàn thành phố hà nội và Đề xuất biện pháp quản lý (tt)

dòng chảy chất thải nhựa, đặc biệt dòng chảy của chất thải nhựa trong đô thị, mặc dù lượng phát thải của chất thải nhựa trong đô thị là rất lớn, không điểm kiểm soát tốt sẽ gây ảnh hưởng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-*** -

Ngô Anh Tâm

NGHIÊN CỨU DÒNG CHẢY CHẤT THẢI NHỰA

TỪ MỘT SỐ NGUỒN THẢI TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP QUẢN LÝ

Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi Trường

Mã số: 8520320.01

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2023

Công trình được hoàn thành tại:

Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học tự nhiên

Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Đình Chinh

GS.TS Nguyễn Mạnh Khải

Phản biện 1: TS Trần Thị Minh Hằng Phản biện 2: TS Phạm Văn Hiếu

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn tại : Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học tự nhiên

Đại học Quốc gia Hà Nội

vào lúc 15 giờ 00 phút ngày 24 tháng 01 năm 2024

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Khoa Môi Trường – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – ĐHQGHN Trung tâm thông tin - Thư viện – Đại học Quốc gia Hà Nội

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận văn

Ô nhiễm rác thải nhựa đang là một trong những nỗi lo của toàn cầu Đặc biệt là khi thực trạng ô nhiễm rác thải nhựa đang ở mức báo động cao Trong số 6,3 tỷ tấn rác thải nhựa được thải ra trên toàn thế giới, chỉ có khoảng 9% được tái chế, 12% được xử

lý bằng phương pháp thiêu đốt, và có tới 79% nằm lại tại các bãi rác hoặc thải trực tiếp

ra môi trường Còn tại Việt Nam, có đến 60-70% lượng rác thải sau khi thu gom sẽ được

xử lý bằng cách chôn lấp ở những bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, theo số liệu 2018 của Ngân hàng Thế giới Tình trạng bãi rác quá tải là một hiện thực trước mắt, không còn là nguy cơ, và thậm chí sẽ ngày càng trở nên nghiêm trong hơn Bởi theo số liệu của Ngân hàng Thế giới, dự kiến Việt Nam sẽ thải ra 54 triệu tấn rác thải sinh hoạt vào năm 2030 Không chỉ làm ô nhiễm không gian sống, sự thất thoát của rác thải ra môi trường còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến muôn mặt cuộc sống con người Trẻ em đang mất dần những không gian trong lành, người lớn không còn chỗ để tập thể dục hay tản

bộ mỗi sớm chiều Những tác động của các bãi rác quá tải không chỉ ảnh hưởng tiêu cực lên không gian sống mà còn lên sức khoẻ và tâm lý của người dân địa phương, đặc biệt là những khu dân cư gần khu vực bãi rác lộ thiên Những nỗi lo về nước rỉ rác ngấm vào nguồn nước, mùi hôi hay những hiểm hoạ về bệnh tật vẫn luôn hiện hữu

Khối lượng rác thải nhựa của một người Việt Nam thải ra trung bình mỗi năm cũng đã tăng đáng kể từ 3,8kg những năm 1990 tới 41kg năm 2015, tăng hơn 11 lần

Có thể thấy, sự tiện dụng và giá thành rẻ của các sản phẩm nhựa dùng một lần cùng với nhịp sống hiện đại và thói quen tiêu dùng mới đã góp phần lớn trong việc gia tăng khối lượng RTN dùng một lần Chỉ riêng năm 2018 tổng số lượng rác thải nhựa tại Việt Nam

đã lên tới hơn 5,1 triệu tấn Khối lượng rác thải lớn, tỷ lệ chôn lấp cao, cùng với khả năng không thấm nước, cản trở việc tiếp xúc với các điều kiện tự nhiên cần thiết như

độ ẩm, độ thoáng khí, ánh sáng mặt trời… khiến quá trình phân huỷ của rác hữu cơ lâu hơn, rác thải nhựa khiến cho các bãi rác trở nên quá tải nhanh hơn

