tổng quan về chất thải nguy hại

Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI NGUY HẠI & CÁC
HP CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ BỀN (POPs)
2.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI NGUY HẠI
2.1.1. Khái niệm chất thải nguy hại (CTNH)
Theo quy chế quản lý CTNH tại quyết đònh 155/1999/QĐ-TTg
CTNH là chất thải có chứa các chất hoặc hợp chất có một trong các đặc tính gây
nguy hại trực tiếp (dễ cháy, dễ nổ, làm ngộ độc, dễ ăn mòn, dễ lây nhiễm và các
đặc tính nguy hại khác) hoặc tương tác với các chất khác gây nguy hại đến môi
trường và sức khỏe con người.
Các đặc tính của CTNH
a)Tính cháy nổ (ignitability)

Một chất thải được xem là CTNH thể hiện tính dễ cháy nếu mẫu đại diện
của chất thải có những tính chất sau:
1. Là chất lỏng hay dung dòch chứa lượng cồn( rượu)< 24% (theo thể tích) và
có điểm chớp nháy nhỏ hơn 60
o
C(140
O
C)
2. Là chất thải (lỏng hoặc không phải lỏng) có thể cháy qua việc cọ sát hấp
phụ độ ẩm, hay tự biến đổi hóa học, khi bắt lửa, cháy rất mãnh liệt và liên
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang 5
Hình 1: Biển báo chất có tính cháy nổ
Đồ án tốt nghiệp
tục ( dai dẳng ) tạo ra hay có thể tạo ra CTNH, trong các điều kiện nhiệt độ
và áp suất tiêu chuẩn.
3. Là khí nén.
4. Là chất oxy hóa
b) Tính ăn mòn.

Độ pH là thông số dùng để đánh giá tính ăn mòn của chất thải, tuy nhiên thông
số về tính ăn mòn của chất thải còn dựa vào tốc độ ăn mòn thép để xác đònh chất
thải có nguy hại hay không. Nhìn chung một chất thải được coi là CTNH có tính ăn
mòn khi mẫu đại diện một trong các tính chất sau:
1. Là chất lỏng có pH = 2 hay pH=12,5.
2. Là chất lỏng có tốc độ ăn mòn thép >6,35 mm (0,25 inch) một năm ở nhiệt
độ thí nghiệm là 55
o
C(103
o
F)
c. Tính phản ứng( reactivity)

Chất thải được coi là nguy hại và có tính phản ứng khi mẫu đại diện chất
thải này thể hiện một tính chất bất kỳ trong các tính chất sau:
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang 6
Hình 2: chất có tính ăn mòn
Hình 3: Biển báo có tính oxy hóa
Đồ án tốt nghiệp
• Thường không ổn đònh (unstable) và dễ thay đổi một cách mãnh liệt mà
không gây nổ.
• Phản ứng mãnh liệt với nước
• Khi trộn với nước có khả năng no
• Khi trộn với nước, chất thải sinh ra chất độc, bay hơi hoặc khói với lượng có
thể gây nguy hại cho sức khỏe con người hoặc môi trường.
• Là chất thải chứa xyanua hay sunfic ở điều kiện pH giữa 2 và 11,5 có thể tạo
ra khí độc, hơi hoặc khói với lượng có thể gây nguy hại cho sức khỏe con
người hoặc môi trường.
• Chất thải có thể nổ hoặc phản ứng gây nổ nếu tiếp xúc với nguồn kích nổ
mạnh hoặc nếu được gia nhiệt trong thùng kín.
• Chất thải có thể dễ dàng nổ hoặc phân hủy ( phân ly) nổ hay phản ứng ở
nhiệt độ và áp suất chuẩn.
