Môi trường đất: Đặc điểm, tình trạng và nguyên nhân gây ô nhiễm đất

Trường Đại học Dược Hà Nội - Khoa hóa phân tích và kiểm nghiệm

Chủ biên TS. Trần Nguyên Hà

Ban biên soạn

TS. Trần Nguyên Hà

TS. Vũ Ngân Bình

Đất rất quan trọng cho sự tồn tại và phát triển của con người và các sinh vật khác, cần hiểu được sự quý giá và hữu hạn của tài nguyên này để trân trọng nó hơn và khai thác hợp lý hơn. Trong bài viết này, Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy (trungtamthuoc.com) xin gửi đến bạn đọc khái niệm về môi trường đất và tình trạng ô nhiễm môi trường đất hiện nay.

1 Bảng chữ cái viết tắt

2 Đặc điểm môi trường đất 

Đất là lớp mỏng ngoài cùng của vỏ trái đất gồm các khoáng và hợp chất hữu cơ được biến đổi do thời tiết, gió, nước và sinh vật. Đất là một hệ thống trong đó có các tương tác giữa các sinh vật và các quá trình vật lý. Đất rất quan trọng cho sự tồn tại và phát triển của con người và các sinh vật khác. Rất nhiều loại sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật sống và phụ thuộc vào đất về nơi ở, thức ăn và nước. Cây trồng hút các chất dinh dưỡng thiết yếu và nước trong đất. Con người chúng ta phụ thuộc vào cây trồng vì chúng cung cấp thức ăn, do đó con người cũng không thể sống thiếu đất. Nhiều người quan niệm rằng đất rất rộng lớn và có thể khai thác thoải mái cho các hoạt động của con người. Tuy nhiên cần hiểu được sự quý giá và hữu hạn của tài nguyên này để trân trọng nó hơn và khai thác hợp lý hơn. Chương này sẽ giới thiệu về sự hình thành đất, các thành phần chính trong đất, sự ô nhiễm đất và cách cải tạo đất ô nhiễm. Phần cuối chương sẽ trình bày về tác động của các chất thải dược phẩm và chất thải rắn y tế đến môi trường đất và cách xử lý. 

2.1 Nguồn gốc và sự hình thành đất 

Đất được hình thành từ sự phong hóa đá mẹ. Phong hóa là quá trình thay đổi trạng thái vật lý và hóa học của đá và khoáng chất dưới tác động của các nhân tố bên ngoài. Đá mẹ được phân hủy từ từ thành các phần tử nhỏ bởi các quá trình phong hóa sinh học, hóa học và vật lý trong tự nhiên. Nhờ đó trạng thái tồn tại và thành phần hóa học của đá hoàn toàn bị thay đổi, tạo ra những vật thể vụn và xốp gọi là mẫu chất, là vật liệu cơ bản tạo thành đất. Việc phân hủy đá mẹ có thể kéo dài cả nghìn năm. Để tạo thành 2,5 cm đất mặt có thể mất 200 đến 1000 năm. Đất khác đá ở chỗ đất có độ phì nhiêu, phù hợp cho cây trồng. Để tích lũy lượng chất hữu cơ trong đất cũng cần khoảng thời gian. Quá trình hình thành đất là một quá trình liên tục, liên quan đến các tương tác giữa lớp vỏ cứng của trái đất, sinh quyển và sự phong hóa của đá mẹ nằm dưới lớp đất tiếp tục hình thành đất. Sự thay đổi của khí hậu, thực vật, đá mẹ, địa hình và tuổi đất đã tạo ra hàng ngàn loại đất trên thế giới. 

Dựa vào đặc trưng của từng nhân tố tác động, phong hóa được chia thành 3 loại là phong hóa vật lý, phong hóa hóa học và phong hóa sinh học. Ba quá trình này xảy ra đồng thời và có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. 

- Phong hóa vật lý là quá trình làm vỡ vụn đá có tính chất cơ học đơn thuần. Trong quá trình này, các tính chất và thành phần hóa học của chúng không bị biến đổi. Sự thay đổi của nhiệt độ, áp suất, sự kết tinh của muối, đóng băng và tan chảy của nước trong kẽ nứt làm cho đá bị rạn nứt và vỡ ra. Qua đó, đã trở nên tơi xốp hơn và ngấm nước, không khí, tạo điều kiện cho phong hóa hóa học xảy ra. 

- Phong hóa hóa học là sự tiếp tục phá hủy đá và khoáng chất do tác động của nước đến sự thay đổi đáng kể đá mẹ về thành phần hóa học. Kết quả là làm cho đá vụn xốp và xuất hiện khoáng thứ sinh. Các quá trình hóa học xảy ra là hòa tan, ngậm nước, oxy hoá, thủy phân. 

- Phong hóa sinh học là quá trình biến đổi cơ học và hóa học của các loại khoáng chất và đá dưới tác dụng của sinh vật và các sản phẩm của chúng. Phong hóa sinh học luôn luôn có trong mọi quá trình hình thành đất. Khi các khe đá được hình thành, các cây nhỏ xuất hiện và rễ của chúng đâm xuyên qua các kẽ, làm mở rộng các kẽ này và tiếp tục làm vỡ nhỏ đá. Khi rễ cây và các sinh vật trong đất hô hấp sẽ sinh khí CO2. Khí này khuếch tán vào đất và tương tác với nước trong đất để hình thành acid carbonic H2CO3. Nhiều loại acid khác được sinh ra từ sinh vật. Các acid này ngấm vào các kẽ hở nhỏ ở trong đá, nước thấm vào trong các kẽ càng làm đá vỡ vụn nhỏ hơn. 

2.2 Thành phần của đất 

Đất được tạo thành bởi bốn phần: khoáng (chiếm khoảng 45%), chất hữu cơ (khoảng 5%), nước (khoảng 25%) và khí (khoảng 25%). Đất được chia làm nhiều lớp, mỗi lớp có thành phần hóa học và đặc điểm riêng. Các sinh vật sống trong đất tương tác với đất, các khoáng chất dinh dưỡng được luân chuyển liên tục từ đất đến sinh vật, các sinh vật sử dụng chúng trong các quá trình sinh học. Khi các cơ thể này chết đi, vi khuẩn và các sinh vật trong đất khác phân hủy các hợp chất, vận chuyển chúng vào đất. 

2.2.1 Khoáng

Khoáng trong đất được sinh ra từ đá mẹ, là thành phần chính của đất. Nó cung cấp các khoáng chất thiết yếu cho cây trồng cũng như không gian rỗng cho đất và không khí. Vì các loại đá khác nhau có thành phần khoáng khác nhau, thành phần khoáng và tính chất hóa học của đất cũng rất đa dạng. Đá nhiều nhôm sẽ sinh ra đất acid, trong khi đá nhiều magnesi và Sắt silicat sẽ sinh ra đất Ít calci, nitơ và phospho. Thêm nữa, đất được hình thành từ đá mẹ giống nhau cũng có thể có thành phần khác nhau do ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết, địa hình và sinh vật. 

Khoáng ở trong đất phụ thuộc vào bản chất và thành phần của đá mẹ. Vì 3/4 vỏ trái đất được hình thành từ silic và oxy, phần lớn khoảng chất là khoáng silicat, cấu trúc cơ bản là nguyên tử silic (Si⁴⁺) và 4 nguyên tử oxy (O^-2) bao xung quanh silic theo hình tứ diện. Các hình tứ diện này khi kết hợp với nhau có thể sắp xếp theo nhiều kiểu, hình thành các silicat khác nhau như orthosilicat, chuỗi silicat, mảng silicat, khung silicat Tuổi của đất tác động đến thành phần khoáng. Nhìn chung, các đất già có tỷ lệ chất khoáng dinh dưỡng ít. 

2.2.2 Chất hữu cơ 

Rác thực vật (lá cây và cành cây chết trên bề mặt đất), phân động vật và các xác của thực vật, động vật và vi sinh vật phân hủy hình thành nên phần hữu cơ của đất. Các vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn và nấm, phân hủy từ từ những vật liệu này. Trong quá trình phân hủy, các ion thiết yếu được giải phóng vào đất, nơi chúng được gắn kết vào các hạt đất, hấp thu bởi rễ cây hoặc ngẫm qua đất. Các chất hữu cơ tăng khả năng giữ nước của đất và hoạt động giống như một miếng xốp. Vì thế người ta thường thêm các hợp chất hữu cơ vào đất, đặc biệt là đất cát nghèo chất hữu cơ. 

Phần chất hữu cơ màu đen hoặc nâu đen còn lại sau quá trình phân hủy sinh học gọi là mùn. Mùn không phải là một chất mà là một hỗn hợp rất nhiều chất hữu cơ, liên kết với các ion khoáng dinh dưỡng và giữ nước. Trung bình, mùn được lưu giữ trong đất nông nghiệp trong khoảng 20 năm, một vài thành phần trong mùn có thể tồn tại trong đất hàng trăm năm. Mặc dù mùn khá bền, vi khuẩn vẫn dần dần phân hủy chúng thành carbon dioxid, nước và các khoáng dinh dưỡng. Giun đất, mối và kiến cũng góp phần phân hủy mùn. 

2.2.3 Nước và khí

Đất có nhiều lỗ rỗng xung quanh và giữa các hạt đất. Các lỗ rỗng này chứa nước và không khí (gọi là nước đất, khí đất), cả hai đều quan trọng trong việc tạo độ ẩm và xáo trộn đất làm môi trường sống cho cây và động vật sống trong đất. Nói chung, nước được giữ trong các lỗ nhỏ (đường kính dưới 0,05 mm), còn không khí được giữ trong những lỗ lớn hơn. Sau một trận mưa dài, hầu hết các khoảng rỗng được lấp đầy bằng nước, nhưng nước sẽ thoát nhanh khỏi các khoảng rỗng lớn, hút không khí từ khí quyển vào những khoảng rỗng trên. 