Hiện nay, trên thế giới đã có các nghiên cứu về dòng chảy chất thải nhựa từ đó

có thể đưa ra các biện pháp quản lí giúp giảm thiểu lượng phát thải và giảm lượng thất thoát ra môi trường bên ngoài Tuy nhiên, hiện ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào về

dòng chảy chất thải nhựa, đặc biệt dòng chảy của chất thải nhựa trong đô thị, mặc dù lượng phát thải của chất thải nhựa trong đô thị là rất lớn, không điểm kiểm soát tốt sẽ gây ảnh hưởng xấu tới môi trường

Từ những phân tích trên, đề tài : “Nghiên cứu dòng chảy chất thải nhựa từ một

số nguồn phát sinh trên địa bàn thành phố Hà Nội và đề xuất biện pháp quản lý”

được lựa chọn nghiên cứu trong luận văn này

2 Bố cục của luận văn

Luận văn được bố cục gồm phần mở đầu, nội dung, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục Nội dung chia làm ba chương: Chương 1 Tổng quan; Chương 2.Đối tuọng và phương pháp nghiên cứu; Chương 3 Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm

1.2 Phân loại nhựa

1.3 Thực trạng quản lý phát thải nhựa

1.3.1 Trên thế giới

1.3.2 Tại Việt Nam

1.4 Tác động của chất thải nhựa

1.4.1 Tác động đến môi trường

1.4.2 Tác động đến sức khoẻ con người

1.5 Các phương pháp xử lý chất thải nhựa

1.5.1 Phương pháp tái chế

1.5.2 Phương pháp chôn lấp và đốt

1.5.3 Phương pháp nhiệt phân

1.5.4 Phương pháp sinh học

1.6 Tổng quan về phân tích dòng vật chất (MFA)

1.6.1 Khái niệm về MFA

1.6.2 Quy trình thực hiện MFA

1.6.3 Ứng dụng của MFA

1.6.4 Hạn chế của MFA

1.7 Phân tích dòng vật chất với phần mềm STAN

1.7.1 Giới thiệu về STAN

1.7.2 Giao diện bên ngoài

1.7.3 Mô hình hóa hệ thống

1.8 Tổng quan về thành phố Hà Nội

1.8.1 Điều kiện tự nhiên

1.8.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: rác thải nhựa từ các nguồn khác nhau trên địa bàn thành phố Hà Nội (hộ gia đình, hộ kinh doanh, cơ sở giáo dục, cơ quan công sở,

siêu thị, công viên công cộng) Từ đó từ đó phân tích, đánh giá, so sánh kết quả khảo sát của khu vực được lấy mẫu, xây dựng dữ liệu đầu vào để thiết lập mô hình dòng thải nhựa

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập và kế thừa số liệu

2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát

2.2.3 Phương pháp thu thập và phân loại nhựa

2.2.4 Phương pháp phân tích dòng vật chất MFA

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả khảo sát các yếu tố từ các nguồn phát sinh

3.1.1 Hộ gia đình và hộ kinh doanh

Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát các thông tin chung như độ tuổi, trình độ học vấn, thu nhập; nhận thức về rác thải nhựa; về thói quen sử dụng sản phẩm nhựa trong đời sống hàng ngày của tổng số 134 gia đình, trong đó có 90 hộ gia đình và 44 hộ kinh doanh Kết quả thu được như sau: 59% hộ gia đình có 3-4 người trong khi tỷ lệ hộ

có trên 4 người và hộ có dưới 3 người lần lượt là 23% và 18%

Hình 3.1: Tỉ lệ số thành viên trong mỗi gia đình

> 4 người

Hình 3 2: Tỉ lệ trình độ học vấn (trái) và tỉ lệ tuổi (phải)

Kết quả cũng cho thấy 62% cư dân ở độ tuổi 22 Hầu hết các chủ hộ đều tốt nghiệp trung học phổ thông (67%) trong khi 24% trong số họ tốt nghiệp đại học và 9%

có chứng chỉ học nghề và/hoặc bằng cấp liên quan

Về thu nhập, khoảng một nửa số hộ có thu nhập dưới 15 triệu đồng/tháng trong khi 26% số hộ có thu nhập từ 25 – 35 triệu đồng/tháng, tiếp theo là các hộ có thu nhập

từ 15 – 25 triệu đồng/tháng, chiếm 19% Tỷ lệ hộ có tổng thu nhập trên 35 triệu đồng/tháng là khoảng 7% Cần lưu ý rằng thu nhập của hầu hết các hộ kinh doanh không được thông báo vì lý do kinh doanh và sự không sẵn lòng của các gia đình được khảo sát

