SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI RÁC ĐÔ THỊ

SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI

RÁC ĐÔ THỊ

Người trình bày: TS. Nguyễn Xuân Hoàng

BM. Kỹ thuật Môi trường Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên Email: [email protected]

mailto:[email protected]

Nội dung trình bày

1. Giới thiệu

2. Mục tiêu của nghiên cứu

3. Vật liệu và phương pháp

4. Kết quả vào thảo luận

5. Kết luận

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp

4. Kết quả và thảo luận


5. Kết luận và kiến nghị


(Vietnam Travel Guide ~ 2009)

Hazardous sludge illegal dumping, HCM, 2009

CTNH thải bỏ trái phép ở HCM2010

400.000 tons/year in open-dump/ landfill

- Điều kiện bãi rác hổn hợp ở VN - Điều kiện địa chất, thủy văn (lũ, mưa nhiều 1800mm –

2500mm)- Bãi rác là chủ yếu nhưng chưa có nghiên cứu sâu

Tại sao?

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

3. Vật liệu & phương

pháp


pháp

4. Kết quả và Thảo luận




Có hơn 15 tr. tấn rác thải đô thị hàng năm ở VN. Chủ yếu là bãi rác (hở, hợp vệ sinh), rất ít khu liên hợp xử lý rác, ủ compost, đốt,...

Bãi rác hở (80%), bãi rác hợp vệ sinh (20%). Thành phần dễ phân hủy sinh học (40 – 75%); MSW của TP. HCM (~65% hữu cơ), Đức (< 38%)

Chưa có nghiên cứu về kim loại nặng (HMs) phóng thích từ bãi rác ở điều kiện VN.

Có rất ít nghiên cứu về bãi rác hổn hợp (không phân loại). Bãi rác lẫn chất thải công nghiệp không kiểm soát!

=> Nền tảng và lý do thực hiện nghiên cứu này

Nghiên cứu ảnh hưởng của kim loại nặng lên sự phân hủy sinh học của rác

Nghiên cứu sự phóng thích của kim loại nặng vào môi trường từ bãi rác đô thị

(một phần của nghiên cứu PhD, TU Dresden)

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Mục tiêu:


pháp


pháp





3.1 Vật liệu thí nghiệm

Rác nguy hại (chứa KLN): Bùn xi mạ (ngày lấy mẫu: 2nd-Mar-2009)(Nehlsen-Plump Ost GmbH Industrie- und Gewerbegebiet)

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và phương pháp

Composition of MSW in HCMC

65.8

3.9

9.4

1.91.3

4.4

0.51.9

8.7

1.50.7

Organic matter (food residue)

Paper mix (paper and cardboard)

Film plastic (nylon)

Mixed plastic (rubber, plastic)

Textile (clothes, clout)

Bone, marine shells

Metals

Glass / ceramic

Fines (dirt/grit)

Rock and masonry

Miscellaneous (diapers, tissue)

[LEMNA, 2004]





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

3.2 Dụng cụ và PP thí nghiệm

Thiết bị nghiên cứu mô phỏng:

LSR system

Chế độ vận hành:

- 2.5 l nước/tuần (có điều chỉnh)

- nước rỉ: hàng tuần → hàng tháng.

- tuần hoàn nước rỉ: 4 lần/ngày

- nhiệt độ cài đặt: 35oC (bộ gia

nhiệt)

Lớp đá nhỏd= 4x6 mmLớp đá lớn

d= 20x40 mm

installedwaste

Hệ thống phân phối nước

Tu

ần

hoàn

nư

ớc

rỉ

Bơm nước rỉ

Khí ra

waste

N c s chướ ạ

Thành chịu nhiệt

Vị trí lấy mẫu

Nước ấm đầu vào

Lấy mẫu nước rỉ

Nước ấm đầu ra

2 lớp đá đỡ dưới đáy

ống bù áp

Lớp đá bên trên

LSR (stainless steel) Cao: 100 cmThể tích: 125 LĐường kính: 40cm

MSW

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Đo khi gas

• Methane (CH4), • Carbon dioxide

(CO2),

• Oxygen (O2),• Hydrogen (H), and • Hydro sulphide

(H2S) • Gas volume(Máy VISIT 03 Gas analysis)

