Chất thải nguy hại

Thuật ngữ chất thải nguy hại lần đầu tiên xuất hiện vào thập niên 70. Sau một thời gian nghiên cứu và phát triển, tùy thuộc vào sự phát triển khoa học kỹ thuật và xã hội cũng như quan điểm của mỗi nước mà hiện nay trên thế giới có nhiều định nghĩa khác nhau về chất thải nguy hại. Chẳng hạn như:
 Philipine: chất thải nguy hại là những chất có độc tính, ăn mòn, gây kích thích, hoạt tính, có thể cháy, nổ mà gây nguy hiểm cho người và động vật.
 Canada: chất thải nguy hại là những chất mà do bản chất và tính chất của chúng có khả năng gây nguy hại đến sức khỏe con người và/hoặc môi trường. Và những chất này yêu cầu các kỹ thuật xử lý đặc biệt để loại bỏ hoặc giảm đặc tính nguy hại của nó.
 Chương trình môi trường của Liên Hợp Quốc (12/1985): ngoài chất thải phóng xạ và chất thải y tế, chất thải nguy hại là chất thải (dạng rắn, lỏng, bán rắn-semisolid và các bình chứa khí) mà do hoạt tính hóa học, độc tính, nổ, ăn mòn hoặc có đặc tính khác, gây nguy hại hay có khả năng gây nguy hại đến sức khỏe con người hoặc môi trường bởi chính bản thân chúng hay khi được cho tiếp xúc với chất thải khác.
 Mỹ: có thể được coi là chất thải nguy hại khi:

Nằm trong mục chất thải nguy hại do EPA đưa ra (gồm 4 danh sách)

Có một trong bốn đặc tính (khi phân tích) do EPA đưa ra gồm cháy-nổ, ăn mòn, phản ứng và độc tính

Được nhà sản xuất công bố là chất thải nguy hại
 Tại Việt Nam: chất thải nguy hại 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 chất khác gây nguy hại đến môi trường và sức khỏe con người.

 Quản lý chất thải nguy hại 

 Nguồn phát sinh chất thải nguy hại 
Nguồn phát sinh: Hầu hết tất cả các ngành nghề đều phát sinh chất thải nguy hại. Tùy theo mỗi lĩnh vực mà phát sinh chất thải nguy hại đặc trưng cho từng ngành.

Nguồn sinh hoạt: các acquy, pin hỏng, đèn huỳnh quang thải,chất thải có thành phần sơn - vecni - chất kết dính- chất bịt kín - mực in,  thuốc diệt trừ các loài gây hại.
Dịch vụ: Tráng phim, chất thải từ chăm sóc y tế, hoá trị liệu, chất thải phóng xạ,... trong đó y tế khoảng 21.000 tấn hàng năm.
Công nghiệp: Mạ kim loại là các kim loại nặng Cr, Ni, dung dịch axit,... khoảng 130.000 tấn hàng năm. (trong đó Công nghiệp nhẹ chiếm 47%, CN hoá chất 24%, Luyện kim 20%, Chế biến thực phẩm 8%, Điện, điện tử 1%)
Khoáng sản: Quặng sắt, quặng sulfide thải, bùn thải và chất thải có chứa dầu, hắc ín thải...
Cơ khí: Chất thải có chứa amiăng, xăng-dầu - nhớt thải, sáp - mỡ thải, bùn thải từ thiết bị chặn dầu- tách dầu, bùn thải hoặc chất thải có chứa halogen hữu cơ...
Điện: Các thiết bị điện có PCB, CFC, HCFC, HFC, amiăng...
Nông nghiệp:
 Trông trọt: Bao bì thuốc trừ sâu, các thuốc trừ sâu cấm sử dụng, các loại thuốc hết hạn sử dụng,...
Chăn nuôi: Kim tiêm, vỏ chai thuốc,... chứa dược phẩm gây độc tế bào (cytotoxic và cytostatic), gia súc - gia cầm chết do dịch bệnh.

Ở Việt Nam lượng rác thải độc hại từ nông nghiệp hàng năm là 3.600 tấn/ năm, chưa kể 37.000 tấn chất hoá chất cấm sử dụng đang tồn kho chưa có biện pháp xử lý.