Hình 3.3: Tỉ lệ thu nhập hàng tháng của các hộ gia đình

>35 triệu đồng

Hầu hết các hộ kinh doanh có từ 2 lao động trở xuống, chiếm 75% trong khi các

hộ có từ 3-4 lao động và trên 5 lao động lần lượt chiếm 15% và 10% Kết quả cũng cho thấy diện tích mặt bằng bình quân của các hộ kinh doanh là 29,4 m2, dao động từ 15 m2 đến 60 m2 Diện tích này khá hẹp nhưng hợp lý đối với thủ đô Hà Nội, nơi mật độ dân số các quận nội thành dao động trong khoảng 30.000-40.000/km2

Hình 3.4: Tỉ lệ số lượng lao động tại các hộ kinh doanh

Khi khảo sát nhận thức của người dân về rác thải nhựa, 59% số người được hỏi cho biết họ hiểu ít nhiều về tác động tiêu cực của rác thải nhựa, trong khi số người cho rằng họ hiểu rất rõ về nó là 23%, và 18% số người được hỏi trả lời rằng họ chỉ biết một chút về tác hại của rác thải nhựa Về hộ kinh doanh, 62% hộ kinh doanh trả lời hiểu rõ tác hại của rác thải nhựa trong khi 15% hộ biết đến vấn đề này và 23% hộ kinh doanh trả lời họ chỉ biết một chút

>5

Hình 3.5: Tỉ lệ mức độ hiểu biết về rác thải nhựa hộ kinh doanh

Hình 3.6: Tỉ lệ mức độ hiểu biết về rác thải nhựa hộ gia đình

Về thói quen sử dụng sản phẩm nhựa, 55% hộ gia đình bán rác thải nhựa dưới dạng mảnh lớn (chai, rổ, bồn…) cho người thu gom không chính thức trong khi chỉ có 15% hộ kinh doanh bán rác thải nhựa 17% hộ gia đình tái sử dụng các phần rác thải nhựa, đặc biệt dùng làm hộp đựng, chậu hoa,… Con số này đối với hộ kinh doanh là 31% Điều đáng lưu ý là tỷ lệ rác thải nhựa được tái sử dụng rất thấp so với tổng lượng rác thải nhựa phát sinh

Hình 3.7: Tỉ lệ số lượng học sinh tại các cơ sở giáo dục

62% cơ sở giáo dục có dưới 100 cán bộ Số cơ sở giáo dục có từ 100 đến 1000 cán bộ và số cơ sở giáo dục có từ 1000 cán bộ trở lên chiếm 19% số cơ sở được khảo sát

Hình 3.8: Tỉ lệ số lượng cán bộ tại các cơ sở giáo dục

>=1000 cán bộ

Trong số các cơ sở giáo dục được khảo sát, số trường trung học phổ thông chiếm 29%, tiếp theo là đại học với 24% 19% cơ sở giáo dục là trường trung học cơ sở Số trường tiểu học chiếm 19% Trường mầm non chiếm 9%

Hình 3.9: Tỉ lệ các cấp học được khảo sát

Khi khảo sát hiểu biết về rác thải nhựa, có 76% cơ sở giáo dục nhận thức được tác động tiêu cực của rác thải nhựa tới môi trường, 24% còn lại chỉ biết rất ít về vấn đề này

Hình 3.10: Tỉ lệ hiểu biết về rác thải nhựa tại các cơ sở giáo dục

67% cơ sở giáo dục bán rác thải nhựa cho người thu gom; tuy nhiên, chỉ có 9%

cơ sở giáo dục phân loại rác thải (phân loại thành rác hữu cơ và vô cơ)

24%

76%

Tỉ lệ mức độ hiểu biết về rác thải nhựa

Hiểu ít Hiểu rõ

Hình 3.11: Tỉ lệ bán rác thải nhựa cho người thu gom (trái) và tỉ lệ phân loại rác

tại nguồn (phải) tại các cơ sở giáo dục

3.1.3 Cơ quan công sở

Kết quả khảo sát tại 32 cơ quan công sở cho thấy, có hơn 95% cán bộ nhận thức được tác động tiêu cực của rác thải nhựa Tuy nhiên, tỷ lệ phân loại rác tại nguồn phát điện của loại hình này khá thấp, chỉ khoảng 7% Tỷ lệ rác thải nhựa bán cho người thu gom cũng thấp, chỉ khoảng 16% Điều này cho thấy có nguy cơ chất thải nhựa xâm nhập vào môi trường khi chúng được vận chuyển và/hoặc chôn lấp tại các bãi chôn lấp/bãi rác