Nước trong đất được hình thành từ mưa (ngấm từ trên xuống) và nước ngầm (ngấm từ dưới lên). Nước chứa một lượng nhỏ các Muối Khoáng dinh dưỡng hòa tan, cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Nước không gắn với hạt đất hoặc hút bởi rễ cây sẽ bị rửa trôi hoặc di chuyển xuống các lớp dưới, qua nhiều lớp đất, mang theo các khoáng. Các hợp chất chứa sắt và nhôm, sắt và magnesi là một số loại vật liệu tích tụ ở lớp dưới bề mặt của đất. Một số hợp chất sẽ được rửa trôi hoàn toàn khỏi đất do chúng tan rất tốt trong nước, chúng di chuyển xuống dưới nước ngầm. Nước cũng có thể di chuyển lên trên, vận chuyển các chất tan với nó, ví dụ: mực nước dâng. 

Khi đất có thành phần giống như khí quyển, mặc dù tỷ lệ khác nhau. Nhìn chung. do hô hấp tế bào của sinh vật trong đất, đất chứa nhiều CO2 và ít O2 hơn khí quyển. Các khí quan trọng trong khí đất là O2 cho hô hấp tế bào, nitơ cho các vi khuẩn cố định đạm và CO2 cho quá trình phong hóa. 

2.3 Sinh vật trong đất và vòng tuần hoàn chất dinh dưỡng 

2.3.1 Sinh vật trong đất 

Mặc dù các sinh vật trong đất thường nằm giấu mình nhưng số lượng của chúng là cực kỳ lớn. Hàng triệu vi sinh vật gồm vi khuẩn, nấm, tảo và động vật đơn bào có thể sống trong một lượng nhỏ đất nông nghiệp màu mỡ. Rất nhiều sinh vật khác sống trong hệ sinh thái đất, gồm rễ cây, mối, kiến, sâu, chuột, rắn... Số lượng nhiều nhất trong đát là vi khuẩn, số lượng có thể lên tới hàng trăm triệu trên một gam đất. Các nhà khoa học đã nhận biết khoảng 170.000 loại sinh vật đất, nhưng hàng ngàn loài vẫn chưa được nhận biết. Hơn nữa, các nhà khoa học chỉ biết một phần nhỏ về vai trò của các sinh vật đất vì rất khó để nghiên cứu hoạt động của nó trong tự nhiên. 

Các sinh vật trong đất cung cấp một loạt những hoạt động quan trọng ở trong hệ sinh thái như giữ sự màu mỡ ở trong đất do phân hủy và tuần hoàn các chất hữu cơ, ngăn ngừa xói mòn đất, phân giải các chất độc, làm sạch nước và thay đổi thành phần không khí. 

Giun là những sinh vật quan trọng trong đất. Giun tiêu hóa đất và các chất mùn để lấy năng lượng, sau đó thải ra lớp đất bên trên. Như vậy, các khoáng chất dinh dưỡng từ các lớp đất sâu được đưa lên bề mặt trên. Sự di chuyển của giun trong đất giúp xáo trộn đất và các sản phẩm đào thải của giun đất và xác giun đất đã đưa thêm các chất hữu cơ vào trong đất. Kiến sống trong đất, hình thành các đường ống và khoang, giúp xáo trộn đất. Kiến lên mặt đất kiếm thức ăn và chuyển về tổ. Lượng thức ăn không được ăn hết sẽ phân hủy thành các chất hữu cơ trong đất. Với nhiều cây, kiến là không thể thiếu do chúng giúp chôn hạt vào trong đất. 

Tính chất của đất ảnh hưởng tới sự phát triển của thực vật mặc dù nhiều loại cây có thể sống được ở nhiều loại đất khác nhau. Ngược lại, loại thực vật sống trên đất ảnh hưởng đến đất. Trên thực tế, rất khó để chỉ ra nguyên nhân và hậu quả trong mối quan hệ này. 

2.3.2 Vòng tuần hoàn chất dinh dưỡng 

Trong một hệ sinh thái cân bằng, mối quan hệ giữa đất và sinh vật sống ở trong và trên đất đảm bảo sự màu mỡ của đất. Các khoáng chất thiết yếu như nitơ và phospho được luân chuyển từ đất đến sinh vật. Sau đó khi sinh vật chết đi, vi khuẩn và nấm phân hủy cây, xác động vật và chất thải, biến đổi các phân tử hữu cơ lớn thành những phân tử nhỏ hơn gồm CO2, nước, các khoảng dinh dưỡng... Các khoáng dinh dưỡng này được giải phóng ra đất và được tiếp tục sử dụng. 

Các quá trình không sống (abiotic process) cũng tham gia vào chu trình luân chuyển chất dinh dưỡng. Quá trình rửa trôi đẩy một số khoáng chất dinh dưỡng từ hệ sinh thái đất vào nước ngầm. Ngược lại, phong hóa đá mẹ sẽ bổ sung các khoáng chất vào đất. Sự di chuyển của các hạt cát bụi theo gió tới các vùng đất khác cũng bổ các khoáng chất dinh dưỡng trong đất. 

2.4 Cấu trúc lớp đất 

Nếu cắt lớp đất theo chiều thẳng đứng ta sẽ thấy có rất nhiều tầng đất. Mặt cắt dọc từ bề mặt đất đến đá mẹ gọi là phẫu diện đất (hình 3.1). Các loại đất khác nhau có độ dày và đặc điểm phẫu diện khác nhau

Tầng trên cùng là tầng O, giàu chất hữu cơ. Rác cây tích tụ trong tầng này và bị phân hủy từ từ. Lớp này có thể rất dày ở các đất hữu cơ giàu dinh dưỡng và có thể bị biến mất hoàn toàn ở đất sa mạc. 

Ngay dưới tầng O là đất mặt, hoặc còn gọi là tầng A, thường có màu tối và giàu hợp chất hữu cơ. Tầng A mất dần các khoáng chất dinh dưỡng xuống các tầng sâu hơn do rửa trôi. Ở một số đất, tầng E nằm giữa lớp A và B, xảy ra sự rửa trôi mạnh mẽ hơn. 

Tầng B có màu sáng hơn, nằm dưới tầng A. Tầng này thường tích tụ nhiều khoáng chất dinh dưỡng bị rửa trôi từ đất mặt, còn gọi là tầng tích tụ. Thường nó giàu sắt và nhôm và đất sét. 

Dưới tầng B là tầng C, thường chứa các mảnh đá và nằm cạnh lớp đá mẹ chưa bị phong hóa, còn gọi là mẫu chất. Tầng C nằm dưới tầm với của hầu hết các rễ cây và thường bão hòa nước ngầm. 

2.5 Tính chất đất 

Kết cấu đất và tính acid là hai đặc tính quan trọng của đất. 

2.5.1 Kết cấu đất 

Kết cấu đất là tỷ lệ tương đối của các hạt khoáng vô cơ với kích thước khác nhau của cát, limôn (silt), đất sét. Sự phân bố kích thước của cát, limôn, đất sét giúp các nhà khoa học phân loại kết cấu đất. Các hạt có kích thước lớn hơn 2 mm được gọi là đá, sỏi, không được coi là hạt đất do nó không có giá trị trực tiếp cho cây. Hạt đất lớn nhất là hạt có đường kính từ 0,05 đến 2 mm được gọi là cát. Hạt có kích thước trung bình (đường kính từ 0,002 đến 0,05 mm) là limôn, các hạt nhỏ (đường kính hạt dưới 0,002 mm) là đất sét. Các hạt cát đủ lớn để có thể nhìn thấy bằng mắt thường, limôn khó quan sát bằng mắt thường, các hạt đất sét chỉ được nhìn thấy dưới kính hiển vi điện tử. Kết cấu của đất ảnh hưởng nhiều lên tính chất đất, từ đó ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật. 

Các khoáng đất thường có mặt ở dạng tích điện (các ion). Các ion khoáng có thể tích điện dương (ví dụ K+) hoặc tính điện âm (ví dụ OH-). Mỗi hạt đất sét tích điện âm ở ngoài bề mặt của nó sẽ liên kết với các ion khoáng tích điện dương. Rất nhiều ion khoáng này, ví dụ K⁺, Mg²⁺ rất cần thiết cho sự phát triển của thực vật và được giữ ở trong đất cho cây sử dụng do tương tác với các hạt đất sét. Ngược lại, các ion khoáng tích điện âm thường không được giữ chặt trong đất và thường bị rửa trôi ra khỏi vùng rễ. 

Đất luôn chứa một hỗn hợp các hạt có nhiều kích thước khác nhau. Tuy nhiên tỷ lệ của chúng sẽ khác nhau. Loại đất thịt lý tưởng cho nông nghiệp có tỷ lệ tối ưu của các hạt kích thước khác nhau. Nó chứa khoảng 40% cát, 40% limôn và khoảng 20% đất sét. Nhìn chung, các hạt lớn hơn sẽ làm xáo trộn và tăng tính thấm của đất trong khi các hạt kích thước nhỏ sẽ liên kết tạo các khối và giữ khoáng chất và nước. Đất có tỷ lệ lớn cát không phù hợp cho hầu hết các loại cây do nó không giữ được ion khoáng và nước. Thực vật phát triển trên những đất này phải chịu được điều kiện thiếu khoáng chất và khô hạn. Đất có nhiều đất sét cũng không phù hợp cho nhiều loại cây vì nó không thoát nước và thường không có đủ oxy. 