• Là chất nổ bò cấm theo luật đònh.
d). Tính độc ( toxicity)

Để xác đònh đặc tính đôc hại của chất thải ngoài biện pháp sử dụng bảng
liệt kê danh sách các chất độc hại được ban hành kèm theo luật, hiện nay còn sử
dụng phương pháp xác đònh đặc tính độc hại bằng phương thức rò rỉ (toxicity
characteristic leaching procedure -TCLP) để xác đònh. Kết quả của các thành
phần trong thí nghiệm được so sánh với giá trò nồâng độ tối đa của chất ô nhiễm
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang 7
Hình 4: Biển báo có tính độc
Đồ án tốt nghiệp
đối với đặc tính độc theo RCRA (Resource Conservation and Recovery Act -Mỹ),
nếu nồng độ lớn hơn giá trò theo RCRA thì có thể kết luận chất thải đó là CTNH.
2.1.2. Nguồn gốc và phân loại CTNH
a. Nguồn gốc phát sinh :
Các hoạt động thương mại và sinh hoạt trong cuộc sống hay các hoạt động
sản xuất công nghiệp và nông nghiệp mà CTNH có thể phát sinh từ nhiều nguồn
gốc khác nhau. Việc phát thải có thể do bản chất công nghệ hay do trình độ dân trí
dẫn đến việc thải chất thải có thể là vô tình hay cố ý. Tùy theo cách nhìn nhận mà
có thể phân thành các nguồn gốc khác nhau, nhìn chung có thể chia các nguồn phát
sinh CTNH thành 4 nguồn chính:
• Hoạt động công nghiệp
• Hoạt động nông nghiệp
• Hoạt động thương mại
• Sinh hoạt (ví dụ việc sử dụng pin, accu, ). Trong các nguồn thải nêu trên thì
hoạt động công nghiệp là nguồn phát sinh chất thải nguy hại lớn nhất phụ
thuộc rất nhiều loại công nghiệp. So với các nguồn phát thải khác, đây cũng
là nguồn mang tính thường xuyên và ổn đònh nhất.
• Ngoài những nguồn phát sinh CTNH từ các sở công nghiệp, các đối tượng
khác trong thành phố cũng thải ra một lượng lớn đáng kể CTNH: như hộ gia
đình, trường học, Viện /trung tâm nghiên cứu, bệnh viện…
b. Phân loại
Có rất nhiều cách phân loại CTNH ta có thể phân loại CTNH theo các đặc
tính của CTNH như sau:
 Theo khả năng xử lý
Để phục vụ công tác xây dựng hệ thống xử lý, việc phân loại CTNH theo khả
năng xử lý là hợp lý. CTNH có thể chia thành các loại sau:
Chất thải từ quá trình xi mạ/ chất thải chứa kim loại/ chất thải chứa xianua
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang 8
Đồ án tốt nghiệp
• Axit
• Kiềm
• Chất thải vô cơ
• Chất phản ứng
• Sơn/ nhựa
• Dung môi hữu cơ
• Chất thải từ quá trình dệt nhuộm
• Dầu mỡ, chất thải nhiễm dầu
• Bao bì nhiễm CTNH
• Hóa chất hữu cơ
• Thuốc trừ sâu
• Chất thải từ sản xuất từ giấy và bột giấy
 Theo tính chất của chất thải
Nhằm đảm bảo an toàn khi vận chuyển và tổn trữ, hệ thống phân loại CTNH theo
tính chất là hợp lý. CTNH được phân thành các loại sau:
• Chất có tính nổ
• Chất lỏng có khả năng bốc
• Chất rắn có khả năng bốc cháy
• Chất thải có khả năng cháy tự
• Chất khi tiếp xúc với nước tạo ra khí có khả năng bốc cháy.
• Chất oxy hóa góp phần đốt cháy các chất khác .
• Các chất peroxit hữu cơ không bền nhiệt
• Các chất gây ngộ độc cấp tính
• Chất lây nhiễm
• Chất có tính ăn mòn
• Chất độc
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang 9
Đồ án tốt nghiệp
2.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC HP CHẤT Ô NHIỄÕM HỮU CƠ BỀN
2.2.1. Khái niệm cơ bản về POPs
Chất ô nhiễm hữu cơ bền (Persistant Organic Pollutions - POPs) là những
hợp chất hóa học có nguồn gốc từ Cacbon, sản sinh ra do các hoạt động công
nghiệp của con người. POPs bền vững trong môi trường, có khả năng tích tụ sinh
học qua chuỗi thức ăn, lưu trữ trong thời gian dài, có khả năng phát tán xa từ các
nguồn phát thải và tác động xấu đến sức khoẻ con người và hệ sinh thái.