Phân tích nước rỉ• pH, • Độ đục, • Muối, • Redox-potential• Nhiệt độ• COD, BOD, DOC, organic

acids, SO42-, NH4-N và TKN,

NO3-, NO2

-, ortho_P, PO43-, F-,

Cl-. KLN: • Cu, Ni, Zn, Fe, Mn, Pb, Cr,

Cd

Phân tích chất rắn:• TS, oTS, VS, TOC• KLN: Cu, Ni, Zn, Fe, Mn, Pb, Cr,

Cd Đầu vào >< đầu ra

Phương pháp đo và phân tích mẫu

> 16,000 chỉ tiêu đo và phân tích

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

4a. Ảnh hưởng của KLN đến sự phân hủy sinh học

4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn

4c. Sự ức chế của KLN và diễn biến thấm rỉ (leaching

behaviour)

4d. Dự đoán hệ số gia tốc và thời gian thấm


1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

0 Tuần25 50 75 100

101 wk

Quá trình phân hủy yếm khí liên tục

69wk 79wk 87wk 97-101wk

68

Aer.

Aer.

Aer.

Aer.

Yếm khí


Giai đoạn có thông khíMô tả thời gian thực hiện thí

nghiệm

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

-pH tăng nhanh, COD & Org. acids giảm nhanh (đặc biệt trong LSR4 (12%)).

c. pH, COD and Org. acid in LSR3

0

10

20

30

40

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

Con

c. (

x100

0 m

g/l)

2

3

4

5

6

7

8

pH

COD Org.acid pH

d. pH, COD and Org. acid in LSR4

0

10

20

30

40

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

Con

c.(x

1000

mg/

l)

2

3

4

5

6

7

8

pH

COD Org.acid pH


Ức chế của KLN đến sự phân hủy sinh học:

LSR3: MSW+6%ES LSR4: MSW+12%ES

Organic acids in LSR1&LSR2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 week

Con

cen

trat

ion

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

pHOrg.acid_R1

Org.acid_R2

pH_R1

pH_R2(x10

00m

g/L

)

COD, BOD5 in LSR1&LSR2

0

10

20

30

40

50

60

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69

week

Con

cen

trat

ion

(x1

000

mg/

l)

COD_R1

BOD5_R1

COD_R2

BOD5_R2

- Khoảng gây ức chế: 6000-16000 mg/l org. acids(Stegmann and Spendlin, 1989) - pH tối ưu: pH6-8 (Ehrig, 1983)pH6.4-7.2 (Farquhar and Revers, 1973)

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Biogas components in LSR1&LSR2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69

week

% b

ioga

s

LSR1 CH4LSR1 CO2LSR1 O2LSR2 CH4LSR2 CO2LSR2 O2

Gas production in LSR3

0

10

20

30

40

50

60

70

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

% g

as

CH4 CO2 O2

Gas production in LSR4

0

10

20

30

40

50

60

70

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91

week

% g

as

CH4 CO2 O2

Ức chế của KLN đến sự phân hủy sinh học:

Chất thải hổn hợp: - Kích thích sự sản sinh mê tan, ở nồng độ KLN thấp - HMs có gây ức chế quá trình phân hủy sinh học + sinh mê tan

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu


Sulfate có thể xem như không là tác nhân gây ức chế.

SO42- and COD/SO4

2- ratio in LSR1&2

02468

10

1214161820

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69week

SO

42-(*

100

mg/

l)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

CO

D/S

O42-

rati

o

SO42-_R1 SO42-_R2 LSR1 COD/SO42- LSR2 COD/SO42-

-Sulfate range: 164-1840 mg/l > inhibitory level of 150 mg/l (Cabirol, 2003)In practice:COD/SO4

2-:range 17 – 428

Literatures:COD/SO4

2- < 15 inhibition (Qiong et al., 1993)

< 2.7 (Choi and Rim, 1991)

4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn

Sulfates và tỷ lệ COD/SO42-:

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Sulphate reduction in LSR1 and LSR2

0

1

10

100

1000

10000

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

Con

cent

rati

on (

mg/

l)

SO42-_R1 SO42-_R2

4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn (LSR3 &

LSR4)Xét ảnh hưởng của sulfate trong điều kiện có hiện diện của oxy

SO42- and COD/SO4

2- ratio in LSR3&4

0

1

10

100

1000

10000

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

Con

cent

rati

on (

mg/

l)