Hình 3.12:Tỉ lệ bán rác thải nhựa cho người thu gom (trái) và tỉ lệ phân loại rác

tại nguồn (phải) tại các cơ quan công sở

3.1.4 Siêu thị

Liên quan đến tình trạng phát sinh rác thải nhựa tại các siêu thị, kết quả khảo sát tại 20 siêu thị cho thấy khoảng 60% nhân viên trả lời khảo sát hiểu chút ít về được tác động của rác thải nhựa đối với môi trường và sức khỏe con người, 36% nhân viên được hỏi là hiểu rõ, chỉ có 4% nhân viên là hiểu biết rất rõ Tuy nhiên, khoảng 86% siêu thị

67%

33%

Tỉ lệ bán rác thải nhựa cho

người thu gom

Có bán Không bán

9%

91%

Tỉ lệ phân loại rác tại nguồn

Có phân loại Không phân loại

84%

16%

Tỷ lệ bán rác thải nhựa cho

người thu gom

Không Có

7%

93%

Tỉ lệ phân loại rác

Có Không

được khảo sát đã có dụng cụ phân loại rác Điều này có thể liên quan đến quy định của các siêu thị đó, có thể xác định việc phân loại rác thải là điều bắt buộc

Hình 3 13: Tỉ lệ mức độ hiểu biết về rác thải nhựa (trái) và tỉ lệ có dụng cụ phân

loại rác (phải) tại các siêu thị 3.2 Kết quả phân tích thành phần nhựa trong các nguồn phát sinh

3.2.1 Kết quả phân tỉ lệ nhựa tại các nguồn phát sinh

Sau khi lấy mẫu rác thải từ các hộ gia đình và phân tích, nhóm nghiên cứu thu được kết quả như sau: Lượng rác thải trung bình hàng ngày là 1,10 ± 0,55 kg trong khi rác thải nhựa chiếm tới 90 ± 60 g Tỷ lệ rác thải nhựa trung bình trong rác thải sinh hoạt

là 10,17% ± 9,88 Điều này có nghĩa là tỷ lệ rác thải nhựa ở mỗi hộ gia đình là khác nhau Nhóm nghiên cứu thu được kết quả sau khi phân tích lượng rác thải 24 giờ của

hộ kinh doanh: Lượng rác thải trung bình hàng ngày là 1,70 ± 1,1 kg trong đó rác thải nhựa chiếm 14,50 ± 18,3% lượng rác thải sinh hoạt Đối với lượng rác thải trung bình của cơ quan công sở cho cho kết quả là 0.66 ± 0.48kg/ngày, với tỉ lệ rác thải nhựa trong rác thải sinh hoạt là 15.6 ± 10.2% Tỷ lệ chất thải nhựa của hộ kinh doanh có sự biến đổi nhiều nhất 0-80%, đại diện cho các loại hình kinh doanh khác nhau, mô hình hộ kinh doanh bán đồ ăn mang về có tỉ lệ sử dụng chất thải nhựa cao nhất

Kết quả cho các trường học là 1- 6 xe rác mỗi ngày tùy theo quy mô trường học

Tỷ lệ rác thải nhựa trung bình hàng ngày được phát hiện là 16,21 ± 9,94% Tương tự, chất thải rắn phát sinh từ các siêu thị dao động từ 1 đến 10 xe rác/ngày tùy theo quy mô siêu thị, với tỷ lệ rác thải nhựa trung bình là 11,30 ± 3,42% Cần lưu ý rằng nhóm nghiên cứu không định lượng được tổng lượng rác thải từ trường học, siêu thị và công viên

14%

Tỉ lệ dụng cụ phân loại rác

Có Không

công cộng Số lượng xe rác thay đổi nhiều nhất ở siêu thị (từ 1 đến 10) trong khi hộ kinh doanh có tỷ lệ rác thải nhựa biến động nhiều nhất (14,5 ± 18,3%)

