Determining the amount, assessment of composition, and characteristics of solid waste at Suoi Rao unsanitary landfill

Abstract

Currently, Vietnam has 80% unsanitary landfills, so it is very necessary and urgent to renovate, treat and restore the environment at these landfills after they are closed. However, at present, most of the unsanitary landfills do not have statistics on the amount of solid waste discharged, as well as data on monitoring the environmental status - This is necessary information for managers to come up with feasible options for environmental treatment and restoration at landfills. This paper presents a case study at Suoi Rao unsanitary landfill in Chau Duc district, Ba Ria - Vung Tau province with the following objectives: Determine the amount of solid waste to be buried; Evaluation of composition and characteristics of solid waste at the landfill, the research results show that: there are 6,387 tons of solid waste buried at Suoi Rao landfill, 12 times lower than the forecast of the Department of Natural Resources and Environment (76,295 tons); Most of the waste has been decomposed with easily biodegradable organic components accounting for 1.85% and non-biodegradable components accounting for 27.28%, the rest after classification (soil, sand, humus) accounts for 69%; The content of heavy metals in the soil of solid wastes buried at Suoi Rao landfill are all within the permissible standards, therefore, the impact of heavy metal content in the soil of Suoi Rao landfill to the surrounding environment is low. The research results have important implications for management levels in Chau Duc district to come up with feasible plans in line with reality to treat, renovate and restore the environment of Suoi Rao landfill in the future.

ĐẶT VẤN ĐỀ

BCL được sử dụng rộng rãi để xử lý CTR do có ưu điểm chi phí về vốn đầu tư ban đầu và vận hành thấp 1 . Việt Nam hiện có 904 BCL tiếp nhận 71% (tương đương 35.000 tấn) khối lượng CTR được thu gom hàng ngày, trong số đó chỉ có khoảng 20% được phân loại là BCL hợp vệ sinh 2 . Các BCL KHVS là nguồn gây ô nhiễm đối với môi trường nước dưới đất, đất, không khí và cộng đồng dân cư xung quanh, do quá trình phát sinh nước rỉ rác, khí bãi rác từ quá trình phân hủy kỵ khí chất thải hữu cơ, khí thải từ các vụ cháy không kiểm soát, và phát tán các mầm bệnh từ các loài gặm nhấm, côn trùng trung gian truyền bệnh sống trong khu vực BCL 3 .

Tốc độ tăng dân số và đô thị hóa ngày càng cao làm gia tăng khối lượng CTR phát sinh, dẫn đến quá tải và đóng cửa các BCL, vì cần nhiều diện tích đất hơn để chôn lấp các CTR này 4 , đặc biệt là đối với các BCL có diện tích nhỏ. Hiện tại các phương án xử lý các BCL đã đóng cửa tại các quốc gia đang phát triển chủ yếu theo phương pháp: che phủ và xây dựng BCL hợp vệ sinh trên khu vực được giới hạn liền kề tại BCL KHVS ở làng Uruli Dewachi thành phố Pune, Ấn Độ 5 ; Khai thác vật liệu từ các BCL Kodungaiyur, Perungudi thuộc thành phố Chennai, Ấn Độ 6 . Xử lý chất thải chôn lấp bằng phương pháp sinh học tại BCL Panchvati, thành phố Nasik và BCL Gorai, thành phố Mumbai - Ấn độ 7 . Khai thác vật liệu từ BCL Maung Pathum, tỉnh Pathumthani, Thái Lan 8 ; Che phủ và cải tạo thành công viên đô thị tại BCL Meethotamulla, thành phố Colombo, Sri Lanka 9 . Đối với Việt Nam các phương án chú trọng vào việc xử lý lượng CTR tồn đọng, điển hình tại BCL Phước Cơ, thành phố Vũng Tàu: Diện tích 1,6/5,0 ha CTR chôn lấp tồn đọng tại BCL đã được đào, xúc và vận chuyển về khu xử lý Tóc Tiên chôn lấp hợp vệ sinh, và sau đó trồng cây để cải tạo cảnh quan 10 . Trong khi đó, BCL hợp tác xã Trà Vinh, thành phố Trà Vinh đã triển khai phương án bốc xúc đem đi đốt lượng CTR lộ thiên và chôn lấp hợp vệ sinh tại chỗ lượng CTR cũ đã được chôn dưới bề mặt đất 11 . Ngoài ra, tại BCL Soi Nam, thành phố Hải Dương, triển khai phương án xử lý tại chỗ bằng công nghệ xử lý vi sinh, CTR được sàng lọc, phân loại, tận thu mùn hữu cơ làm phân bón cho cây trồng và thu hồi chất thải nhựa để tái chế tại chỗ; những thành phần CTR không phân hủy sẽ đốt và tro xỉ sau đốt tận dụng để sản xuất gạch không nung 12 .