SO42-_R3 SO42-_R4 LSR3 COD/SO42- LSR4 COD/SO42-

3 aerations in this period

Nồng độ của sulfate trong nước rỉ (78th – 101st week):LSR3: 87 – 325 mg/l SO4

2- ; COD/SO42-: 0.4 – 0.6

LSR4: 67 - 513 mg/l SO42- ; COD/SO4

2-: 0.2 – 1.3Thông khí làm tăng ảnh hưởng của sulfate trong lysimeters có bùn

chứa KLN

Literatures:COD/SO4

2- < 15 gây ức chế (Qiong et al., 1993)

< 2.7 (Choi and Rim, 1991)

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

78188103096-101th

63921009387th

22386773578thLSR4

745112102296-101th

891006787th

133674911278thLSR3

An increase of HMs leaching in comparison with initial HMs content before aeration (%)

2.0480.0010.00040.170.090.7996-101th

0.1240.0040.480.31687th

0.0870.0110.450.0570.3578thLSR4

1.6060.4620.270.090.57496-101th

5.170.280.04887th

0.0870.2230.190.2450.1078thLSR3

An increase of HMs leaching in comparison with input HMs content (%)

CdCrPbMnFeZnNiCuaeration

78188103096-101th

63921009387th

22386773578thLSR4

745112102296-101th

891006787th

133674911278thLSR3


2.0480.0010.00040.170.090.7996-101th

0.1240.0040.480.31687th

0.0870.0110.450.0570.3578thLSR4

1.6060.4620.270.090.57496-101th

5.170.280.04887th

0.0870.2230.190.2450.1078thLSR3



78188103096-101th

63921009387th

22386773578thLSR4

745112102296-101th

891006787th

133674911278thLSR3


2.0480.0010.00040.170.090.7996-101th

0.1240.0040.480.31687th

0.0870.0110.450.0570.3578thLSR4

1.6060.4620.270.090.57496-101th

5.170.280.04887th

0.0870.2230.190.2450.1078thLSR3



78188103096-101th

63921009387th

22386773578thLSR4

745112102296-101th

891006787th

133674911278thLSR3


2.0480.0010.00040.170.090.7996-101th

0.1240.0040.480.31687th

0.0870.0110.450.0570.3578thLSR4

1.6060.4620.270.090.57496-101th

5.170.280.04887th

0.0870.2230.190.2450.1078thLSR3



- Thông khí ngắn hạn có ảnh hưởng tích cực lên sự phóng thích KLN. - Lượng HMs phóng thích rất nhỏ (so sánh với đầu vào).

4b. Ảnh hưởng của thông khí ngắn hạn (lên HMs ở

LSR3&4)

78188103096-101th

63921009387th

22386773578thLSR4

745112102296-101th

891006787th

133674911278thLSR3


2.0480.0010.00040.170.090.7996-101th

0.1240.0040.480.31687th

0.0870.0110.450.0570.3578thLSR4

1.6060.4620.270.090.57496-101th

5.170.280.04887th

0.0870.2230.190.2450.1078thLSR3



78188103096-101th

63921009387th

22386773578thLSR4

745112102296-101th

891006787th

133674911278thLSR3


2.0480.0010.00040.170.090.7996-101th

0.1240.0040.480.31687th

0.0870.0110.450.0570.3578thLSR4

1.6060.4620.270.090.57496-101th

5.170.280.04887th

0.0870.2230.190.2450.1078thLSR3



initial

end LSR3 78th

LSR3 88th

LSR3 96-101th

LSR4 78th

LSR4 88th

LSR4 96-101th

6.97

1.10.7812.0

0.60

2.65.37

1.30.83

2.50.81 9.5

Fe

mg/L

initial

end LSR3 78th

LSR3 88th

LSR3 96-101th

LSR4 78th

LSR4 88th

LSR4 96-101th

0.060.090.08

0.060.05

0.040.07

0.090.09

0.060.05

0.04

Cu

mg/L

LSR3

LSR4

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Information provided by various authors in mg/l Heavy metals

Höhler (1966) Scherber and Steiner (1982)

Konzeli-Katsiri and Kartsona (1986)

Inhibition Toxicity Inhibition Toxicity Inhibition Toxicity

Cu 150-250 300 40-250 170-300 40-250 170-300

Cd 150-600 20-600

Zn Rd. 150 250 250-400 250-600 150-400 250-600

Ni 100-300 500 10-300 130-500 10-300 30-1000

Pb - - 340 340 300-340 340

CrIII 100-300 500 120-300 260-500 120-300 200-500

CrVI Rd. 100 200 100-110 100-220 100-110 200-420

KHÔNG CÓ ức chế của từng KLN

Dự đoán:Sự ức chế của tổng các KLN (tác dụng công hưởng)

(*): Canter et al. (1988), McGinley and Kmet (1984), Lee et al. (1986), and Lee and Jones (1991).