Bảng 3.1: Khối lượng và tỉ lệ rác thải nhựa tại các nguồn phát sinh

TT Nguồn phát sinh Tổng khối lượng

Hình 3.14: Tỉ lệ rác thải nhựa tại các nguồn thải

Trung bình lượng chất thải nhựa trong chất thải sinh hoạt hoạt sẽ là 10-17% Trong phần tính toán cho mô hình MFA, luận văn sẽ lựa chọn tỉ lệ chất thải nhựa trong chất thải sinh hoạt 12% (khác với tỉ lệ trong Báo cáo chất hiện trạng môi trường quốc gia 2019 của Bộ Tài nguyên và môi trường là 3%)

3.2.2 Kết quả phân tích tỷ lệ các loại nhựa có tại các nguồn phát sinh

Mỗi nguồn phát sinh rác thải nhựa đều được lấy mẫu và phân tích để thử nghiệm phân loại nhựa dựa trên quy trình Sau quá trình phân loại, hàm lượng của từng loại nhựa trong rác thải nhựa được đo đạc và tổng hợp như sau:

Hình 3.15: Tỉ lệ các loại nhựa trong chất thải nhựa

Đối với rác thải nhựa từ nguồn phát sinh là hộ gia đình, phát hiện được 4 loại nhựa là PE, PP, PS và PET Tỷ lệ mỗi loại lần lượt là 21%, 36%, 4% và 39% đối với

PE, PP, PS và PET

Đối với rác thải nhựa từ nguồn phát sinh là hộ kinh doanh, phát hiện được 5 loại nhựa là PE, PP, PS, PET và PVC Tỷ lệ của PP và PE đều là 41%, PS là 2%, PVC là 6% còn PET chiếm 10%

Đối với rác thải nhựa từ nguồn phát sinh là trường học, phát hiện được 4 loại nhựa bao gồm PP, PE, PS và PET Trong đó, PP chiếm tỷ lệ là 32%, PE chiếm tỷ lệ 25%, PS chiếm tỷ lệ 24%, PET chiếm tỷ lệ là 19%

Đối với rác thải nhựa phát sinh từ siêu thị, tìm thấy 5 loại nhựa chính gồm PET (30%), tiếp theo là PE (26%), PP (20%), PS (18%) và ABS (6%)

Đối với rác thải nhựa phát sinh từ cơ quan, công sở, phát hiện 3 loại nhựa là PET chiếm tỷ lệ là 42%, PS chiếm tỷ lệ là 40%, PE chiếm tỷ lệ là 18%

Cuối cùng, rác thải nhựa phát sinh từ công viên công cộng, tìm thấy 5 loại nhựa

là PET chiếm tỷ lệ 40%, PE chiếm tỷ lệ 22%, PS chiếm tỷ lệ 20%, PP chiếm tỷ lệ 15%

và cuối cùng là ABS chiếm tỷ lệ 3%

Hộ gia đình Hộ kinh doanh Trường học Siêu thị Cơ quan,

công sở Công viên

Tỉ lệ các loại nhựa trong chất thải nhựa

Tỉ lệ các loại nhựa từ các nguồn thải cho thấy thành phẩn chủ yếu là các loại nhựa: PP, PE, PET chiếm tỉ trọng rất cao Đối với nguồn hộ gia đình và hộ gia đình, tổng 3 loại nhựa này chiếm tỉ lệ lần lượt là: 96% và 92% Đối với nguồn từ cơ sở giáo dục, siêu thị, cơ quan công sở, công viên tổng tỉ lệ 3 loại nhựa lần lượt là: 76%, 76%,

100%, 65% Theo đó phân loại tại bảng 1.8 thì đây là 3 loại nhựa có khả năng tái chế

cao vì vậy có thể thấy tiềm năng tái chế RTN trên địa bàn thành phố Hà Nội là rất lớn, khi tỉ lệ loại RTN có thể tái chế chiếm tỉ lệ từ 76-100% tuỳ nguồn thải

Kiểm chứng kết quả bằng phương pháp Kết quả phân tích TGA và phổ FT-IR thu được của một số loại nhựa điển hình trong mẫu thể hiện trong hình và hình

Hình 3.16: Biểu đồ khối lượng mẫu so với nhiệt độ