Trong những năm gần đây, các phương án khai thác BCL đã đóng cửa dựa trên phân tích chi phí và lợi ích thường được sử dụng, đây là một cách tiếp cận có hệ thống để ước tính giá trị ưu và nhược điểm về kinh tế của các phương án đề xuất 13 .Trong đó, chi phí xử lý liên quan đến khối lượng CTR chôn lấp, dù vậy số liệu này tại Việt Nam hầu như không được thống kê do không có đủ cơ sở hạ tầng và nhân lực. Điển hình theo tài liệu 14 chỉ có 9% BCL tại Việt Nam có cân trọng lượng, điều này dẫn đến sự sai lệch trong dự toán kinh phí xử lý dựa vào số liệu CTR được chôn lấp, từ đó ảnh hưởng đến phương án đề xuất, cũng như làm thất thoát ngân sách nhà nước, vì vậy cần có phương pháp khả thi để đánh giá khối lượng CTR chôn lấp, đặc biệt là tại các BCL KHVS. Mặt khác, quá trình lựa chọn các phương án xử lý phải tính đến khả năng gây ô nhiễm đến môi trường xung quanh của các BCL, theo đó khả năng này phụ thuộc vào thành phần, tính chất của chất thải chôn lấp 15 . Các nghiên cứu có nội dung về xác định khối lượng CTR chôn lấp tại các BCL KHVS ở các nước đang phát triển nói chung và Việt Nam nói riêng hầu như không có, chủ yếu dựa vào ước tính sơ bộ của các cơ quan quản lý BCL. Do đó, mục đích của bài báo này là xác định khối lượng CTR chôn lấp tại BCL KHVS và đã đóng cửa điển hình ở BCL Suối Rao, dựa trên dữ liệu khảo sát thực địa và ứng dụng phương pháp địa thống kê; đồng thời nghiên cứu cũng tiến hành đánh giá thành phần, tính chất của CTR chôn lấp thông qua kết quả lấy mẫu, phân tích. Đây là cơ sở để các cấp quản lý địa phương đưa ra phương án cải tạo, xử lý tại BCL Suối Rao. Từ đó, nghiên cứu này sẽ là tài liệu hữu ích cho các nhà quản lý và hoạch định chính sách môi trường trên địa bàn các tỉnh thành có các BCL đã đóng cửa KHVS tham khảo để bước đầu đánh giá và xây dựng phương án cải tạo, khai thác các BCL.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mô tả khu vực nghiên cứu

Figure 1 . Vị trí nghiên cứu BCL Suối Rao

Khu vực nghiên cứu là BCL Suối Rao ( Figure 1 ) thuộc xã Suối Rao, huyện Châu Đức, tỉnh BR - VT (có diện tích khoảng 2,6ha, độ tuổi BCL đến nay là 10 năm và được đưa vào hoạt động từ tháng 01/2011 để xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) trên địa bàn huyện Châu Đức, đến tháng 10/2013 BCL đóng cửa. Theo ước tính của Sở Tài nguyên và Môi trường (TNMT) tỉnh BR-VT, khối lượng CTR tồn đọng tại BCL vào khoảng 108.993 m ³ (tương đương 76.295 tấn). Đây là BCL chìm KHVS, với quy trình chôn lấp tạm, nên không có chống thấm, không có biện pháp thu gom xử lý nước rỉ rác, và xử lý khí thải phát sinh 16 .

BCL Suối Rao nằm ở cao độ 25-35m so với mặt nước biển, độ dốc trung bình từ 5 – 10 ^º . Địa hình thoải dần từ Tây sang Đông ở phía Bắc BCL, và theo hướng Bắc – Nam ở phía Nam BCL. Khu vực được bao phủ bởi đất nâu vàng trên đá bazan. Triển vọng khai thác nước dưới đất nghèo, tầng chứa nước nằm ở độ sâu khoảng 18m, với mực nước biến động từ 6,44 - 7,30m 17 , 18 . Cách 5m theo hướng Tây BCL có suối nông nhỏ, tuy nhiên không phát sinh dòng chảy ở cả hai mùa (mưa và khô).