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

Phân loại chất thải nguy hại
Một chất thải được xem là chất thải nguy hại thể hiện tính dễ cháy nếu mẫu đại diện của chất thải có những tính chất sau:
 Là chất lỏng hay dung dịch chứa lượng alcohol < 24% (theo thể tich) hay có điểm chớp cháy nhỏ hơn 600C (1400F)
 Là chất thải (lỏng hoặc không phải chất thải lỏng) có thể cháy qua ma sá, hấp phụ độ ẩm hay tự biến đổi hoá học, khi bắt lửa cháy rất mãnh liệt và liên tục tạo ra hay có thể tạo ra chất thải nguy hại, trong các điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn.
 Là khí nén
 Là chất oxy hóa

Loại chất thải này theo EPA là những chất thải thuộc nhóm D001

2. Tính ăn mòn: pH là thông số thông dụng 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 định chất thải có nguy hại hay không. Nhìn chung một chất thải được coi là chất thải nguy hại có tính ăn mòn khi mẫu đại diện thể hiện một trong các tính chất sau:
 Là chất lỏng có pH <= 2 hay >= 12.5
 Là chất lỏng có tốc độ ăn mòn thép lớn hơn 6.35 mm (0.25 inch) một năm ở nhiệt độ thí nghiệm là 550C (1300F).
Loại chất thải này theo EPA là những chất thải thuộc nhóm D002

3. Tính phản ứng: 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 kì trong các tính chất sau:
 Thường không ổn định (unstable) và dễ thay đổi một cách mãnh liệt mà không gây nổ.
 Phản ứng mãnh liệt với nước
 Có khả năng nổ khi trộn với nước. 
 Khi trộn với nước chất thải sinh ra khí độc, bay hơi hoặc khói với lượng có thể nguy hại cho sức khỏe con người hoặc môi trường.
 Là chất thải chứa cyanide hay sulfide ở điều kiện pH giữa 2 và 11.5 có thể tạo ra khí độc, hơi hoặc khói với lượng có thể 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 nổ, hay phản ứng ở nhiệt độ và áp suất chuẩn.
 Chất nổ bị cấm theo định luật.
Loại chất thải này theo EPA là những chất thải thuộc nhóm D003

4. Đặc tính độc: theo bảng, nếu nồng độ lớn hơn thì có thể kết luận chất thải đó là chất thải nguy hại.

Bảng: Nồng độ tối đa của chất ô nhiễm với đặc tính độc theo RCRA (Mỹ)
Nhóm CTNH theo EPAChất ô nhiễmNồng độ tối đa (mg/l)Nhóm CTNH theo EPAChất ô nhiễmNồng độ tối đa (mg/l)D004Arsenica5.0D036Hexachloro-1,3-butadiene0.5D005Bariuma100.0D037Hexachoroethane3.0D019Benzene0.5D008Leada5.0D006Cadmiuma1.0D013Lidanea0.4D022Carbon tetrachloride0.5D009Mercurya0.2D023Chlordane0.03D014Methoxuchlora10.0D024Chlorobenzene100.0D040Methyl ethyl ketone200.0D025Chloroform6.0D041Nitrobenzene2.0D007Chlorium5.0D042Pentachlorophenol100.0D026o-Cresol200.0D044Pyridine5.0D027m-Cresol200.0D010Selenium1.0D028p-Cresol200.0D011Silvera5.0D0162,4-Da10.0D047Tetrachloroethylene0.7D0301,4- Dichloroebenzene7.5D015Toxaphenea0.5D0311,2-Dichloroethane0.5D052Trichloroethylene0.5D0321,1-Dichloroethylene0.7D0532,4,5 trichlorophenol400.0D0332,4-Dinitrotoluene0.13D0542,4,6 trichlorophenol2.0D012Endrina0.02D0172,4,5-TP (Silver)a1.0D034Heptachlor (và hydroxide của nó)0.008D035Vynyl chloride0.2D035Hexachlorobenzene0.13a- Thành phần ô nhiễm độc theo EP trước đây

Nguồn: Luật liên bang title 40 phần 261.24

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 phương pháp hóa lý
- Hấp thu khí: Kỹ thuật này được dùng để xử lý nước ngầm bị ô nhiễm bởi chất hữu cơ bay hơi với nồng độ thấp < 200 mg/l, không thích hợp với chất ô nhiễm kém bay hơi.

- Chưng cất (Hấp thụ hơi): Kỹ thuật được dùng để loại chất hữu cơ bay hơi và bán bay hơi trong nước thải và nước ngầm.

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

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

- oxy hóa học: Đây là phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa để oxy hóa chất hữu cơ trong chất thải với mục đích chuyển đổi dạng hoặc thành phần chất thải là mất đi hoặc giảm độc tính của nó.