2.5.2 Tính acid 

Tính acid của đất được đo theo thang pH, thường dao động từ 4 đến 8. pH đất ảnh hưởng đến cây trồng vì độ tan của một số loại khoáng chất dinh dưỡng thay đổi theo pH. Cây hấp thu các khoáng chất dễ tan nhưng không hấp thu được khoáng chất không pH thấp, nhôm và magnesi trong nước đất dễ tan và có thể đạt đến nồng độ gây độc. Một số loại muối khoáng cực kỳ quan trọng cho sự phát triển của cây như calci phosphat, trở nên kém tan ở pH cao hơn. 

pH đất ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình rửa trôi của khoáng chất dinh dưỡng. Các đất acid giảm khả năng liên kết với các ion dương. Kết quả là các ion khoáng chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây như K*, bị rửa trôi dễ hơn trong môi trường pH thấp. pH tối ưu cho sự phát triển của cây là 6,0 đến 7,0 vì hầu hết các khoáng dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây có mặt ở vùng pH này. 

pH đất ảnh hưởng đến cây và ngược lại, bị ảnh hưởng bởi thực vật và các sinh vật đất. Rác thực vật như các lá kim chứa acid, vào trong đất, giảm pH đất. Sự phân hủy các chất mủn và sự hô hấp tế bào bởi sinh vật đất cũng làm giảm pH đất. 

Lắng đọng acid là một kiểu ô nhiễm không khí trong đó các acid nitric và sulfuric do con người sinh ra (mưa acid, tuyết acid, sương mù acid). Sự lắng đọng acid thay đổi hóa học đất, ăn mòn lá, chết cây và giảm diện tích rừng ở một số nơi. 

2.6 Tài nguyên đất 

Các vùng đất tự nhiên giúp phân hủy các chất ô nhiễm và quay vòng chất thải, cung cấp nơi sống cho các sinh vật. Để duy trì đa dạng sinh thái và bảo vệ các loài có nguy cơ bị tuyệt chủng, một trong những phương án tốt nhất là bảo tồn và khôi phục các vùng đất tự nhiên để các loài này thích nghi. 

Sự gia tăng sử dụng đất của con người có tác động toàn cầu. Gần đây, con người dùng khoảng 3% tổng quỹ đất cho các thành phố và 38% cho nông nghiệp (trông trọt và chăn nuôi). Khoảng 30% đất mặt chứa đá, băng và sa mạc không phù hợp cho con người sử dụng lâu dài. Còn 29% đất cho hệ sinh thái tự nhiên như rừng, có khả năng phát triển cho các mục đích sử dụng của con người. Các vùng đất và hệ sinh thái này cung cấp nhiều dịch vụ có giá trị cho con người. Các vùng đô thị, trồng trọt và đồng cỏ đã mở rộng trên toàn thế giới để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, sản xuất cho hàng tỷ người. Tuy nhiên trong quá trình khai thác tài nguyên đất, con người đã đưa vào đất nhiều chất ô nhiễm, gây ô nhiễm, suy thoái môi trường đất. 

3 Ô nhiễm đất và các nguyên nhân gây ô nhiễm đất

Ô nhiễm đất được định nghĩa là sự suy giảm chất lượng của đất do sử dụng không hợp lý. Chất lượng đất là khả năng của đất sản xuất ra nông sản an toàn và dinh dưỡng một cách bền vững sau một khoảng thời gian dài, tăng cường sức khoẻ của con người và sinh vật, không làm biến đổi tài nguyên thiên nhiên hoặc làm tổn hại đến môi trường. 

Đất ô nhiễm được phản ánh qua nhiều chỉ thị như chỉ thị sinh học (mật độ vi sinh vật hoặc một số hoạt động như hô hấp, cường độ phản ứng hóa địa sinh); chỉ thị vật lý (tính chất vật lý của đất: mật độ khối đất, khả năng lọc nước, khả năng giữ nước), chỉ thị hóa học (pH, nồng độ của một số ion như nitrat, màu sắc)... 

Năm 1996, Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp thuộc Liên Hợp quốc (UN FAO) báo cáo khoảng 15% đất trên toàn cầu bị suy thoái, 13% suy thoái độ nhẹ và 2% suy thoái nghiêm trọng. Ở cấp độ quốc gia, một số nơi đã bị suy thoái đến mức cảnh báo - ví dụ ở Thổ Nhĩ Kỳ có 21,6% đất bị suy thoái trầm trọng. Nhiều quốc gia đất bị hoang mạc hoá, nạn phá rừng và mở rộng đô thị hóa làm giảm diện tích đất nông nghiệp. Việt Nam cũng là một trong các quốc gia đang đối mặt với sự suy thoái đất có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo. 

Đất ô nhiễm do nhiều nguồn gốc đa dạng, chia thành nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo. Các nguồn tự nhiên gây ô nhiễm đất gồm núi lửa, cát bay, ngập úng, đất bị mặn do xâm nhập thủy triều. Nguồn gốc nhân tạo có thể do khai thác, sử dụng không hợp lý tài nguyên đất của con người phát sinh từ hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, đô thị, hoặc từ chiến tranh 

3.1 Nguồn ô nhiễm từ nông nghiệp 

Chất ô nhiễm từ nguồn gốc nông nghiệp gồm phân bón và thuốc bảo vệ thực vật và các sự cố tràn đổ nhiên liệu có hydrocarbon. 

Một trong những nguy cơ ô nhiễm chính là việc đưa các kim loại nặng và hợp chất của chúng vào đất như arsen, cadmi, uranium, Kẽm... khi sử dụng phân bón. Nồng độ của các kim loại nặng tự nhiên trong đất phụ thuộc vào loại và thành phần hóa học của đá mẹ. Các nguồn nhân tạo làm tăng nồng độ các kim loại trên trong đất. Một số kim loại nặng ở nồng độ thích hợp rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Sự thiếu hụt các kim loại nặng này có thể dẫn đến các bệnh nghiêm trọng và rối loạn chuyển hoá. Ở các nồng độ gây độc, kim loại nặng là chất độc nguy hiểm với các sinh vật trong đất, theo chuỗi thức ăn ảnh hưởng đến các sinh vật khác và con người. 

Các hợp chất hữu cơ như hóa chất bảo vệ thực vật có thể có ảnh hưởng rộng lớn phụ thuộc vào hệ sinh thái đất. Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trong nông nghiệp đã gia tăng đáng kể từ hơn 40 năm trước. Hóa chất bảo vệ thực vật dùng cho cây trồng hoặc các sinh vật có hại sống trong đất có thể di chuyển vào đất, nước đất và khí đất gây ô nhiễm đất. 

Thuốc trừ sâu gồm chất hữu cơ chứa phospho, clor hữu cơ, carbamat và pyrethroid. Chất hữu cơ chứa phospho và carbamat được sử dụng phổ biến hơn DDT và các chất clor hữu cơ do thuốc trừ sâu chứa clor hữu cơ bền vững trong môi trường, tiêu diệt cả côn trùng có hại và có lợi nên đã bị cấm sử dụng ở nhiều quốc gia. Nhìn chung các thuốc trừ sâu đều có độc tính trên động vật có vú. 

Thuốc trừ cỏ luôn là một vấn đề môi trường do chúng không chọn lọc. Một số nhóm thuốc diệt cỏ hay dùng là hợp chất clor hữu cơ, phospho hữu cơ, dẫn xuất của acid carbamic, dẫn xuất của triazin, dẫn xuất của pyridin. Trong nhóm thuốc clor hữu cơ, cần kể đến chất độc da cam là hỗn hợp trộn đồng tỷ lệ của 2,4-D và 2,4,5-T. Chất độc này đã được quân đội Mỹ dùng trong chiến tranh Việt Nam trên hàng triệu mẫu đất, gây hậu quả môi trường nghiêm trọng kéo dài. Một số hóa chất clor hữu cơ bị cấm sử dụng do gây ung thư. Phosphor hữu cơ hay được sử dụng hơn do tính chọn lọc cao hơn và không gây ung thư. 

Thuốc trừ nấm có nhiều loại, từ vô cơ đến hữu cơ. Một số nhóm hay dùng là các hợp chất kim loại nặng vô cơ và hữu cơ, dẫn xuất của acid phthalic, benzimidazol, dẫn xuất của acid barbituric. Các chất này khi sử dụng giải phóng các kim loại nặng, các hóa chất độc với hệ sinh thái trong đất. 

Tràn đổ nhiên liệu ở trang trại cũng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm đất đặc biệt là ở các nơi đã cơ giới hóa, giải phóng nhiều sản phẩm dầu mỏ như benzen, heptan, hexan, isobutan, toluen, phenol... 

3.2 Nguồn ô nhiễm từ công nghiệp 

Nhiều hoạt động công nghiệp khai thác làm xáo trộn đất và đưa vào đất những chất độc hại cho hệ sinh thái đất. Một số hoạt động công nghiệp gây ô nhiễm đất điển hình là khai thác khoáng sản, luyện kim và sản xuất điện. 

3.2.1 Khai thác và chế biến khoáng sản 

Khai thác và chế biến khoáng sản sinh ra nhiều chất ô nhiễm đất, nước, không khí. Các khu đất sau khi được khai thác sẽ trở thành các khu ô nhiễm và có thể được khôi phục một phần, tuy nhiên chi phí rất cao. Ở hầu hết các nước đã phát triển đều có luật pháp để giảm thiểu tác hại đến môi trường từ việc tiêu thụ khoáng sản. Ví dụ: chính sách ngăn chặn hoặc làm giảm thiểu ô nhiễm, khôi phục các khu hầm lò, không khai thác mỏ ở các khu vực vui chơi giải trí và khu hoang dã. 