Vị trí BCL Suối Rao nằm xa khu dân cư, với khoảng cách đến cụm dân cư gần nhất theo hướng Tây nằm trên đường Xuân Sơn – Đá Bạc là 2,5km. Xung quanh BCL chủ yếu là đất nông nghiệp trồng điều, tràm của người dân. Hiện trạng BCL đã được lấp đất đỏ với bề dày từ 0,2 – 1,3m (trung bình 0,5m) và trồng keo lá tràm với mật độ 0,8 x 1,2 m, phía Đông BCL là cây trồng từ 1-2 năm tuổi; các khu vực còn lại là cây 4-5 năm tuổi.

Phương pháp nghiên cứu

(1). Phương pháp xác định vị trí hố đào và đào hố xác định độ sâu chôn lấp

Thu thập thông tin tọa độ ranh giới BCL Suối Rao từ Phòng tài nguyên và môi trường huyện Châu Đức. Sau đó, tiến hành xác định tọa độ ranh giới BCL ngoài thực địa bằng công nghệ RTK (máy Hi-Target V30), với sự hỗ trợ của cán bộ địa chính môi trường xã Suối Rao.

Dựa vào ranh giới đã xác định, tiến hành tạo ô lưới phân bố đều ranh giới BCL bằng phần mềm Autocad, với diện tích ô lưới là 20 x 20m. Từ đó, lựa chọn vị trí dự kiến đào hố xác định độ sâu chôn lấp (mỗi ô lưới một vị trí). Đồng thời, kết hợp với quá trình triển khai đào hố tại thực địa để lựa chọn vị trí hố đào cho phù hợp, sát với thực tế. Kết quả có 73 vị trí hố đào được thực hiện tại BCL Suối Rao ( Figure 4 ).

Phương tiện đào hố sử dụng xe xúc, với kích thước hố đào dao động từ 1 - 4m ² (tuy nhiên vị trí lấy mẫu CTR trong phạm vi 1 m ² giữa hố), chiều sâu hố đào dao động từ 0,7-5,45m (đảm bảo sâu hơn lớp chất thải cuối cùng 0,3m)

(2). Phương pháp lấy mẫu và phân tích CTR:

14 vị trí lấy mẫu được lựa chọn ngẫu nhiên trong 73 vị trí hố đào tại BCL Suối Rao, tổng cộng có 31 mẫu CTR được thực hiện vào tháng 11/2019. Mẫu được lấy ở 3 tầng khác nhau (14 mẫu tầng mặt; 9 mẫu tầng giữa; 8 mẫu tầng đáy), bề dày trung bình mỗi tầng vào khoảng 0,8m và tùy vào bề dày lớp CTR tại từng hố đào. Thông số lấy mẫu, phân tích gồm: Xác định thành phần CTR: chất thải thực phẩm, nhựa, vải, giấy, cao su và da, gỗ, kim loại, thủy tinh, gốm đá và sành sứ, chất thải nguy hại, phần còn lại sau phân loại; Xác định tính chất CTR: Tỷ trọng, độ ẩm, độ tro, chất rắn bay hơi, thành phần kim loại nặng (KLN) (Chì, Đồng, Crôm, Niken, Kẽm, Arsen, Thủy ngân, Cadimi)

Quy trình phân loại, lấy mẫu: Mẫu CTR được lấy theo từng độ sâu khác nhau. Mỗi mẫu được chuyển từ hố đào đến khu vực phân loại có khối lượng khoảng 100 – 120 kg. Đồng nhất mẫu CTR bằng cách trộn theo phương pháp bốn góc chéo bằng xẻng. Cắt những loại CTR có kích thước lớn thành những phần dưới 15cm. Mẫu CTR sau khi đồng nhất được cân xác định tỷ trọng, thực hiện cân lặp 3 lần để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Đồng thời lấy từ 3 – 5 kg CTR phục vụ cho phân tích hóa lý trong phòng thí nghiệm. Sau đó, mẫu CTR tiếp tục được thực hiện phân loại thành 10 – 11 thành phần (chất thải thực phẩm (xơ dừa, vỏ ốc,…), nhựa, vải, giấy, cao su và da, gỗ, kim loại, thủy tinh, gốm đá và sành sứ, chất thải nguy hại (pin, kim tiêm, bật lửa,…), phần còn lại sau phân loại (đất, cát, mùn,....)) tùy thuộc vào từng nền mẫu. Phần mùn đất còn lại sau phân loại được ray qua ray có kích thước lỗ 6mm: (1) Phần trên ray (> 6mm): loại bỏ; (2) Phần dưới ray (< 6mm) bao gồm cả mẫu đất và sản phẩm sau phân hủy của CTR sẽ đem về phòng thí nghiệm, thực hiện xử lý và phân tích mẫu.