4c. Ức chế của KLN và diễn biến thấm rỉ (tất cả 4 LSRs)

HMs leaching in lysimeters

Cu Ni Zn Fe Mn Pb Cr Cd

Lysimeter

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

LSR1 0.007÷0.24 0.12÷1.19 11.1÷34.2 1.0÷98.6 0÷8.4 0.004÷0.08 0.004÷0.44 0.0÷0.01

LSR2 0.01÷0.40 0.15÷0.96 12.1÷34.74 1.0÷105.4 0÷9.40 0.007÷0.26 0.01÷0.39 0.0÷0.01

LSR3 0.01÷0.29 0.05÷1.64 9.26÷66.16 0.81÷369.7 0.0÷14.56 0.004÷0.07 0.01÷0.84 0.0÷0.01

LSR4 0.01÷0.41 0.05÷1.44 11.4÷42.47 0.59÷289.1 0.0÷23.2 0.0÷0.09 0.003÷0.54 0.0÷0.01 Typical range*

0.1÷9.0 0.1÷1.0 0.5 ÷ 30 0.1÷1700 n.d. ÷400 n.d. ÷1.0 0.5÷1.0 0.001÷0.1

Upper limit* 9.9 7.5 n.a. 5500 1400 14.2 5.6 n.a.

QCVN24:2009 (Vietnam)

2 0.5 3 n/a 1 0.5 0.1 0.01

AbwV (Germany)

0.5 1 2 n/a n/a 0.5 0.5 0.1

Xét KLN trong nước rỉ:

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

a. Balance of HMs in LSR1

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%


Perc

enta

ge

LSR1-remains LSR1-leaching LSR1-uncertainty

^̂

b. Balance of HMs in LSR2

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%


Perc

enta

ge


a. Balance of HMs in LSR3

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%


Perc

enta

ge


b. Balance of HMs in LSR4

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%


Perc

enta

ge


Còn lại: cao (59-99%)Uncertainty: (<5%) Nguồn KLN có tiềm năng thấm rỉ cao!Thấm rỉ: tương đối thấp

Cân bằng KLN trong các LSRs

Cu, Pb, Cr, và Cd < 1.5%


1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Khả năng hấp phụ lớn của chất thải còn lại!(paper fibres có khả năng hấp phụ cao, (Janz, 2010))

Zn, Cr, Fe and Cd adsorbed in residues (mg/g)

LS

R4

-ou

t, 0

.68

0

LS

R1

&2

, 0

.35

3

LS

R3

-ou

t, 0

.68

0

LS

R4

-ou

t, 0

.67

8

LS

R1

&2

, 2

.18

8

LS

R3

-ou

t, 3

.23

2

LS

R1

&2

, 0

.00

1

LS

R3

-ou

t, 0

.01

1

LS

R4

-ou

t, 0

.01

5

LS

R1

&2

, 0

.47

7

LS

R3

-ou

t, 0

.40

4

LS

R4

-ou

t, 5

.24

0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

Zn Cr Fe Cd

Cu, Ni, Mn and Pb adsorbed in residues (mg/g)

LS

R1

&2

, 0

.07

5

LS

R3

-ou

t, 0

.08

5

LS

R4

-ou

t, 0

.10

5

LS

R1

&2

, 0

.03

3

LS

R3

-ou

t, 0

.05

1

LS

R4

-ou

t, 0

.06

8

LS

R1

&2

, 0

.07

4

LS

R3

-ou

t, 0

.10

3

LS

R4

-ou

t, 0

.12

8

LS

R1

&2

, 0

.03

7

LS

R3

-ou

t, 0

.04

8

LS

R4

-ou

t, 0

.05

2

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

Cu Ni Mn Pb

So sánh KLN trong chất thải còn lại LSR3: MSW+6%ESLSR4: MSW+12%ES


1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

4d. Dự đoán hệ số gia tốc và thời gian thấm

Mẫu ANC4.0 (meq/kg DS)*

Thời gian để đạt điều kiện ANC4.0 (năm)