Theo công ước Stockholm, POPs gồm 12 hoá chất có tính độc hại, tồn tại
bền vững trong môi trường, phát tán rộng và tích lũy trong hệ sinh thái, gây hại
cho sức khoẻ con người. Mười hai loại hoá chất xếp vào nhóm POPs cụ thể là:
1. PCBs: là một loại hoá chất công nghiệp sử dụng trong những dòng chất
lỏng trao đổi nhiệt, chất phụ gia cho ngành sản xuất sơn, giấy không chứa
cacbon, nhựa và nhiều ứng dụng công nghiệp khác. Nó được xem là một
sản phẩm phụ sinh ra trong quá trình sản xuất công nghiệp. Nó đã bò cấm
sản xuất và rất hạn chế trong mức độ sử dụng.
2. Các hợp chất của Dioxin: Là sản phẩm phụ trong các hoạt động sản xuất
của các ngành công nghiệp, bò hạn chế khi sử dụng.
3. Các hợp chất của Furan: Là sản phẩm phụ của các ngành công nghiệp, sử
dụng rất hạn chế.
4. DDT: Là một trong những loại thuốc trừ sâu dùng để diệt côn trùng, bảo
vệ mùa màng trong nông nghiệp, đã bò cấm sử dụng nhưng đến nay nó vẫn
tồn lưu.
5. Toxaphene: Là một loại thuốc trừ sâu, dùng để diệt côn trùng trên cây
bông vải, cây lúa, cây ăn trái, các loại đậu và rau quả, thậm chí có thể diệt
bọ chét, côn trùng ở các chuồng trại. Nó đã bò cấm sử dụng rộng rãi.
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang
10
Đồ án tốt nghiệp
6. Aldrin (Aldrex, Aldrite ): Là một loại thuốc trừ sâu, được dùng để diệt
côn trùng trong đất bảo vệ mùa màng, bò cấm sử dụng rộng rãi.
7. Dieldrin (Dieldrex, Dieldrite, Octalox…): Là một loại thuốc trừ sâu, dùng
để kiểm soát côn trùng và các tác nhân gây bệnh. Rất hạn hạn chế sử
dụng.
8. Eldrin (Hexadrin…): Là loại thuốc trừ sâu, sử dụng trong các vụ mùa và
kiểm soát loài động vật gặm nhấm, bò cấm sử dụng rộng rãi.
9. Heptachlor (Drimex, Heptamul, Heptox…): Là một trong những loại thuốc
trừ sâu dùng để diệt côn trùng và điệt mối, bò cấm sử dụng rộng rãi.
10.Mirex: Là một trong những loại thuốc trừ sâu cấm sử dụng rộng rãi.
11.Hexachlorobenzen (HCB): Thuộc nhóm thuốc trừ sâu và các sản phẩm phụ
phát thải trong công nghiệp khi sản xuất nhựa, bò cấm sử dụng rộng rãi.
12.Chlordane (Chlorotox, Octachlor, Pentichlor ): Nằm trong danh sách
thuốc trừ sâu bò cấm sử dụng rộng rãi. Nó được sử dụng như một loại hoá
chất để diệt côn trùng và mối.
Tất cả những hợp chất hữu cơ này đều bền vững, tồn tại lâu dài trong môi
trường (hay còn gọi là các hợp chất ô nhiễm hữu cơ bền (POPs), có khả năng tích
lũy sinh học trong nông sản, thực phẩm và nguồn nước gây ra hàng loạt bệnh
nguy hiểm đối với con người, và cần chú ý đến nhiều nhất là bệnh ung thư. Đặc
biệt, trong 12 loại hoá chất kể trên, có 4 loại hoá chất gồm PCBs, DDT, Dioxin
và Furans là những loại hoá chất được đặc biệt chú ý và nghiên cứu sâu vì mức
độ độc tính cao, tác hại đối với con người và môi trường nghiêm trọng.