Quy trình xử lý mẫu trong phòng thí nghiệm: Mẫu sau khi vận chuyển về phòng thí nghiệm sẽ được để khô tự nhiên, sau đó được nghiền đồng nhất mẫu và tiến hành ray qua ray có kích thước 2mm. Đối với chỉ tiêu kim loại thì toàn bộ mẫu có kích thước dưới 2mm tiếp tục được nghiền mịn hơn và ray qua ray có kích thước lỗ 0,25 mm và dùng phần thu được dưới ray đem đi phân tích.

Các phương pháp lẫy mẫu và phân tích mẫu được thể hiện chi tiết ở Table 1 .

Table 1 Các phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu được sử dụng

(3). Phương pháp địa thống kê

Địa thống kê đã được giáo sư G. Matheron (trường đại học Mỏ quốc gia Pari – Cộng hòa Pháp) phát triển thành bộ môn khoa học từ những năm 1955. Đã từ nhiều năm, phương pháp địa thống kê được xem là hiện đại, và đang trở nên rất phổ biến, đặc biệt là các nước tư bản phát triển: Pháp, Mỹ, Canada, Anh .... Địa thống kê không chỉ áp dụng rộng rãi trong khảo sát thăm dò mỏ, địa vật lý, địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, địa hoá, dầu khí, khai thác mỏ mà còn ở nhiều lĩnh vực khác: Nông nghiệp, sinh học, khí tượng thuỷ văn, ngư nghiệp, xã hội học, cơ học và môi trường 19 . Tại Việt Nam, địa thống kê đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu có liên quan về tài nguyên và môi trường. Tuy nhiên, hầu như chưa có nghiên cứu nào sử dụng địa thống kê để ước lượng khối lượng CTR chôn lấp tại BCL. Các bước áp dụng phương pháp địa thống kê trong bài nghiên cứu như sau:

- Sử dụng 4 thuật toán nội suy gồm: Diffusion Interpolation With Barriers; Kernel Interpolation With Barriers; Inverse Distance Weighted (IDW); Kriging trong phương pháp địa thống kê của phần mềm Arcgis 10.3 xác định sự phân bố không gian của Độ sâu chôn lấp CTR.

- Tiếp đến dùng hệ số R ² (giá trị trung bình độ lệch chuẩn) để đánh giá độ tin cậy của các thuật toán nội suy và lựa chọn thuật toán nội suy tối ưu và gần đúng với thực tế nhất. Công thức tính R ² như sau 20 :

Trong đó:

O _i : là giá trị thực đo tại vị trí thứ i

: là giá trị thực đo trung bình

P _i : là giá trị dự đoán tại vị trí thứ i

: là giá trị dự đoán trung bình

n: là số lượng giá trị tính toán

- Giá trị R ² nằm trong khoảng từ 0-1, thể hiện mối tương quan giữa giá trị thực đo và giá trị dự đoán. Giá trị R ² tiến gần tới 1 thì giá trị dự đoán càng chính xác với thực tế.

(4). Phương pháp xác định khối lượng CTR chôn lấp

Từ thông tin độ sâu chôn lấp CTR tại các hố đào, tiến hành nội suy giá trị độ sâu chôn lấp CTR tại các khu vực còn lại của BCL bằng phần mềm Arcgis. Sau đó, tiến hành trích xuất dữ liệu giá trị độ sâu chôn lấp CTR tại từng ô lưới (Raster) bằng công cụ Spatial Analyst Tools/Extraction/Extract Value to Point của Arcgis. Từ đó, tính toán tổng lượng CTR chôn lấp theo công thức sau:

Trong đó:

M là tổng lượng CTR chôn lấp tại BCL (tấn);

: là tỷ trọng riêng trung bình của CTR tại BCL (tấn/m ³ ). Được tính bằng trung bình tỷ trọng riêng của 31 mẫu CTR được lấy mẫu phân tích từ 14 vị trí hố đào tại BCL Suối Rao;

j: là thứ tự ô lưới nội suy tại BCL;

S: là diện tích ô lưới nội suy tại BCL (m ² ). Với: S =1 (m ² );

h: là bề dày lớp CTR tại ô lưới nội suy (m).