Khai thác hầm mỏ, đặc biệt là trên bề mặt làm xáo trộn một diện tích lớn đất. Do khai thác hầm mỏ phá hủy một diện tích lớn cây trồng, đất này sẽ dễ bị xói mòn, gió xói mòn gây ô nhiễm không khí và xói mòn đất gần đường nước và phá hủy môi sinh của động vật trong nước. 

Khai thác vàng và các khoáng sản khác sử dụng một lượng nước khổng lồ. Vì các thợ mỏ đào đất sâu vào đất để lấy quặng, họ có thể đào vào các giếng nước và phải bơm nước lên để giữ nó khô. Do đó sẽ làm giảm lượng nước ngầm ở khu vực xung quanh, đặc biệt nghiêm trọng khi ở các nơi khô hạn. 

Trung bình 80% quặng chứa tạp chất trở thành chất thải sau khi chế biến. Những chất thải này thường được bỏ lại thành các núi khổng lồ trên bề mặt hoặc ở các hồ gần nhà máy chế biến. Quy trình tuyển quặng tạo ra các chất thải chứa các chất độc hại như cyanid, thủy ngân, acid sulfuric. Các phần còn lại sau khai thác được để lại và các chất độc hại vào không khí, đất và nước. 

Các nhà máy luyện kim phát thải ra một lượng lớn chất ô nhiễm không khí trong quá trình chế biến khoáng sản, đặc biệt là sulfur. Trừ khi các thiết bị kiểm soát ô nhiễm được sử dụng, sulfur được giải phóng vào khí quyển, tạo thành acid sulfuric. Từ đó chúng góp phần tạo lắng đọng acid, gây ô nhiễm môi trường đất và nước. 

Các chất ô nhiễm khác là các kim loại nặng như chì, cadmi, arsen và kẽm. Những nguyên tố này có xu hướng gây ô nhiễm khí quyển trong quá trình luyện kim. Ngoài ra các chất thải rắn và lỏng gây ô nhiễm đất và nước. Cần sử dụng các thiết bị ngăn ngừa và kiểm soát sự phát thải này. Các chất độc hại cần được thu lại và xử lý đúng cách. 

3.2.2 Nhà máy sản xuất điện 

Các chất thải như COx, NOx, SOx, UOx, PAH sinh ra từ nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện hạt nhân sẽ bị rơi xuống đất theo tro bụi hoặc bị nước mưa cuốn xuống đất. Ngoài ra các nhà máy sản xuất điện còn sinh ra các chất ô nhiễm đất vô cơ và hữu cơ như hắc ín (tars) các kim loại nặng như Cd, As, Pb, Cu, chất phóng xạ như ¹³⁷Cs. 

3.3 Nguồn ô nhiễm từ đô thị 

Ô nhiễm đất từ đô thị là vấn đề đã có từ khi con người tập trung sinh sống cùng nhau. Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng của chúng chưa cao cho đến khi có cách mạng công nghiệp. Các nguồn ô nhiễm chính là giao thông vận tải, chất thải sinh hoạt. 

3.3.1 Giao thông vận tải 

Giao thông vận tải là một trong nguồn chính sinh ra các chất ô nhiễm đất, không chỉ bởi vì các khí thải từ động cơ đốt trong và sự cố tràn đổ dầu, mà còn từ các hoạt động và các thay đổi đi kèm. Đó là việc sử dụng đất để xây dựng các đường cao tốc và các dịch vụ đi kèm như trạm đổ xăng, khu mua sắm... làm thay đổi đất, làm suy thoái vật lý và hóa học. 

Đóng góp chính của các hoạt động giao thông vận tải vào ô nhiễm đất là sự phát thải từ các phương tiện giao thông vận tải và máy bay. Các khí thải sinh ra từ động cơ đốt trong như oxid của carbon, nitơ và sulfur và nhiều kim loại nặng. Các chất ô nhiễm này được lắng đọng xuống đất do trọng lực hoặc do mưa. Khí thải từ các phương tiện giao thông vận tải do có chứa oxid của nitơ và Lưu Huỳnh, có thể gây mưa acid. Ngoài ra sự gia tăng của CO2 trong nước mặt làm thay đổi tính chất đất, giảm pH đất, gia tăng phong hóa và giải phóng các kim loại độc vào đất cũng như sự biến mất của các chất dinh dưỡng ở các lớp đất mặt. 

3.3.2 Chất thải sinh hoạt 

Trong sinh hoạt, sản xuất con người sinh ra rất nhiều rác thải. Đặc biệt ở nước đang phát triển với tốc độ tăng dân số cao và kém hiệu quả trong quản lý và xử lý rác, rác thải là vấn đề nghiêm trọng. Trong xử lý rác thải, việc chôn lấp, đốt rác thải dẫn đến rò rỉ kim loại nặng như Cd, Cu, Pb, Sn... từ bãi rác gây ô nhiễm đất và nước ngầm, hoặc từ tro sinh ra từ đốt cháy rác. Nước bùn thải cũng là vấn đề môi trường, giải phóng ion kim loại nặng khi được chôn lấp. Ngoài ra còn có nhiều chất ô nhiễm hữu cơ như PAH, dioxin được sinh ra từ quá trình lưu giữ, xử lý rác thải. Vấn đề về rác thải và cách xử lý chúng sẽ được trình bày cụ thể hơn ở phần sau. 

3.4 Nguồn ô nhiễm từ chiến tranh 

Nhiều chất độc hóa học, vũ khí hóa học được sử sụng trong chiến tranh, đặc biệt là sau chiến tranh thế giới thứ I. Đây là các vũ khí giết người hàng loạt và hủy hoại các tài nguyên thiên nhiên. Trong chiến tranh Việt Nam, quân đội Mỹ đã sử dụng làng loạt các chất diệt cỏ độc hại, gây tác hại lâu dài cho rừng và bệnh tật cho con người. Một số chất độc được sử dụng trong chiến tranh có thể được kể tên: Sulfur mustard (khí mustard) gây tác hại trên da, phổi, có thể bền vững trong môi trường trong nhiều thế kỷ; Nitrogen mustard, saxitoxin và ricin, đều là các chất độc trên hệ hô hấp và thần kinh, gây chết người. Các hoạt động quân sự đã gây ra ô nhiễm kim loại nặng, dầu mỏ, các chất nổ và nhiều chất độc hữu cơ nguy hiểm vào đất. 

Bên cạnh chiến tranh hóa học, chiến tranh sinh học cũng là nguồn sinh nhiều chất ô nhiễm vào đất, đưa các vi khuẩn gây bệnh, virus, chất độc vào đất, nước ngầm. 

3.5 Một số hiện tượng suy thoái đất khác 

Ngoài các hiện tượng ô nhiễm đất do tác nhân chất thải rắn nguy hại, còn nhiều dạng suy thoái đất do tác nhân vật lý và hóa học khác. Một số hiện tượng ô nhiễm điển hình được liệt kê sau đây. 

3.5.1 Xói mòn đất 

Nước, gió, đá và các tác nhân khác gây xói mòn đất. Nước và gió là hai tác nhân làm di chuyển đất từ nơi này đến nơi khác nhiều nhất. Nước mưa làm lỏng liên kết giữa các hạt đất, làm cho chúng dễ bị vận chuyển bởi dòng nước. Gió làm lỏng liên kết giữa các hạt đất và thổi nó bay xa, đặc biệt là đất khô. Xói mòn đất là quá trình xảy ra tự nhiên, gia tăng bởi các hoạt động của con người như nông nghiệp, phá bỏ cây để làm đường, làm nhà, phá rừng làm rẫy... 

Xói mòn đất làm giảm lượng đất và giảm sự phát triển của cây. Xói mòn làm mất dinh dưỡng của đất, giảm năng suất cây trồng, do đó cần phải bổ sung dinh dưỡng cho đất. 

Xói mòn đất gây ảnh hưởng tới tài nguyên thiên nhiên. Các chất lơ lửng theo nước, gió đi tới các dòng sông, suối, hồ làm ảnh hưởng đến chất lượng nước và các sinh vật sống trong đó. Nếu các chất lơ lửng này có dư lượng thuốc trừ sâu, nó làm ô nhiễm nước. Khi phá rừng làm thủy điện, xói mòn đất gia tăng làm lượng chất lơ lửng ở đập cũng gia tăng và sẽ làm giảm năng suất sản xuất điện. 

Xói mòn làm vấn đề nghiêm trọng trên toàn cầu, ước tính khoảng 83 tỉ tấn đất mặt. Xói mòn đất nghiêm trọng ở châu Á, châu Phi, Trung và Nam Mỹ. Ở Trung Quốc và Ấn Độ, khoảng 5,5 tỉ tấn đất và 6,6 tỉ tấn đất xói mòn hàng năm. Hai quốc gia này chiếm tới 13% tổng đất trên toàn thế giới, nuôi sống 2,5 tỉ người, hơn 37% dân số thế giới. Trồng cây là cách giảm xói mòn đất hiệu quả, lá cành và rễ cây giúp giữ đất. 

3.5.2 Suy giảm chất khoáng dinh dưỡng 

Trong hệ sinh thái tự nhiên, vòng luân chuyển của các khoáng chất thiết yếu từ đất vào sinh vật, đặc biệt là thực vật hấp thu qua rễ. Khi các sinh vật này chết, vi sinh vật sẽ phân hủy chúng và giải phóng các chất dinh dưỡng lại vào đất để cung cấp cho các sinh vật khác. Hệ thống nông nghiệp can thiệp vào vòng tuần hoàn này khi thu hoạch mùa màng. Phần còn lại của cây trồng sau thu hoạch bị loại bỏ ra khỏi vòng tuần hoàn. Nó không bị phân hủy để giải phóng lại chất dinh dưỡng vào đất. Dần dần đất trồng trọt sẽ bị giảm màu mỡ. 