MSW 73 985

Electroplating sludge 784 If (MSW+6%ES) = 1513If (MSW+12%ES) = 2042

mnăP

P

Q

Q

L

LSRLTS

LSRTS 5706.992 20m

Căn cứ vào SAV3-German norm: 1 năm thí nghiệm tương ứng với 57 năm ở bãi rác thực tế

Dự đoán thời gian thấm rỉ thông

qua ANC:

Tính toán hệ số gia tốc

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Do điều kiện tự nhiên của một số vùng đất ở Việt Nam, đặt biệt là khu vực Đồng bằng Nam Bộ, các bãi rác thường nằm trên khu vực đất phèn nặng. Điều kiện acid có thể sẽ làm ảnh hưởng lớn đến khả năng phóng thích KLN. Ví dụ sau ước tính thời gian để đạt điều kiện pH4.0 (ANC4.0) cho bãi rác Phước Hiệp (TP. HCM) như sau:

Kết luận:

pH và organic acids là tác nhân gây ức chế lên sự phân hủy sinh học của rác. Đối với rác chứa KLN, các tác nhân này nhanh chóng vô hiệu.

Tỷ lệ mê tan cao trong LSRs có KLN, nhưng sản lượng thấp hơn.

Thông khí ngắn hạn có ảnh hưởng không lớn đến sự phóng thích KLN trong LSR rác hổn hợp. Tuy nhiên, tác nhân sulfate cũng cần được xét đến.

Sự phân hủy sinh học của LSR với rác hổn hợp bị ức chế đáng kể. Ảnh hưởng cộng hưởng của nhiều KLN cần được xem xét. Hầu hết KLN được tìm thấy trong rác sau ủ bởi khả năng hấp phụ cao của chúng (ví dụ Cu, Pb, Cr, and Cd < 1.5% trong rác hổn hợp) dẫn đến khả năng thẩm rỉ dài hạn của KLN trong tương lai.

Hệ số gia tốc (căn cứ German norm_SAV3) là 57 năm.

Thời gian để đạt điều kiện phóng thích KLN ở ANC4.0 là hàng ngàn năm

Kiến nghị:

Nhiều nghiên cứu về bãi rác hổn hợp cần được thực hiện ở VN.

1. Giới thiệu

1. Giới thiệu

3. Vật liệu và

phương pháp

3. Vật liệu và

phương pháp





2. Mục tiêu

2. Mục tiêu

Trân trọng cảm ơn!

35oCHeater

pump

LSR1

Vận hành hệ thống LSRsback

Only MSW34 kg

MSW +5% sludge

MSW +10% sludge

LSR2

Only MSW34 kg

LSR3

32 kg MSW+ 6% sludge

LSR4

32 kg MSW+12% sludge

4 nghiệm thức:

Run 1 Only MSW (34kg)

Run 2 Only MSW (34kg)

Run 3 MSW (32kg) + 6%sludge (~2kg)

Run 4 MSW (32kg) + 12%sludge (~4kg)

Không có bùn

Có bùn xi mạ

Explanation – additional

slides

Waste composition in VN - ? Inhibition range ? Micro-aeration as a effective methods? HMs inhibition and its leaching behavior (co-disposal

landfill)? Leaching in LSR1&2 vs. LSR3&4? Carbon balance ? Acceleration factor methodology (SAV3)? Biogas in LSR3&4 (with sludge)? TKN and ammonium?