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Xác định khối lượng CTR chôn lấp

Kiểm định lựa chọn phương pháp nội suy độ sâu lớp CTR chôn lấp

Dữ liệu kết quả độ sâu chôn lấp CTR tại 73 hố đào khảo sát của BCL Suối Rao được đưa vào Arcgis. Sau đó, dữ liệu được chia thành bộ mẫu nội suy (50 hố) và bộ mẫu đánh giá (23 hố), thực hiện bằng công cụ chọn mẫu ngẫu nhiên - Creat Random Point trong Arcgis, kết quả thể hiện ở Figure 2 .

Figure 2 . Lựa chọn vị trí (hố) nội suy và vị trí đánh giá tại BCL Suối Rao

Thực hiện nội suy giá trị độ sâu chôn lấp của BCL Suối Rao từ 50 hố (vị trí) theo 4 phương pháp khác nhau gồm: Diffusion Interpolation With Barriers; Kernel Interpolation With Barriers; Inverse Distance Weighted (IDW); Kriging. Kết quả nội suy là ảnh Raster được thể hiện ở Figure 3 .

Xuất dữ liệu thuộc tính độ sâu từ các ảnh Raster nội suy theo 4 phương pháp vào các dữ liệu điểm kiểm tra. Từ dữ liệu này, tiến hành tính toán hệ số R ² để đánh giá độ tin cậy 4 thuật toán nội suy theo Công thức (1). Giá trị R ² theo 4 thuật toán nội suy được thể hiện ở Table 2 cho thấy: phương pháp nội suy Kernel Interpolation With Barriers với giá trị R ² = 0,75 sẽ được sử dụng để tiến hành nội suy độ sâu chôn lấp CTR cho BCL Suối Rao, do có mức độ tin cậy cao hơn so với 3 phương pháp còn lại.

Figure 3 . Raster kiểm tra nội suy theo 4 phương pháp

Table 2 Kết quả đánh giá độ tin cậy thuật toán nội suy theo hệ số R ²

Xác định khối lượng CTR còn lại tại BCL Suối Rao

Từ dữ liệu về độ sâu chôn lấp CTR tại 73 hố đào và các thông tin điều tra thực địa, tiến hành xây dựng bản đồ vị trí đào hố xác định độ sâu chôn lấp như Figure 4 . Sau đó, sử dụng phần mềm Arcgis để nội suy bề dày lớp CTR chôn lấp theo phương pháp nội suy Kernel Interpolation With Barriers đã được kiểm định. Dữ liệu đầu vào nội suy là bề dày lớp CTR tại 73 hố đào, kết quả nội suy được thể hiện ở Figure 5 .

Tiến hành chuyển ảnh Raster nội suy sang dạng điểm (Point), với mỗi điểm đại diện cho mỗi pixel có diện tích là 1 m ² . Kết quả có 23.313 điểm (tương đương 23.313 m ² ). Sau đó, xuất dữ liệu giá trị độ sâu CTR chôn lấp từ ảnh Raster vào giá trị của 23.313 điểm Point này, từ đó tính toán khối lượng CTR còn lại tại BCL Suối Rao. Kết quả được thể hiện ở Table 3 .

Figure 4 . Vị trí đào hố xác định độ sâu chôn lấp CTR

Figure 5 . Kết quả nội suy độ sâu chôn lấp CTR

Table 3 Thống kê kết quả tính toán độ sâu chôn lấp CTR BCL Suối Rao

Từ Table 3 nhận thấy: Tổng khối lượng CTR chôn lấp của BCL Suối Rao là 13.676 m ³ , tương đương 6.387 tấn (theo công thức (2) - với tỷ trọng trung bình CTR của BCL Suối Rao là 467 kg/m ³ ). Trong đó, diện tích phân bố theo độ sâu chôn lấp CTR như Figure 6 . Với tỷ lệ diện tích khu vực không chôn lấp CTR (độ sâu chôn lấp từ 0-0,1m và tính thêm phần diện tích đường (1.801m ² ), ao trũng (621m ² ) trong khu chôn lấp) chiếm khoảng 56,7% diện tích của BCL; Phần diện tích có CTR chiếm khoảng 43,3%, phía trên được lấp lớp đất dày 0,5m trong đó: phân bố cao nhất tại độ sâu 0,1-1,0m với 22,7%, thấp nhất tại khu vực có độ sâu chôn lấp từ 4,0 - 4,42m chỉ 0,2%.