2.2.2. Nguồn gốc phát sinh POPs
Các chất ô nhiễm hữu cơ bền xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau, có thể kể
đến như:
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang
11
Đồ án tốt nghiệp
• Các hoạt động sản xuất nông nghiệp, kho lưu trữ thuốc trừ sâu (đặc biệt là
các loại thuốc trừ sâu trong nhóm POPs hết hạng sử dụng) và một số loại
thuốc trừ sâu đang sử dụng.
• Kho chứa PCBs ở các khu công nghiệp, dầu thải, hoá chất trong ngành
công nghiệp giấy (giấy photocopy, mực in,), trong thực phẩm, các thiết bò
của ngành điện (đèn huỳnh quang, tụ điện, dầu biến thế), các chất phụ gia
trong ngành công nghiệp sơn, mỹ phẩm, chất dẻo, chất làm tăng độ dẻo
của các sản phẩm công nghiệp (chủ yếu trong ngành sản xuất nhựa).
• Dầu mỡ trong các hoạt động công nghiệp và sinh hoạt, hoạt động khai thác
dầu, chất thải của ngành công nghiệp lọc dầu.
• Các quá trình đốt cháy hở, bãi rác, nguồn đốt chất thải từ khu dân cư, chất
độc hoá học thải vào môi trường trong chiến tranh ở miền Nam Việt Nam
(Dioxin).
• Khí thải từ các hoạt động giao thông vận tải và một số ngành công nghiệp.
• Các nhà máy sản xuất hoá chất.
• Chất ô nhiễm trong chuỗi thức ăn.
• Lò đốt chất thải.
• Phòng thí nghiệm nghiên cứu.
• Do hoạt động của núi lửa, cháy rừng.
• Lò hơi CN và các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch.
• Hoạt động khai thác dầu, rác thải của ngành CN lọc dầu.
2.2.3. Phân loại POPs
Hiện tại có nhiều cách phân loại POPs. Dựa trên con đường POPs đi vào
môi trường là một trong những cách phân loại POPs. Tuy nhiên cách phân loại
này không phải là duy nhất. Trên cơ sở căn cứ vào con đường POPs đi vào môi
trường, có thể phân chia POPs thành ba loại như sau:
 Nhóm 1- Các hoá chất bảo vệ thực vật
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang
12
Đồ án tốt nghiệp
Hoá chất bảo vệ thực vật có thể hiểu một cách đơn giản là những hoá chất dùng
để diệt trừ những loài có hại và cũng vì thế chúng đi vào môi trường, có ảnh
hưởng đến môi trường, đến những đối tượng tiếp xúc trực hoặc gián tiếp.
Nhóm 2 – Các hóa chất sử dụng trong công nghiệp
POPs phát tán vào môi trường phổ biến và được chú ý nhiều nhất trong
nhóm 2 là các hoá chất trong dầu nhớt và các loại hoá chất sử dụng cho các quá
trình sản xuất công nghiệp hoặc những sản phẩm của các hoạt động sản xuất
công nghiệp, điển hình là PCBs. PCBs được sử dụng trong các ngành sản xuất
công nghiệp trên 50năm nay do có tính cách nhiệt cao và không cháy. Ứùng dụng
chủ yếu trong các ngành công nghiệp điện (máy biến thế, acquy, bóng đèn huỳnh
quang, dầu chòu nhiệt, dầu biến thế) chất làm mát trong truyền nhiệt, trong các
dung môi chế tạo mực in, ngành công nghiệp sản xuất sơn…Đặc biệt hơn, PCBs
được hình thành trong quá trình sản xuất của nhiều ngành công nghiệp, đôi lúc nó
là sản phẩm phụ không mong muốn của nhiều ngành công nghiệp và các quá
trình thiêu đốt, nguồn này cũng là một trong những nguồn sản sinh ra Dioxin.