Trên thế giới, hơn 1 tỉ người phải sử dụng đất nông nghiệp năng suất thấp, không đáp ứng nhu cầu của họ. Nhiều nguyên nhân dẫn tới hiện tượng này gồm phương pháp trồng trọt không bền vững, xói mòn đất, sa mạc hóa. Ngoài ra dân số thế giới tăng nhanh làm trầm trọng hơn vấn đề về đất trên toàn thế giới. 

3.5.3 Sa mạc hóa 

Suy thoái chất lượng đất rừng, đất màu mỡ thành sa mạc một phần bởi xói mòn đất, phá rừng, trồng trọt và chăn thả gia súc không kiểm soát. Để tái sử dụng đất cần thời gian dài. Sa mạc hóa thường hay xảy ra ở đất đồng cỏ. Có có hệ rễ chùm, giữ đất tốt, giảm xói mòn đất. Động vật ăn cỏ ăn phần lá mềm, còn phần rễ tiếp tục phát triển để cây sinh trưởng. Việc di chuyển của gia súc làm cho đất được xới lên, tạo điều kiện cho nước mưa thấm xuống hệ rễ của cây cỏ. Khi chăn thả gia súc ở mức độ vừa phải sẽ làm tăng tính đa dạng của cây cỏ. Khi bị khai thác quá mức, cây cỏ bị chết và phần đất bị bỏ lại rất dễ bị xói mòn. Đôi khi các loại thực vật khác có khả năng chịu được đất nghèo dưỡng chất sẽ xâm chiếm khu đất. Hầu hết đất đồng cỏ trên thế giới nằm ở khu vực có các giai đoạn khô kéo dài tự nhiên. Khi chăn thả quá sức chịu đựng của đồng cỏ kèm với khô hạn kéo dài, đất đồng cỏ đã từng màu mỡ sẽ bị chuyển thành sa mạc. Sự suy giảm lượng cỏ phủ trên bề mặt sẽ làm cho gió có khả năng xói mòn đất. Kể cả khi có mưa, suy thoái đất trên diện rộng khó làm cho đất này hồi phục được. Xói mòn do nước loại bỏ phần đất mặt còn lại, cát hình thành nên các đụn cát. Quá trình này tiếp diễn, tạo nên các điều kiện đất đai không phì nhiêu giống như sa mạc trên vùng đất trước đây năng suất gọi là quá trình sa mạc hóa. Nó làm giảm năng suất nông nghiệp, giảm giá trị kinh tế của đất. Trên thế giới, sa mạc hóa có xu hướng gia tăng. Tính đến giữa những năm 1990, Liên Hợp quốc ước tính khoảng 3560 km² đất đã biến thành sa mạc. Đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa hiểu hết về sa mạc hóa và các quá trình liên quan. 

Sự suy giảm năng suất ở các vùng đất bị sa mạc hóa dẫn tới không đủ cung cấp lương thực cho người dân và họ di cư đi nơi khác. Theo ước tính của Chương trình môi trường Liên Hợp quốc, khoảng 135 triệu người trên thế giới phải di chuyển chỗ ở do sa mạc hóa. Ngân hàng thế giới ước tính sa mạc hóa làm thiệt hạt 42,3 tỉ đô la Mỹ. Điều này cho thấy cần có các chương trình về hệ thống nông nghiệp bền vững ở các vùng đất khô. 

3.5.4 Mặn hoá 

Đất hình thành ở vùng sa mạc và bán sa mạc thường có nồng độ các chất vô cơ cao tự nhiên. Ở những vùng này, lượng nước đến vùng đất thấp là nhỏ, do ít mưa, nước bốc hơi nhanh để lại muối. Ngược lại, ở vùng khí hậu ẩm ướt có đủ lượng mưa để rửa trôi muối ra khỏi đất và vào đường nước, nước ngầm. 

Tưới tiêu trong nông nghiệp thường dẫn đến tăng lượng muối, còn được gọi là mặn hóa do nước tưới tiêu chứa một lượng nhỏ muối. Việc sử dụng thường xuyên một loại nước năm này đến năm khác sẽ dẫn đến sự tích tụ các muối. Khi nước bay hơi, các muối này ở lại trong đất, thường là ở các lớp trên của đất, lớp đất quan trọng cho nông nghiệp. Theo thời gian, muối có thể đạt đến nồng độ gây độc cho cây trồng hoặc rễ cây bị mất nước. Hoặc khi đất ngập nước, lực mao dẫn sẽ đưa muối từ nước ngầm đến bị mặt đất, ngưng tụ lại dưới dạng các hạt muối. 

Bên cạnh đó, giảm lượng mưa do biến đổi khí hậu, thay đổi dòng chảy của nước do khai thác làm đập thủy điện đã làm tăng nguy cơ xâm nhập mặn. Nước biển dâng cũng gây ngập mặn ở một số vùng đất thấp như Đồng bằng sông Cửu Long gây mặn hóa. 

3.6 Vai trò của rừng với việc bảo vệ tài nguyên đất 

Rừng, hệ sinh thái quan trọng cung cấp nhiều sản phẩm và dịch vụ cho xã hội con người, chiếm khoảng 1/4 tổng diện tích đất. Khai thác gỗ từ rừng làm nhiên liệu, xây dựng. nguyên liệu sản xuất giấy... Rừng cung cấp hạt, nấm, quả, dược liệu và cung cấp công việc cho hàng triệu người trên thế giới. Nó cung cấp nơi nghỉ ngơi và thư giãn cho con người. 

Rừng cung cấp hàng loạt các dịch vụ sinh thái có lợi. Rừng điều hòa khí hậu của địa phương và khu vực. Nếu đi vào rừng vào một ngày mùa hè nóng sẽ thấy không khí trong rừng mát hơn và ẩm hơn bên ngoài rừng. Đó là do quá trình hấp thu và hô hấp sinh học. Nước từ đất được hấp thu bởi rễ, vận chuyển qua cây, bốc hơi qua lá và rễ. Nhờ đó cung cấp hơi ẩm hình thành mây, gây mưa. Do đó, rừng giúp bảo đảm mưa ở địa phương và khu vực. Rừng đóng vai trò quan trọng trong vòng địa sinh học toàn cầu như chu trình carbon, nitơ. Cây xanh quang hợp loại bỏ một lượng lớn CO2, từ khí quyển và chuyển hóa thành các hợp chất carbon. Rừng là nơi lưu giữ CO2 giúp điều hòa khí hậu. Đồng thời rừng sinh ra O2. Rễ cây giữ đất, giảm xói mòn và sạt lở. Rừng bảo vệ nước đầu nguồn vì nó hấp thụ, giữ và từ từ giải phóng nước. Sự điều hòa dòng chảy này giúp điều hòa dòng chảy ở hạ lưu, ngay cả trong thời kì khô hạn và giúp kiểm soát lũ và hạn hán. Rừng loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi nước, cải thiện chất lượng. Thêm nữa, rừng cung cấp môi sinh cho nhiều sinh vật như động vật có vú, bò sát, lưỡng cư, cá, côn trùng, nấm, rêu, dương xỉ, cây lá kim và các loại cây khác. 

Vấn đề nghiêm trọng của rừng là suy thoái rừng. Theo FAO, từ năm 2000 đến năm 2005, diện tích rừng đã giảm 36 triệu hecta. Trung bình một năm mất 0,2% diện tích rừng. Nguyên nhân suy thoái rừng gồm cháy rừng gây bởi hạn hán, hoạt động phá rừng làm rẫy, mở rộng nông nghiệp, xây dựng đường trong rừng, thu hoạch cây, côn trùng và do bệnh tật. 

Việc suy thoái rừng làm giảm sự màu mỡ của đất do mất nhanh các khoáng chất dinh dưỡng thiết yếu. Sự xói mòn không kiểm soát làm ảnh hưởng đến sản xuất điện vì các chất rắn sẽ tích tụ ở đập nước. Bên cạnh đó, nó còn đi theo dòng chảy xuống dưới, gây hại cho cá và các sinh vật sống trong nước. Ở những khu vực khô hạn hơn, suy thoái rừng dẫn tới việc hình thành sa mạc. Khi rừng bị phá, toàn bộ diện tích nước bề mặt chảy vào sông và suối sẽ tăng. Vì rừng không còn điều hòa dòng chảy, những khu vực bị ảnh hưởng sẽ thay đổi chu kì lũ và hạn hán. Suy thoái rừng góp phần vào thay đổi khí hậu trong khu vực. Khi một phần lớn rừng bị loại bỏ, nước mưa giảm, có thể nhiều đợt hạn hán xảy ra. Suy thoái rừng còn có thể làm làm gia tăng sự tuyệt chủng của một số loài, tăng nhiệt độ trái đất, acid hóa đại dương và các thay đổi toàn cầu khác do giải phóng carbon ở trong cây ra khí quyển dưới dạng CO2. 

4 Xử lý chất thải rắn

Trong số các chất thải từ hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người, loại chất thải có khối lượng lớn và nguy cơ ô nhiễm môi trường đất cao là chất thải rắn. 