Figure 6 . Tỷ lệ diện tích phân bố độ sâu chôn lấp CTR tại BCL Suối Rao

Như vậy, khối lượng CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao được xác định thấp hơn rất nhiều lần (khoảng 12 lần) so với lượng CTR dự báo của Sở TNMT (76.295 tấn).

Xác định thành phần, tính chất của CTR chôn lấp

Thành phần CTR chôn lấp

Để đánh giá về khả năng phân hủy và mức độ nguy hại của khối lượng CTR được chôn lấp. Kết quả phân tích thành phần CTR được chia làm 04 nhóm chính gồm: Nhóm hữu cơ, nhóm chất trơ, chất thải nguy hại và phần còn lại sau phân loại. Trong đó: (1) Nhóm hữu cơ là những chất thải có khả năng phân hủy sinh học gồm: CTR hữu cơ dễ phân hủy sinh học (chất thải thực phẩm; giấy; gỗ) và CTR hữu cơ khó phân hủy sinh học (nhựa; vải; cao su, da); (2) Nhóm chất trơ là những chất thải không có khả năng phân hủy sinh học gồm: kim loại; thủy tinh; gốm, đá, sành sứ; (3) Nhóm CTNH là chất thải được xếp vào danh mục CTNH chủ yếu là pin; (4) Phần còn lại sau phân loại là thành phần chất thải đã phân hủy thành mùn và đất, cát…

Kết quả phân tích 31 mẫu thành phần CTR tại BCL Suối Rao cho thấy thành phần CTR còn lại chủ yếu là đất, cát, mùn với 69%. Phần CTR còn tồn đọng là nhóm CTR hữu cơ chiếm khoảng 29,13% (trong đó nhóm hữu cơ khó phân hủy sinh học chiếm tới 27,28%; nhóm hữu cơ dễ phân hủy sinh học chỉ chiếm 1,85%). Nhóm chất trơ (kim loại, thủy tinh, gốm đá sành sứ) chiếm khoảng 1,78%, còn lại là CTNH chiếm tỷ lệ khá ít với 0,09% ( Figure 7 ).

Figure 7 . Thành phần CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao

Dữ liệu này chứng tỏ thành phần CTR tại BCL hầu hết đã phân hủy, biểu thị ở thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong CTRSH đầu vào giảm từ 67,56% xuống còn 1,85% sau 10 năm chôn lấp, và thành phần đất, cát, mùn từ quá trình phân hủy hữu cơ tăng từ 19,3% lên 69 % ( Table 4 ). Ngoài ra, kết quả phân tích cũng cho thấy sự tương đồng khi thành phần nhựa chiếm tỷ lệ đứng thứ hai ở thành phần CTRSH đầu vào và chôn lấp trong Table 4 .

Table 4 Thành phần CTRSH tại tỉnh BR-VT và CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao

Thành phần CTR không có khả năng cháy tại BCL Suối Rao là 2%, cho thấy sự khác biệt rõ rệt với 3 BCL KHVS tại Ấn Độ (mức độ dao động từ 20 – 30%) ( Table 5 ). Sự khác biệt này do Châu Đức là huyện nông thôn, nên thành phần CTRSH chủ yếu là chất thải hữu cơ, cũng như lượng chất thải phá vỡ xây dựng (gạch, đá) thấp hơn so với 3 BCL thuộc khu vực đô thị ở Ấn Độ. Ngoài ra, thành phần CTR có thể cháy tại 2 BCL Kodungaiyur và Deonar chỉ khoảng 4%, thấp hơn so với Suối Rao (27%) và Perungudi (40%), điều này có thể được giải thích do ảnh hưởng của quá trình đốt chất thải của người dân xung quanh tại các BCL là khác nhau. Tỷ lệ đất trong thành phần CTR tại BCL Suối Rao có sự tương đồng với Kodungaiyur và Deonar với khoảng 70%, cao hơn nhiều so với Perungudi (40%) là do phụ thuộc vào tuổi của mẫu CTR tại BCL. Ở Suối Rao, Kodungaiyur và Deona là khoảng 10 năm; trong khi ở Perungudi CTR mới thải đổ được quan sát thấy tại các điểm lấy mẫu do các hoạt động đổ CTR không có kiểm soát 22 .