Khi phân loại PCB theo phạm vi ứng dụng, nó được phân thành ba loại sau:
- Các ứng dụng của PCB trong các dụng cụ kín.
- Các ứng dụng của PCB trong các dụng cụ kín từng phần.
- Các ứng dụng của PCB trong các dụng cụ hở.
 Nhóm 3 – Các sản phẩm phụ không mong muốn (unwanted by-products)
phát sinh ra từ quá trình đốt cháy
Cách phân loại trong nhóm 3 là những sản phẩm phụ của nhiều quá trình
sản xuất khác nhau hoặc quá trình đốt cháy. Nguồn phát sinh Dioxin chủ yếu từ
các nhà máy sản xuất hoá chất, quá trình đốt các sản phẩm cháy có chứa clo, quá
trình tẩy trắng bột giấy, các chất ô nhiễm tích tụ trong chuỗi thức ăn, trong các
phòng thí nghiệm nghiên cứu về chất thải nguy hại và trong các lò đốt chất thải,
cụ thể như Hexachlorobenzene (HCB), Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs),
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang
13
Đồ án tốt nghiệp
Dioxins và Furans. Trong một phạm vi giới hạn, những hỗn hợp này có thể được
hình thành do quá trình tự nhiên nhưng theo thời gian chúng sẽ mất dần đi tính
bền vững trong môi trường. Sự nguy hiểm của nhóm POPs này là sau khi đã giải
phóng vào môi trường chúng tích tụ lại và sau đó khuyếch đại trong chuỗi thực
phẩm, trong mô mỡ. Mặc dù Dioxin không làm phá vỡ AND nhưng chúng sẽ hoạt
hoá AND đã bò suy thoái bởi những chất khác nên gây nhiều bệnh hiểm nghèo
cho con người, có thể thấy nhiều nhất là bệnh ung thư, hỏng hức năng hệ thần
kinh phôi thai và quái thai.
2.2.4. Độc tính của POPs
 Nhóm thuốc bảo vệ thực vật
1. Diclodiphenyltricloetan (C
14
H
9
Cl
5
- DDT)
• Độc tính: LD
50
= 113mg/ kg (chuột). Thuốc có khả năng tích luỹ trong cơ
thể người và động vật, nhất là các mô sưã, mô mỡ, đến khi đủ lượng gây
độc thì thuốc sẽ gây các bệnh hiểm nghèo như ung thư, quái thai. DDT độc
mạnh với cá và ong mật. Thuốc có tác dụng rộng khi tác dụng và tiếp xúc
cho nên khoảng thời gian cách ly an toàn lúc dùng thuốc là 30ngày.
2. Dieldrin
• Độc tính: thuốc có tác dụng tiếp xúc và vò độc. Độc tính của thuốc cao hơn
Aldrin , ở chuột lên đến 25 – 30mg/ kg. Khi phun lên cây hiệu lực của
thuốc có thể kéo dài đến 2 tuần. Thuốc Dieldrin 18,5ND được dùng ở nồng
độ 0.1– 0.5% để trừ sâu ăn lá họ nhà cây và rất độc hại đối với con người.
3. Heptachlor
• Độc tính: Độc tính của thuốc ở chuột vào khoảng 90mg/ kg. Nó được dùng
để trừ các loại sâu sống trong đất hại ngô, khoai, bông và các loại cây hoa
màu khác, nó được coi là có hiệu lực hơn Hexachlorbenzen (HCB). Lượng
thuốc dùng để bón cho cây trồng tính theo diện tích đất là 2 – 3kg/ ha.
4. Aldrin (C
12
H
8
Cl
6
)
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang
14
Đồ án tốt nghiệp
• Độc tính: Độc tính của thuốc ở chuột LD
50
= 40- 70mg/ kg. Thuốc có khả
năng tích luỹ trong cơ thể động vật, rất độc đối với cá.