SOUTH, city Organic Paper Metals Glass Plastic Textile Rubber Innert Hazardous MiscelaneousBa Ria-Vung Tau 69.87 4.12 0.86 3.47 2.38 1.16 1.56 16.44 0.14 20.77Dong Nai 71.42 6.23 1.16 1.14 8.63 3.24 2.33 5.71 0.14 8.01Binh Duong 69.36 5.47 1.43 2.24 6.45 2.27 4.31 8.24 0.23 11.91

Ho Chi Minh 60.14 5.35 1.24 4.12 3.13 3.23 4.38 17.14 1.27 22.5

Can Tho 79.65 2.79 0.7 1.52 9.57 3.1 0.03 0.76

Ca Mau 57.3 4.5 0.1 0.5 6.1 2.1 28

Soc Trang 70.35 4.12 0.78 0.66 7.24 9.63 4.11

Tien Giang 77.53 3.89 0.23 0.21 6.37 2.14 0.06 9.57

Long An 76.3 5.1 0.37 0.7 13.63 2.68 0.15 4.08

Ben Tre 73.85 6.5 1.75 0.85 5.2 1.6 0.3 9.95

Tra Vinh 87.25 2.05 0.45 - 3.16 2.04 5.05

Vinh Long 66.25 11.5 0.55 4 9.45 0.75 1

Bac Lieu 53.34 4.51 4.59 4.91 4.44 10.81 2.78 14.62

Hau Giang 82.6 1.8 0.4 0.9 5.7 1.6 4 1.5

Kien Giang 72.52 6.38 1.27 1.64 7.69 7.49 1.72Average 71.18 4.95 1.06 1.92 6.61 2.48 3.15 6.10 0.91 9.57

CEETIA and DONRE, 2003

Organic Paper Metals Glass Plastic Textile Rubber Innert Hazardous% mass % mass % mass % mass % mass % mass % mass % mass % mass

Ha Noi 51.9 4.5 7 5.1 7.3 3.7 2.5 17.6 0.5Hai Phong 40.48 6.42 5.5 5.6 3.1 1.1 1.1 35 1.7Hai Duong 49.2 7 3.6 2.8 5.7 - - - -Ha Long 53.7 12.5 0.4 4.7 8.1 - - - -Nam Dinh 65 4 3 2 7 2.3 2.2 13.3 1.2Thai Nguyen 62 5 2.1 2.2 6 1.2 0.5 20.4 0.8Average 53.71 6.57 3.6 3.73 6.2 2.08 1.58 21.58 1.05

NORD, City

Nguyen Thi Kim Thai, CEETIA, Vietnam, 2004

Composition Nguyen, 2005 Composition LEMNA, 2004 Composition CENTEMA, 1996, 2003, 2006

Organic 60.14 Organic matter (food residue) 65.8 Food residue 66 70.8Paper 5.35 Paper mix (paper and cardboard) 3.9 Paper mix (paper and cardboard) 3.25 2.8Plastic 3.13 Film plastic (nylon) 9.4 Nylon 14.25 12.1

Rubber/Leather/Textile 3.23Mixed plastic (rubber, plastic) 1.9 Mixed plastic (rubbers, leather, plastic)

3.25 5.3Textile (clothes, clout) 1.3 Cloth 6.7 4.5

Wood 4.38 Bone, marine shells 4.4 Wood 2.45 2.8Metal 1.24 Metals 0.5 Metal 0.6 0.55Glass 4.12 Glass / ceramic 1.9 Glass / ceramic 0.35 0.25Innert (ceramic..) 17.14 Fines (dirt/grit) 8.7 Styrofoam 2.95 0.6Hazardous waste 1.27 Rock and masonry 1.5 Pin/hazardous 0.1 0.15Others Miscellaneous (diapers, tissue) 0.7 Can 0.1 0.15

Brick, ash, etc. 0 0Total 100 100 100 100

MSW in Hochiminh city

Composition of MSW in several cities in Vietnam, 1998 (NEA, 1999)Ha Noi Hai Phong Ha Long Da Nang Ho Chi Minh

Organic compounds 50.1 50.58 40.1-44.7 31.5 41.25Plastic, rubber, leather 5.5 4.52 2.7-4.5 22.5 8.78Paper in all kind 4.2 7.52 5.5-5.7 6.8 24.83Metal 2.5 0.22 0.3-0.5 1.4 1.55Brick, stone, ceramics 1.8 0.63 3.9-8.5 1.8 5.59Soil, cobble, other solid matters 35.9 36.53 47.5-36.1 36 18

Influencing factors

Criteria / Comments Reference

Moisture Optimum moisture content: 60% and above (by wet mass)

Pohland (1986) Rees (1980)

Oxygen Optimum redox potential for methanogenesis

- 200 mV - 300 mV

Below -100 mV

Farquhar and Revers (1973) Christensen and Keldsen (1989) Pohland (1980)

pH Optimum pH for methanogenesis - 6 to 8 - 6,4 to 7,2

Ehrig (1983) Farquhar and Revers (1973)