Table 5 So sánh thành phần CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao và một số BCL ở Ấn Độ

Tính chất hóa lý của CTR chôn lấp

Table 6 trình bày tính chất hóa lý của CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao, và kết quả này được so sánh với kết quả thu được từ các BCL Perungudi, Kodungaiyur và Deonar ở Ấn Độ.

CTR bay hơi (VS) xác định bằng cách nung CTR ở nhiệt độ 550 ^o C, thường được dùng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của phần hữu cơ trong CTR. Phần còn lại sau khi nung là độ tro của CTR. Do đó, hai giá trị này có mối tương quan nghịch với nhau và tổng hai thành phần này là 100% khối lượng khô của mẫu CTR. Giá trị VS tại BCL Suối Rao là 17,8% cao hơn từ 3 – 5% so với 3 BCL tại Ấn Độ, điều này cho thấy khả năng phân hủy sinh học tại BCL Suối Rao cao hơn so với 3 BCL còn lại, tuy nhiên thành phần phân hủy sinh học tại các BCL này khá thấp <20%, nhận định này tương đồng với kết quả phân loại thành phần CTR tại Table 5 – với thành phần còn lại chủ yếu là chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Tỷ trọng CTR tại BCL Suối Rao có giá trị 467 kg/m ³ , thấp hơn khoảng 2 lần so với các BCL so sánh, nguyên nhân do không có hoạt động đầm nén diễn ra ở BCL, cùng với thành phần chất thải không cháy (đá, gạch, thủy tinh, kim loại – là những vật liệu có tỷ trọng lớn) có sự khác biệt rõ rệt giữa BCL Suối Rao và các BCL còn lại (xem Table 5 ).

Có thể nhận thấy tại Table 6 , các tính chất hóa lý (độ ẩm, VS, độ tro) của CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao và 3 BCL ở Ấn Độ có sự khác biệt không nhiều, do các BCL đều là BCL CTRSH KHVS và nằm ở các nước đang phát triển, thành phần CTR không có sự khác biệt đáng kể. Giá trị TOC và pH không được nghiên cứu tại BCL Suối Rao, tuy nhiên từ sự tương đồng nêu trên, nhận định các thông số này sẽ có sự tương quan thuận. Trong hầu hết các trường hợp tại 3 BCL ở Ấn Độ, giá trị TOC là khoảng 50% VS. Giá trị pH thấp và TOC cao cho thấy sự phân hủy sinh học không hoàn toàn ở các BCL 22 .

Table 6 So sánh tính chất hóa lý của CTR tại BCL Suối Rao và một số BCL ở Ấn Độ

Hàm lượng KLN trong đất của khối CTR chôn lấp

Hàm lượng KLN trong đất của khối chất thải tại BCL Suối Rao, đều đạt quy chuẩn cho phép ở các chỉ tiêu theo QCVN 07:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam về ngưỡng chất thải nguy hại trong BCL CTR (xem Table 7 ). Khi so sánh với tiêu chuẩn sản xuất phân compost từ CTRSH tại Việt Nam (10 TCN 526:2002), tất cả các chỉ tiêu đều nằm trong giới hạn cho phép. Do đó, phần đất mịn này có thể được sử dụng làm phân trộn cho cây trồng không ăn được hoặc làm vật liệu che phủ sau khi xác định tính phù hợp về địa kỹ thuật 22 , nhưng ít nhất BCL phải đủ 15 tuổi (năm 2025) trước khi có thể thực hiện một dự án khai thác thành công 24 . Phần lớn KLN sẽ ở lại BCL vì sự di chuyển KLN rất hạn chế so với lượng kim loại tích tụ trong BCL 25 , 26 , vì vậy mức độ ảnh hưởng của hàm lượng KLN trong đất của BCL Suối Rao đến môi trường xung quanh thấp.

Kết quả so sánh với 2 BCL Perungudi và Kodungaiyur cho thấy hàm lượng Pb và Cr trong BCL Suối Rao có giá trị thấp hơn, điều này do sự khác biệt giữa thành phần CTRSH đô thị (Perungudi và Kodungaiyur) và nông thôn (Suối Rao), đối với các chỉ tiêu còn lại giá trị so sánh không rõ rệt.