Chất thải rắn là vấn đề mà nhiều quốc gia, đặc biệt là các quốc gia đã phát triển phải đối mặt. Mặc dù nhiều sản phẩm có thể được sửa chữa, tái sử dụng hoặc tác chế nhưng vẫn bị vứt bỏ. Nhiều sản phẩm chỉ sản xuất để sử dụng một lần. Đồ bao gói cũng được sử dụng nhiều hơn. Lượng chất thải rắn được sinh ra nhiều hơn nhưng không gian để vứt bỏ chúng thì hạn chế, do vậy đây là một vấn đề lớn của xã hội hiện đại. 

Mỹ là quốc gia sinh lượng chất thải rắn bình quân đầu người lớn nhất trên thế giới. Mỗi người ở Mỹ sinh ra khoảng 2,1 kg chất thải rắn một ngày, tương ứng với 257 triệu tấn trong năm 2007. Một người dân Thụy Điển sinh ra trung bình 1,3 kg chất thải rắn một ngày (năm 2015). Lượng chất thải rắn phát sinh ở Việt Nam năm 2009 là 28 triệu tấn, năm 2015 đạt khoảng 44 triệu tấn. 

4.1 Phân loại chất thải rắn 

Chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn thải như từ sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ. Đô thị là nơi tập trung đông dân cư, lượng chất thải sinh ra lớn. Chất thải rắn từ đô thị được gọi chung là chất thải rắn đô thị (CTRĐT), là hỗn hợp gồm nhiều loại khác nhau như giấy, nhựa, chất thải thực phẩm, cao su, da, vải, gỗ, thủy tinh... Tỷ lệ của các nhóm chính thay đổi theo thời gian. Chất thải rắn hiện nay có nhiều giấy và Nhựa hơn, nhưng ít thủy tinh và thép hơn. Ở Mỹ, CTRĐT chiếm tỉ lệ tương đối nhỏ so với lượng chất thải rắn được sản xuất (khoảng 2% tổng lượng chất thải rắn). Các nguồn khác sinh chất thải rắn là khai thác mỏ (khoảng 75%), nông nghiệp (khoảng 13%) và công nghiệp (khoảng 2%). Ở Thụy Điển, lượng chất thải rắn sinh hoạt chiếm khoảng 2,5%. Ở Việt Nam, theo thống kê năm 2004, CTRĐT chiếm khoảng 42 - 46%, chất thải công nghiệp chiếm khoảng 17%. Tuy vậy các số liệu thống kê ở Việt Nam là còn chưa đầy đủ, chủ yếu ở khu vực đô thị và các khu công nghiệp. 

Chất thải rắn được chia thành chất thải rắn thông thường và chất thải nguy hại. Chất thải rắn nguy hại là các chất thải rắn gây nguy hiểm cho sức khoẻ con người và môi trường. Một số chất thải nguy hại và nguồn thải của chúng được nêu trong bảng 3.1. 

Theo EPA, một chất thải rắn được coi là nguy hại khi nó có chứa các chất nằm trong danh mục các chất thải nguy hại hoặc thể hiện tính chất nguy hại như dễ cháy nổ, ăn mòn, có khả năng phản ứng, có độc tính. 

- Dễ cháy nổ: các chất có nguy cơ gây cháy trong quá trình lưu giữ, vận chuyển, loại bỏ. 

- Ăn mòn: chất ăn mòn kim loại hoặc các chất liệu khác hoặc gây bỏng rát da. Các chất thể hiện tính chất này thường là những chất lỏng có pH dưới 2 hoặc trên 12,5. Vi dụ: acid acetic băng, Kali hydroxid, natri hydroxid... 

- Có khả năng phản ứng; không ổn định ở điều kiện thương, là các chất gây nổ, hơi độc, khí hoặc hơi khi đun nóng, nên hoặc trộn với nước. Ví dụ: Nitroglycerin ở dạng tinh khiết... 

- Có độc tính: chứa các chất hữu cơ độc hoặc kim loại nặng như Crom, chì, thủy ngân, cadmi, chất phóng xạ... 

Bảng 3.1. Một số chất thải rắn nguy hại và nguồn thải 

4.2 Quản lý và xử lý chất thải rắn 

Trước đây, chất thải rắn được xem là phế thải không còn được sử dụng nữa nên bị loại bỏ. Ngày nay rác đang được coi là một tài nguyên và cần quản lý phù hợp. Tiêu chí của việc quản lý chất thải là giảm lượng rác, giảm lượng rác nguy hại, phân loại rác tốt để tái chế rác một cách tối đa, thu hồi năng lượng và loại bỏ phù hợp để giảm tác hại của rác và xử lý rác. Tiêu chí này được thể hiện ở phương châm 3R (reduce, reuse, recycle - giảm sử dụng, tái sử dụng, tái chế). Một số quốc gia còn có phương châm 4R sung thêm “refuse” - từ chối sử dụng). 

Để quản lý chất thải rắn tốt, việc phân loại là rất quan trọng. Đầu tiên, rác thải được phân loại thành rác thải thông thường và rác thải nguy hại. Phân loại này nên được thực hiện tại nguồn thải (tại các hộ gia đình, các cơ sở sản xuất...). Ở một số nước châu  u như Thụy Điển, việc phân loại rác thải thành rác thải thông thường và rác thải nguy hại tại nguồn thải là bắt buộc. Các rác thải thông thường có thể được phân loại tiếp thành các nhóm có thể tái sử dụng được, tái chế được, có thể phân hủy sinh học, có thể tái sinh năng lượng và nhóm khác. Chiến lược phân loại rác của các quốc gia có điểm khác nhau. Ở một số quốc gia như Thụy Điển, Đan Mạch và một số nước châu  u khác, rác thải được phân loại chi tiết tại nguồn thải. Ở một số quốc gia khác như Mỹ, rác thải được phân loại sơ bộ ở hộ gia đình, sau đó được tập kết và phân loại cụ thể hơn ở trung tâm phân loại rác thải. Ở Việt Nam hiện nay việc phân loại rác thải còn chưa hiệu quả. Chất thải sau đó được vận chuyển, thu gom đến các địa điểm tập kết. Các chất thải hại có thể được thu gom bởi nhà sản xuất. Các chất thải có thể tái sử dụng nên được tiếp tục sử dụng. Có nhiều hình thức để thực hiện việc tái sử dụng, ví dụ như cửa hàng thu gom, thu mua những đồ tái sử dụng được như quần áo, sách báo, đồ dùng gia đình và bán lại cho người khác. Các chất thải có thể tái chế như giấy, thủy tinh và kim loại sẽ được chuyển đến những nhà máy tái chế. Chiến lược tái sử dụng, tái chế tối đa đang được nhiều nước tiến bộ trên thế giới đẩy mạnh nhằm giảm lượng rác thải phát sinh và lượng rác thải cần xử lý. Năm 2015 Thụy Điển đã tái chế 1.652.710 tấn rác thải, chiếm 35,1% lượng rác thải sinh hoạt được thu gom. 

Các chất thải thông thường khác không tái sử dụng, tái chế được thì sẽ được xử lý bằng biện pháp phù hợp. Với các rác thải hữu cơ có thể phân hủy sinh học thì áp dụng xử lý bằng vi sinh vật để sản xuất phân bón. Các chất thải có thể đốt cháy để sinh năng lượng thì sẽ được đốt cháy. Các chất thải không áp dụng được biện pháp xử lý nào khác thì sẽ được chôn lấp. Để áp dụng được những biện pháp xử lý phù hợp với các đối tượng chất thải rắn, yêu cầu bước phân loại phải rất chính xác. Thông thường nếu các chất thải không được phân loại thì chúng sẽ được chôn lấp hoặc đốt cháy. 

4.2.1 Xử lý bằng vi sinh vật 

Rác hữu cơ như các cành cây, lá, chất thải thực phẩm, chất thải nông nghiệp là một trong những thành phần chính trong chất thải rắn. Khi không gian cho hố chôn chất thải ngày càng thu hẹp, một cách khác loại bỏ các loại rác này là chuyển chúng vào đất bằng cách ủ. Đây là biện pháp mới trong xử lý các chất thải rắn và trở nên khá phổ biến ở châu  u. Trong năm 2015, Thụy Điển xử lý sinh học hơn 728.000 tấn chất thải rắn (chiếm 15,5% tổng lượng rác thải thu gom). Ở Mỹ, trong năm 2013 đã có 87.000.000 tấn rác được tái chế và xử lý sinh học, chiếm 34,3% tổng lượng rác thu gom. 

Chất thải rắn chứa nhiều chất thải hữu cơ, nếu được ủ sẽ giảm nhu cầu chôn lấp (giấy, rác vườn, chất thải thực phẩm, gỗ). Giai đoạn đầu của việc ủ rác thường diễn ra khá nhanh, trong 3 - 4 ngày với các điều kiện độ ẩm, tỷ lệ carbon/nitơ được kiểm soát và điều chỉnh tối ưu. Quá trình phân hủy được thực hiện bởi hàng tỉ vi khuẩn, nấm, chuyển các hợp chất hữu cơ thành CO2, nước và mùn. Quá trình này còn sinh nhiệt và tiêu diệt một số loài vi khuẩn gây bệnh. Sản phẩm của giai đoạn này được tiếp tục ủ ngoài trời trong vài tháng và được đem vào sử dụng. Ủ phân giúp cải thiện độ màu mỡ ở các vùng đồng cỏ, đất rừng và các khu đất đã khai thác hầm mỏ. 

Các vấn đề liên quan đến việc ủ chất thải rắn là sự có mặt của dư lượng thuốc trừ sâu và kim loại nặng. Thuốc trừ sâu được sử dụng ở các khu vực ngoại ô và thành thị sẽ có mặt trong các nguyên liệu cho quá trình ủ phân như lá, cỏ, các rác thải khác. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu đã chỉ ra hầu hết các chất bảo vệ thực vật được phân hủy bởi vi khuẩn và nấm trong quá trình ủ hoặc bị bẻ gãy thành các phân tử nhỏ hơn bởi nhiệt độ cao trong nồi ủ. 