• 5. Hexachlorbenzen (C
6
H
6
Cl
6
– HCB)
• Độc tính: Độc tính của thuốc ở chuột LD
50
= 125mg/ kg. Thuốc khả năng
tích luỹ trong cơ thể người và động vật, đã bò cấm sử dụng.
6. Toxaphene
• Độc tính: Toxaphene là loại thuốc vò độc và tiếp xúc. Tác động đến sâu
hại chậm nhưng hiệu lực kéo dài hơn DDT. Thuốc chỉ phát huy tác dụng
khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 20
o
C. Thuốc có độ độc cấp tính cao hơn
người, gia súc, cá Nó đã bò cấm sử dụng.
7. Endrin
• Độc tính: độc tính của Endrin khá cao, LD
50
= 7 - 35mg/ kg tiến hành thí
nghiệm trên chuột. Thuốc được dùng để trừ sâu hại cây bông, mía, thuốc
lá, ngô với dạng chế phẩm ở nồng độ 0.2 – 0.5%.
 Nhóm các sản phẩm công nghiệp
• Polyclobiphenyl (C
12
H
9
Cl - PCBs ): có 209 đồng phân
 Nhóm các sản phẩm cháy ( nhóm Dioxin và Furans)
• Polyclorinated Dibenzo - p - Dioxin
• Polychlorinateddibenzofurans
2.2.5. Tính chất của các hợp chất hữu cơ bền
a). Tính chất vật lý
 Tính chất vật lý chung của POPs: Các chất ô nhiễm hữu cơ bền có bốn tính
chất vật lý chung như sau:
• Trong thành phần có chứa nhóm Halogen.
• Tan nhiều trong mỡ, ít tan trong nước.
• Bền với nhiệt, ánh sáng và các quá trình phân huỷ hoá học, sinh học.
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang
15
Đồ án tốt nghiệp
• Dễ bay hơi, khả năng phát tán xa.
 Tính chất vật lý của nhóm 1- Các thuốc bảo vệ thực vật
Nhóm thuốc bảo vệ thực vật của POPs ở trạng thái tinh khiết là dạng bột
trắng, không mùi, đôi lúc có màu trắng ngà, hoặc màu xám nhạt, không tan trong
nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ. Dưới dạng bột khí hoặc dung môi các
hợp chất này có thể hấp thụ qua đường miệng và đường hô hấp. Ở dạng dung dòch
các loại hoá chất trong nhóm một có thể hấp thụ qua da.
Trong nhóm, một hoá chất xét đến nhiều nhất là DDT. DDT kỹ nghệ là
một hỗn hợp nhiều đồng phân, trong đó đồng phân para có độ độc cao nhất đối
với côn trùng. Sản phẩm công nghiệp của nó ở thể rắn, màu trắng ngà và có mùi
hôi.
 Tính chất vật lý của nhóm 2-nhóm hoá chất công nghiệp
Về mặt vật lý PCB là chất lỏng màu vàng nhạt trong suốt đến đặc quánh,
tính đặc tăng lên theo mức độ clo hoá. Độ sôi từ 325
o
C – 366,11
o
C, tỷ trọng từ
1,3–1,9. Hỗn hợp PCBs thường có chứa nhiều tạp chất trong đó có cả
dibenzofuran và naphtalen. Bền với nhiệt độ, ánh sáng và các quá trình phân hủy
sinh học, hóa học. Dễ bay hơi, khả năng phát tán xa. Phá vỡ các tuyến nội tiết
trong cơ thể sinh vật. nh hưởng đến khả năng sinh sản và hệ miễn dòch. Gây rối
loạn hệ thần kinh và là tác nhân gây ung thư. Khi cho PCB vào nguồn nước do
tính không tan, tỷ trọng lớn và kỵ nước nó sẽ tích tụ trong bùn lắng của sông và
ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước.
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH: Nguyễn Thò Nhung Trang
16

Xem chi tiết: tổng quan về chất thải nguy hại