Hàm lượng KLN trong đất tại BCL Perungudi tại Table 7 , có giá trị thấp hơn so với BCL Suối Rao và Kodungaiyur. Sự khác biệt này có thể do độ tuổi mẫu CTR chôn lấp tại Perungudi thấp hơn so với Suối Rao và Kodungaiyur (10 năm), nhận định này cũng được ghi nhận tại BCL KHVS Selate và Kille 27 . Điều này có thể là do giai đoạn đầu phân hủy CTR và quá trình sinh hóa thấp diễn ra với CTR mới thải đổ tại BCL Perungudi 27 .

Table 7 Hàm lượng KLN trong phần đất của khối CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao

KẾT LUẬN

Nghiên cứu đã ứng dụng phương pháp địa thống kê để xác định khối lượng CTR chôn lấp tại BCL KHVS Suối Rao, kết quả có 6.387 tấn CTR được chôn lấp, thấp hơn 12 lần so với dự báo của Sở TNMT (76.295 tấn). Lượng CTR phân bố khoảng 43% diện tích của BCL, với bề dày lớp CTR nông từ 0 – 4,42m (trung bình 0,6m), phía trên được lấp lớp đất dày 0,5m. Khối lượng CTR hầu hết đã bị phân hủy sinh học nhưng không hoàn toàn, biểu thị ở thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong CTRSH thải đầu vào giảm từ 67,56% xuống còn 1,85% sau 10 năm chôn lấp, và thành phần đất, cát, mùn từ quá trình phân hủy hữu cơ tăng từ 19,3% lên 69 %. Thành phần nilon, nhựa chiếm tới 23,16% trong chất thải chôn lấp, cùng với việc không có hoạt động đầm nén diễn ra ở BCL, dẫn đến tỷ trọng CTR ở mức thấp (467 kg/m ³ ). Thành phần CTR không có khả năng cháy tại BCL Suối Rao chỉ chiếm 2%, biểu thị đúng thành phần CTRSH tiếp nhận tại khu vực nông thôn trên địa bàn huyện Châu Đức, tỉnh BR-VT. Trong khi đó, thành phần chất thải dễ cháy chiếm 27% thể hiện rằng khu vực ít bị xảy ra hiện tượng đốt CTR không kiểm soát.

Hàm lượng KLN trong đất của khối CTR chôn lấp tại BCL Suối Rao đều đạt quy chuẩn cho phép, cũng như đạt tiêu chuẩn sản xuất phân compost, nên có thể được sử dụng làm phân trộn cho cây trồng không ăn được hoặc làm vật liệu che phủ sau khi xác định tính phù hợp về địa kỹ thuật, nhưng ít nhất BCL phải đủ 15 tuổi (năm 2025) trước khi có thể thực hiện một dự án khai thác thành công. Kết quả so sánh với thành phần tính chất CTR tại các BCL KHVS ở Ấn Độ cho thấy thành phần KLN trong CTR tại các BCL mới sẽ thấp hơn so với các BCL cũ. Nghiên cứu cũng dự đoán mức độ ảnh hưởng của hàm lượng KLN trong đất của BCL Suối Rao đến môi trường xung quanh thấp do sự di chuyển hạn chế của KLN trong đất, tuy nhiên cần có những nghiên cứu thực nghiệm sâu hơn để đánh giá quá trình di chuyển của KLN tại BCL. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng để các cấp quản lý trên địa bàn huyện Châu Đức đưa ra các phương án khả thi phù hợp với thực tế nhằm xử lý, cải tạo, phục hồi môi trường BCL Suối Rao trong tương lai.

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh BR - VT trong khuôn khổ Dự án “Điều tra, đánh giá, khoanh vùng và có kế hoạch xử lý các khu vực ô nhiễm nghiêm trọng trên địa bàn tỉnh BR – VT”.

XUNG ĐỘT LỢI ÍCH

Nhóm tác giả xin cam đoan rằng không có bất kỳ xung đột lợi ích nào trong công bố bài báo.

ĐÓNG GÓP CỦA CÁC TÁC GIẢ

Phan Hùng Việt: thực hiện nội dung xác định độ sâu độ sâu chôn rác và các bản vẽ; xử lý số liệu;

Lê Việt Thắng: Ý tưởng viết bài, viết bản thảo, chỉnh sửa bản thảo.