Vấn đề đáng lo hơn là sự xuất hiện các kim loại nặng như chì và cadmi tử việc ủ các nước thải có chứa kim loại này và các sản phẩm như pin. Có hai cách để làm giảm ô nhiễm kim loại nặng là phân loại các chất thải kim loại nặng trước khi cho vào ủ và yêu cầu các nhà máy xử lý chất thải công nghiệp trước khi ra hệ thống xử lý chung. 

4.2.2 Đốt cháy 

Khi các chất thải rắn bị đốt cháy, thể tích của khối chất thải rắn giảm tới 90%. Hơn nữa, việc thiêu đốt sinh ra nhiệt và có thể được sử dụng để sản xuất điện. Ở Mỹ, tuy năm 1970 chỉ có dưới 1% rác thải được thiêu đốt nhưng trong năm 2014 có 33.000.000 tấn rác thải đã được đốt cháy, chiếm khoảng 12,8% tổng lượng rác thu gom. Châu  u thu hồi năng lượng từ thiêu đốt 27% tổng lượng rác thu gom. Ở Thụy Điển, trong năm 2015 đã có 48% lượng rác thải được đốt để thu năng lượng. Các lò thiêu đốt sinh năng lượng phát thải ra ít CO2 hơn so với việc sản xuất điện bằng đốt than đá. Một mô hình lỏ đốt chuyển rác thành năng lượng được mô tả như hình 3.2. 

 Một vật liệu nên được loại bỏ trước khi thiêu đốt rác như thủy tinh, thức ăn thừa, pin, bóng đèn... Thủy tinh không chảy, khi nó nóng chảy thì rất khó để loại ra. Thực phẩm thừa có thể cháy nhưng độ ẩm cao của nó làm giảm hiệu suất đốt cháy. Đốt cháy pin, bóng đèn có thể sinh ra thủy ngân. Loại vật liệu phù hợp nhất cho thiêu đốt là giấy, plastic và cao su. Giấy chảy nhanh và sinh lượng nhiệt lớn do đó nhiều nghiên cứu cho rằng chuyển rác thành năng lượng có thể cho hiệu quả kinh tế và môi trường tốt hơn tái chế. Tuy nhiên vẫn có nguy cơ giải phóng các chất độc hại trong mực và giấy ra môi trường như dioxin. Đốt chất dẻo sinh ra nhiễu nhiệt. Đốt 1 kg chất dẻo cho lượng nhiệt tương đương với 1 kg dầu đốt. Với lốp cao su, cách tốt nhất là thiêu đốt vì sinh một lượng nhiệt lớn và ít chất ô nhiễm. Khoảng 45% lượng lốp thải ra hàng năm được thiêu đốt. 

Tuy nhiên việc đốt rác cũng nảy sinh nhiều vấn đề, đặc biệt là nguy cơ gây ô nhiễm không khí do sinh các chất ô nhiễm nguy hại như CO, hạt, kim loại nặng như thủy ngân và các vật liệu nguy hại khác nên cần sử dụng các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí. Do đó chi phí lắp đặt, vận hành lò đốt khá cao. 

Các lò thiêu đốt sinh ra lượng tro lớn cần được xử lý phù hợp. Có hai loại tro: tro đáy và tro bay. Tro ở đáy là tro còn lại ở đáy lò khi quá trình cháy kết thúc, thường chứa kim loại nặng. Tro bay là tro ở trong ống khói, thường có chứa nhiều chất nguy hại gồm kim loại nặng và dioxin. Tro bay cần được xử lý bằng các thiết bị kiểm soát ô nhiễm. Tro đáy cần được xử lý đúng cách, thường được tập kết để chôn lấp. 

Thiêu đốt chất thải y tế và chất thải sinh hoạt là nguồn sinh từ 75 - 90% lượng dioxin ở Mỹ. Ở Nhật, nơi có khoảng 75% lượng chất thải rắn được thiêu đốt, lượng dioxin trong không khí cao gấp 10 lần các quốc gia phát triển khác. 

4.2.3 Chôn lấp 

Các rác thải có thể được chuyển sang bãi chất thải hoặc hố chôn chất thải. Cách thức cũ là đổ rác ra bãi rác. Đây là cách làm dễ vì chỉ cần một khu đất trống là sẽ có thể có một bãi rác được hình thành. Các bãi rác thải lộ thiên, do đó không hợp vệ sinh, có mùi hôi thối. Đây là môi trường cho các loài truyền bệnh như chuột, ruồi phát triển. Khi các vi sinh vật phân hủy các chất thải rắn chúng giải phóng methan ra khí quyển, có nguy cơ xảy ra cháy. Bên cạnh đó, việc phân hủy rác không thể kiểm soát được có thể sinh ra nhiều chất độc hại. Nước mưa, nước rác hòa tan chất độc hại khi đi khối chất thải rắn và thấm xuống đất, thâm nhập ra nước mặt và nước ngầm gây ô nhiễm các môi trường này. Ngày nay, ở các nước đã phát triển, các bãi rác thải ngoài trời đã được thay thế bởi các hố chôn hợp vệ sinh. Một mô hình hố chôn rác thải được mô tả như hình 3.3.

Các hố chôn hợp vệ sinh khác các bãi rác ngoài trời ở chỗ các chất thải được đặt vào trong hố, nén lại và phủ bởi một lớp đất mỏng. Quy trình này giảm thiểu số lượng chuột và các vật truyền bệnh khác, giảm nguy cơ cháy và giảm mùi. 

Nếu hố chôn rác thải được vận hành theo đúng hướng dẫn, nó sẽ không gây ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Các lớp đất sét nén và các tấm nhựa ở đáy các hố chôn ngăn ngừa nước rác thấm vào nước ngầm. Các hố chôn rác thải mới hiện đại sử dụng hệ thống phức tạp để thu nước rác (leachate) và khí hình thành từ quá trình phân hủy. 

Vị trí đặt hố chôn rác thải cần dựa trên vị trí địa lý, đặc tính thoát nước, đất, nước ' ngầm. Hố chôn rác thải cần được đặt xa trung tâm dân cư, dễ lưu thông. Thiết kế cần chú ý tới khí hậu của khu vực như lượng mưa, băng tan và nguy cơ ngập lụt. Mỹ là một trong những quốc gia chôn lấp nhiều rác thải nhất. Năm 2014, Mỹ chôn lấp 136.000.000 tấn rác thải trong tổng số 258.000.000 tấn rác thu gom, chiếm, chiếm khoảng 52,7%. : Các nước châu  u chôn lấp khoảng 28%. Một số quốc gia có tỷ lệ chôn lấp rất thấp, vi dụ: Thụy Điển chi chôn lấp 38.300 tấn rác thải trong tổng số 4.703,790 tấn rác thải sinh hoạt được thu gom năm 2015, chiếm 0,8%. 

Nhiều vấn đề môi trường khác phát sinh từ việc chôn lấp rác thải. Một vấn đề là sự hình thành và giải phóng methan bởi các vi sinh vật phân hủy hợp chất hữu cơ hiếm khí. Khí methan sinh ra len lỏi qua lớp rác và tích tụ ở các túi khí dưới đất, có thể gây nổ. Thậm chí khí methan có thể xâm nhập vào tầng hầm của các nhà gần khu chôn lấp, Thường thì người ta thu lấy các khí này và đốt. Hiện nay người ta sử dụng khí này để chuyển thành năng lượng. 

Một vấn đề khác là khả năng ô nhiễm nước mặt và nước ngầm do nước rác. Rác thải có thể chứa nhiều hóa chất nguy hiểm như kim loại nặng, thuốc bảo vệ thực vật, các hợp chất hữu cơ có thể ngấm ra nước ngầm và nước mặt, nước rác cần được thu lại và xử lý ngay cả khi bãi chôn chất thải đã đóng cửa. 

Ngoài ra các chất dẻo, một trong những thành phần có số lượng gia tăng trong rác thải đô thị, khi được đưa ra hố chôn rác thải sẽ tồn tại rất lâu mà không bị phân hủy do chúng bền về mặt hóa học và sinh học. Mặc dù có thể cấm sản xuất, sử dụng một số loại chất dẻo như polyvinyl clorid và sử dụng một số loại nhựa có khả năng phân hủy sinh học, quang học nhưng điều kiện môi trường ở các hố chôn rác thải có thể không đủ để sự phân hủy này xảy ra. Một trong những vật liệu khó xử lý nữa là cao su. Những lốp xe này được làm từ Cao Su lưu hóa, không thể bị đun chảy và tái sử dụng. Việc thải lốp xe ra hố chôn rác thải là vấn đề khá nghiêm trọng vì lốp xe to và nhẹ thường có xu hướng di chuyển lên trên. Sau một thời gian nó sẽ lên trên bề mặt các hố chôn rác thải. Những lốp xe này là chất dễ cháy, và khi cháy khó dập tắt. Ngoài ra lốp xe cũ giữ nước môi trường sinh sôi cho muỗi. 

Hố chôn rác thải không phải là giải pháp vĩnh viễn cho việc xử lý rác vì chúng sẽ đẩy lên. Khi hố chôn rác thải đã đầy, việc đóng cửa chúng cũng khá tốn kém. Vì khả năng gây ô nhiễm nước ngầm và nổ khí ga vẫn có nguy cơ xảy ra sau một thời gian dài, Cục bảo vệ Môi trường của Mỹ đã yêu cầu theo dõi hố chôn thêm 30 năm sau khi đóng cửa. Ngoài ra không được xây nhà trên vùng đất này sau nhiều năm. 