Alkalinity Optimum alkalinity for methanogenesis: 2000 mg/l Maximum organic acids concentration for methanogenesis: 3000 mg/l Maximum acetic acid / alkalinity ratio for methanogenesis: 0.8

Farquhar and Revers (1973) Farquhar and Revers (1973) Ehrig (1983)

Temperature Optimum temperature for methanogenesis 40 oC 41 oC 34 – 38 oC

Rees (1980) Harts et al. (1986) Mata – Alvarez et al. (1986)

Hydrogen Partial pressure for acetogenesis: below 10-6 atm

Barlaz et al. (1987)

Nutrients Generally adequate in most landfill except local system due to heterogeneity

Christensen and Kjeldsen (1989)

Sulphate Increase in sulphate decrease methanogenesis


Inhibitors Cation concentration producing moderate inhibition: (mg/l) Sodium 3500 – 5500 Potasium 2500 – 4500 Calcium 2500 – 4500 Magnesium 1000 – 1500 Ammonium (total) 1500 – 3000 Heavy metals: no significant influence Organic compounds: inhibitory only in significant amount

McCarthy and MaKinney (1961) Ehrig (1983) Christensen and Kjeldsen (1989)

Influencing factors

Criteria / Comments Reference

Moisture Optimum moisture content: 60% and above (by wet mass)

Pohland (1986) Rees (1980)

Oxygen Optimum redox potential for methanogenesis

- 200 mV - 300 mV

Below -100 mV

Farquhar and Revers (1973) Christensen and Keldsen (1989) Pohland (1980)

pH Optimum pH for methanogenesis - 6 to 8 - 6,4 to 7,2

Ehrig (1983) Farquhar and Revers (1973)

Alkalinity Optimum alkalinity for methanogenesis: 2000 mg/l Maximum organic acids concentration for methanogenesis: 3000 mg/l Maximum acetic acid / alkalinity ratio for methanogenesis: 0.8

Farquhar and Revers (1973) Farquhar and Revers (1973) Ehrig (1983)

Temperature Optimum temperature for methanogenesis 40 oC 41 oC 34 – 38 oC

Rees (1980) Harts et al. (1986) Mata – Alvarez et al. (1986)

Hydrogen Partial pressure for acetogenesis: below 10-6 atm

Barlaz et al. (1987)

Nutrients Generally adequate in most landfill except local system due to heterogeneity


Sulphate Increase in sulphate decrease methanogenesis


Inhibitors Cation concentration producing moderate inhibition: (mg/l) Sodium 3500 – 5500 Potasium 2500 – 4500 Calcium 2500 – 4500 Magnesium 1000 – 1500 Ammonium (total) 1500 – 3000 Heavy metals: no significant influence Organic compounds: inhibitory only in significant amount

McCarthy and MaKinney (1961) Ehrig (1983) Christensen and Kjeldsen (1989)

Micro-aeration:

Organic compound (protein) + O2 → CO2 + H2O + cells + NH4+ + HPO4

2– + SO42–

Removal of hydrogen sulfide: Díaz et. al (2010), removal of 99% of H2S

2HS-+ 4O2 2SO42-+ 2H+

2HS-+ 2O2 H2O + S2O32-(auto-oxidation)

2HS-+ O2 2S0 + 2OH-

Johansen (2006) reported that micro-aeration increase 50-60% hydrolysis.

Nguyen et. al. (2006) reported that micro-aeration exhibited an equivocal result in terms of enhancing hydrolysis /acidification; however, it showed a possitive effect on the methane performance.

Explained by: More organic substances are available by aeration e.g. Carbonhydrates

(sugar, starch, hemicellulose, cellulose, lignin(difficult), fat, proteins Dagley et. al. (1952) reported that pH increase in aeration where citrate

is carbon source (microorganisms may cease citrate or ammonium unconsumed cease) – proposed that

- Carbon balance

- Low TOC release- High TOC retain- TOC Loss!