Là quá trình được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước sinh hoạt, nước thải nguy hại và nước thải công nghiệp không độc hại hay nước thải sinh hoạt. Được dùng để xuy hóa-khử các thành phần hữu cơ có độc tính trong nước thải, chẳng hạn như Phenol, chất BVTV, dung môi hữu cơ chứa Clo, hợp chất đa vòng, benzen, toluen,... hay các thành phần vô cơ như sunfit, amonia, xyanua và kim loại nặng.

- Dòng tới hạn: Là dòng vật chất được gia tăng nhiệt độ và áp suất để có tính chất giữa lỏng và khí. Có hai kỹ thuật được ứng dụng trong xử lý chất thải nguy hại hiện nay là:

Trích ly sử dụng dòng tới hạn: Các chất hữu cơ trong đất, cặn lắng hay nước trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao sẽ hòa tan vào dòng tới hạn sau đó sẽ được tách ra khỏi dòng ở điều kiện áp suất và nhiệt độ thấp.

oxy hóa dùng dòng tới hạn: khí và nước ô nhiễm sẽ được đưa đến trên điểm tới hạn của nước. Trong điều kiện này các thành phần hữu cơ ô nhiễm được oxy hóa nhanh chóng.

- Màng: Là quá trình được dùng để tách nước từ dòng ô nhiễm. Có các loại như vi lọc, siêu lọc, thẩm thấu ngược, màng điện tích.
 Phương pháp sinh học
Xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học là sử dụng vi sinh vật để phân hủy và biến đổi chất hữu cơ trong chất thải nhằm giảm các nguy cơ của nó với môi trường. Trong quản lý chất thải nguy hại, việc xử lý chất hữu cơ nguy hại có thể thực hiện được nếu sử dụng đúng loài vi sinh vật và kiểm soát quá trình hợp lý.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh học bao gồm:

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

Quá trình enzyme

Tính có thể phân hủy sinh học của cơ chất

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

Cộng đồng vi sinh vật

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

Các hệ thống thông thường: bùn lơ lửng, hiếu khí, kỵ khí

Xử lý tại nguồn: dùng xử lý nước ngầm và đất ô nhiễm

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

Xử lý dạng rắn: xử lý bùn và chất rắn có độ ẩm thấp
 Phương pháp nhiệt
Đây là kỹ thuật xử lý chất thải nguy hại có nhiều ưu điểm hơn các kỹ thuật xử lý khác, được sử dụng để xử lý chất thải nguy hại không thể chôn lấp mà có khả năng cháy. Phương pháp này được áp dụng cho tất cả các dạng chất thải rắn lỏng khí. Trong phương pháp này, nhờ sự oxy hóa và phân hủy nhiệt, các chất hữu cơ sẽ được khử độc tính và phá vỡ cấu trúc. Tùy theo thành phần chất thải mà khí sinh ra từ quá trình đốt có thành phần khác nhau. Nhìn chung, thành phần khí thải cũng có các thành phần như sản phẩm cháy thông thường (bụi, CO2, CO, SOx, NOx). Tuy nhiên trong thành phần khí thải còn có các thành phần khác như HCl, HF, P2O5, Cl2,...

Hiện nay các thiết bị lò đốt thường dược sử dụng:

- 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 ổn định hóa rắn
Ổn định hóa rắn là quá trình làm tăng các tính chất vật lý của chất thải, giảm khả năng phát tán vào môi trường hay làm giảm tính độc hại của chất ô nhiễm. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong quản lý chất thải nguy hại.

Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hóa rắn chất thải nguy hại:
 Xi măng: là chất hay được sử dụng nhất để đóng rắn chất thải nguy hại. Loại xi măng thông dụng nhất là xi măng Portlan được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp đá vôi với thạch cao (hoặc chất silicat khác) trong là nung nhiệt độ cao.
 Pozzolan: là một chất mà có thể phản ứng với vôi có trong nước để tạo thành vật liệu có tính chất như xi măng. Phản ứng giữa nhôm-silic, vôi và nước sẽ tạo thành một loại sản phẩm là pozzolan. Các vật liệu pozzolan bao gồm xỉ than, xỉ lò và bụi lò xi măng.
 Silicat dễ tan
 Đất sét hữu cơ biến tính: là đất sét tự nhiên đã được biến tính hữu cơ để trở thành đất sét organophobic.
 Các polymer hữu cơ
 Nhiệt dẻo: Các chất thải nguy hại có thể được làm ổn định bằng cách trộn các vật liệu nhiệt dẻo đã được nấu chảy với chất thải ở nhiệt độ cao.

Chú thích

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

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