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

LSR1 LSR2 LSR3 LSR4

20% 16% 10% 7%

carb

on

con

ten

t (g

)

TOC OC_Leachate OC_Gas OC_Aer_gas OC_residues

Carbon balance

14.7 14.7 8.8 5.8

66.6 66.566.0 73.7

11.4 15.8 23.5 19.0

0.71.0

5.31.8 0.80.7

1.9 1.3

0%

20%

40%

60%

80%

100%

LSR1 LSR2 LSR3 LSR4

TOC_L TOC_G TOC_aeration TOC_residues Uncertainty

HMs, at trace concentration, has been found to stimulate methanogens (Murray & van der Berg, 1981; Whitman and Wolfe, 1980; Oleszkiewicz et. al., 1990); etc.

4e. Acceleration factor and leaching prediction via

ANC

20m

Standardarbeitsvorschriften (SAV) im Verbundvorhaben “Deponiekoerper” / Standard Operation Procedures (SOP) in the joint research project “Landfill Body” all in: Ehrig H.-J. (1997). SAV3, 1997.

Precipitation: PL [l/a]

Area: AL = 1m2

Height: HL = 20m

Dry density: dL [kg/m3]

Waste mass: WL= 20dL kg TS

Leachate runoff (20% of PL) P = 0.2PL l/a

Exchanged water: PLSR [l/a]

Area: ALSR = 0.126 m2

Height: HLSR = 0.8 m

Waste mass: wLSR = 0.8*0.126*dL kg TS

= 0.1008 dL [kg TS]

Leachate collection: LLSR = PLSR [l/a]

The leaching within one year:

L

LLTS d

PQ

20

2.0

akgTS

l

*

L

LSRLSRTS d

PQ

1008.0

akgTS

l

*

L

LSR

L

L

L

LSR

LTS

LSRTS

P

P

d

Pd

P

Q

Q06.992

20

2.01008.0

Hydraulic coefficient relation = acceleration factor:

Biogas comparison between LSR1&2 (without sludge) and LSR3&4 (with sludge)

Gas production in LSR3 and LSR4

0

20

40

60

80

100

120

140

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

Gas

yie

ld

∑V_LSR3 ∑V_LSR4

Biogas yield in LSR1&LSR2

0

100

200

300

400

500

600

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69

week

biog

as p

rodu

ctio

n (l)

LSR2 ∑VLSR1 ∑V∑V CH4∑V CH4

Comparison of

Leaching

Leaching of Cu in LSR1 and LSR2

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 10week

mg/

L

Leaching of Ni in LSR1 and LSR2

0.0

0.4

0.8

1.2

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 10

week

mg/

L

Leaching of Zn in LSR1 and LSR2

010203040

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Leaching of Cu in LSR4

0.00.10.20.30.40.5

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

LLeaching of Cu in LSR3

0.00.10.20.30.40.5

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Leaching of Ni in LSR3

0.00.40.81.21.6

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L Leaching of Ni in LSR4

0.00.40.81.21.6

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Leaching of Zn in LSR3

02040

6080

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Leaching of Zn in LSR4

02040

6080

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Leaching of Fe in LSR1 and LSR2

0

50

100

150

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Leaching of Fe in LSR3

0100200300400

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Leaching of Fe in LSR4

0100200300400

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

week

mg/

L

Comparison of

LeachingTKN and NH4 in LSR1 and LSR2

0

200

400

600

800

1000

1200

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69week

Con

cen

trat

ion

(m

g/L

) TKN_R1

TKN_R2

NH4-N_R1

NH4-N_R2

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69

week

NH4_N/COD ratio in LSR1&2

LSR1 NH4_N/COD

LSR2 NH4_N/COD

TKN and ammonium in LSR1&2 (without sludge)

- Lay et al., (1997) report at pH= 6.5 to 8.5: methane production dropped 10% at 1,670 – 3,720 mg/l NH4

+_N, 50% at 4,090 – 5,550 mg/l NH4

+_N 100% at 5,880 – 6,600 mg/l NH4

+_N. - El Hadj et al., (2009) reported CH4 reduced 50% at 3,860 and 5,600 mg NH4+_N/l; -Sawayama et al., (2004) reported CH4 decreased at 6,000 mg/l NH4

+_NAmmonium is much lower in LSR3&LSR4

SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI RÁC ĐÔ THỊ

Documents

Transcript of SỰ PHÓNG THÍCH CỦA KIM LOẠI NẶNG VÀO MÔI TRƯỜNG TỪ BÃI RÁC ĐÔ THỊ