4.2.4 Quản lý chất thải nguy hại 

Cách thức tốt nhất hiện nay trong quản lý các chất thải độc hại đang được sinh ra là giảm phát thải tại nguồn (giảm sử dụng - giảm phát thải), chuyển chúng thành các chất đỡ nguy hiểm hơn và lưu trữ dài hạn. Với những chất thải rắn độc hại đã được sinh ra và chưa được loại bỏ đúng cách, chúng gây ô nhiễm đất. Việc xử lý đất ô nhiễm sẽ được trình bày ở phần sau. Phần này chỉ đề cập đến việc quản lý những chất thải nguy hại đang được sinh ra. Khoảng 2,7 triệu tấn chất thải nguy hại được sinh ra ở Thụy Điển năm 2014. 

Với chất thải nguy hại phát sinh từ nguồn sinh hoạt, cách thức hiệu quả nhất là giảm thiểu thải tại nguồn - giảm lượng chất nguy hại dùng trong các quá trình công nghiệp và thay thế bằng các vật liệu ít độc hại hơn và không độc hại. Do đó ngành công nghiệp hóa học xanh trở nên ngày càng quan trọng. Ví dụ thay thế các dung môi hữu cơ chứa clor dùng trong công nghiệp điện tử, cách nhiệt và tảy rửa bằng các dung môi thận thiện hơn, vừa đem lại lợi ích môi trường và đem lại lợi ích kinh tế do không phải lắp đặt hệ thống kiểm soát. Tuy nhiên dù có giảm thiểu sử dụng đến mức nào đi nữa, rác thải độc hại vẫn được sinh ra. 

Rác thải nguy hại sau khi được thu gom cần được tiền xử lý để tách các chất độc hại ra để xử lý riêng. Các chất thải nguy hại thường giảm độc tính qua các quá trình hóa học, vật lý, sinh học, tùy thuộc vào bản chất rác thải nguy hại. Một phương pháp là giảm độc chất độc hại là thiêu đốt ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ cao giảm độc tính của nhiều chất như thuốc trừ sâu, PCBs, dung môi hữu cơ, phân giải chúng thành các sản phẩm không độc như nước, CO2. Tro sinh ra từ việc thiếu đốt là độc hại và cần được thu gom vào hố chôn chất thải thiết kế riêng cho các chất nguy hại. Các lò đốt truyền thống chỉ cho nhiệt độ đến 2.000°C. Hiện nay có những lò đốt hiện đại dùng plasma, cho nhiệt độ cao đến 10.000°C. Ở nhiệt độ này hầu hết các chất thải được chuyển thành các khí không độc. 

Phần còn lại của rác thải có thể được tái sử dụng, tái chế hoặc xử lý như chất thải thông thường. Tái chế sẽ làm giảm lượng nguyên liệu thô và giảm lượng rác cần xử lý. Tuy nhiên cần lưu ý việc lưu trữ các chất thải này. Nếu không thì sẽ dẫn đến tràn đổ, rò rị, cháy, ô nhiễm đất và nước uống. Do đó cần tuân thủ các hướng dẫn để tái chế an toàn. Ví dụ với các chất thải điện tử, sau khi loại bỏ phần độc hại, có thể thu hồi kim loại như nhôm, đồng, sắt, vàng, bạc... Vỏ nhựa có thể được thiêu đốt để thu năng lượng. Các bóng đèn tuýp có thủy ngân sau khi loại bỏ thủy ngân, có thể tái sử dụng các chất liệu huỳnh quang, thu hồi kim loại, đốt cháy nhựa, tái sử dụng thủy tinh... 

Các chất thải nguy hại được sinh ra mặc dù đã áp dụng biện pháp giảm thải mà không hết độc tính cần được lưu trữ dài hạn. Các hố chôn rác thải nguy hại có tiêu chuẩn môi trường và thiết kế chặt chẽ. Các hố chôn này cần được đặt xa khu dân cư, nước, suối, đầm lầy. Đáy và cạnh của hố chôn chất thải cần được bao bằng đất sét và chất dẻo mật độ cao để ngăn chặn sự thất thoát ra nước ngầm và nước mặt. Nước rác cần được thu lại và xử lý để loại bỏ các chất ô nhiễm. Theo dõi chặt chẽ để đảm bảo không có sự thất thoát chất độc hại ra ngoài. Chỉ các chất thải rắn hóa học (không phải chất lỏng) đã được tiền xử lý giảm độc tính hết mức có thể rồi mới được chấp nhận thải vào hố chôn rác thải nguy hại. Các hóa chất này cần được bọc lại kín trước khi đổ vào bãi chất thải. 

Chỉ ít hố chôn chất thải được chứng nhận đủ tiêu chuẩn nhận các rác thải nguy hại. Kết quả là phần nhiều chất thải rắn nguy hại vẫn đổ ở hố chôn rác thải thông thường, thiêu đốt mà thiếu các thiết bị kiểm soát ô nhiễm. 

Một vài chất thải lỏng nguy hại như các dung môi hữu cơ, nhiên liệu, chất dễ cháy nổ, thuốc trừ sâu đang được lưu trữ trong lòng đất ở các giếng sâu. Những giếng này sâu tới các lớp đá hàng vài trăm mét dưới bề mặt trái đất. Các giếng này cần đặt ở các vị trí không gây nguy cơ ô nhiễm nước ngầm. 

4.2.5 Xử lý đất ô nhiễm chất thải nguy hại 

Trên thực tế chúng ta có công nghệ xử lý đất bị nhiễm chất thải nguy hại nhưng cực kỳ tốn kém. Đất nhiễm chất thải nguy hại có thể được xử lý tại chỗ (in situ) hoặc di chuyển ra khu vực khác để xử lý (ex situ). Có nhiều cách thức để cải tạo đất ô nhiễm chất nguy hại, được chia thành các kỹ thuật hóa lý và sinh học. Các kỹ thuật hay dùng được thể hiện trong sơ đồ sau (hình 3.4). 

- Xử lý hóa lý 

Mục đích của kỹ thuật này là thay đổi môi trường hóa học, ngăn ngừa phát tán các chất độc ra môi trường. 

 - Xử lý sinh học 

Hiện nay một số phương pháp sử dụng tác nhân sinh học như vi sinh vật và cây trồng đang được phát triển để xử lý đất 0 nhiễm. Xử lý sinh học bằng vi sinh vật là sứ dụng vi khuẩn và các vi sinh vật khác để phân hủy các hợp chất nguy hại thành những sản phẩm ít độc hại hơn. Xử lý dùng thực vật là sử dụng các cây trồng để hấp thu các chất độc hại từ đất và lưu giữ các chất độc hại trong cây hoặc cố định các chất ô nhiễm trong đất. Sau đó các cây này sẽ được xử lý như chất thải nguy hại. 

- Ôn định/Đóng rắn 

Kỹ thuật này nhằm ổn định, giữ cố định các chất ô nhiễm trong đất bằng cách bọc chúng lại bằng một lớp rắn hoặc chuyển dạng làm giảm độ tan, giảm di chuyển, giảm độc tính. 

- Xử lý nhiệt 

Kỹ thuật này cho hiệu quả cao, làm bay hơi và phá hủy các chất ô nhiễm. Thưởng đun nóng đất ô nhiễm bằng lò nung đến nhiệt độ 400 - 700°C, sau đó xử lý nhiệt độ cao lò nung ở nhiệt độ 800 - 1200°C để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ dễ bay hơi. 

5 Chất thải rắn từ sản xuất dược phẩm và chất thải rắn y tế

5.1 Chất thải rắn từ sản xuất dược phẩm 

Nhiều chất thải được sinh ra từ nhiều hoạt động trong quá trình sản xuất dược phẩm. Các sản phẩm hết hạn hoặc không đạt chuẩn có thể được trả lại nhà sản xuất và cũng là một trong những nguồn sinh chất thải ở nhà máy sản xuất dược. Các chất thải được chia thành chất thải nguy hại và chất thải không nguy hại. Các chất thải gây nguy cơ ô nhiễm đất nhiều nhất là chất thải rắn, lỏng nguy hại. Nếu không được xử lý phù hợp nó sẽ là một nguồn ô nhiễm đất nghiêm trọng. 

5.1.1 Chất thải từ quá trình nghiên cứu phát triển sản phẩm 

Nhiều công ty dược có bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm. Các chất thải ở bộ phận này là dung môi thải, chất thải đáy (still bottom) và xác động vật thử nghiệm. 

Chất thải dung môi và chất thải đáy được xử lý bằng thiêu đốt theo hợp đồng hoặc tự thiêu đốt. 

Xác động vật thử nghiệm được xử lý thành những vật liệu có giá trị hoặc hoặc thiêu đốt. Các động vật lớn được xử lý thành những sản phẩm có ích như xương của chúng được dùng để tạo thức ăn. Động vật nhỏ thường được thiêu đốt, phần tro được chôn ở hố chôn rác thải. Nếu không được chôn lấp ngay thì nó phải được tiệt khuẩn bằng hơi nóng ẩm hoặc để đông đá. 

5.1.2 Chất thải từ quá trình tổng hợp hóa dược 

- Sản xuất hoạt chất hữu cơ 

Sản xuất các hoạt chất hữu qua con đường tổng hợp hóa dược sinh ra một lượng lớn các chất thải nguy hại và chất thải thông thường. 

Chất thải thải sinh ra từ quá trình này gồm dung môi hữu cơ chứa halogen và không chứa halogen, phần dư hóa chất hữu cơ, bùn sinh học (từ xử lý chất thải hữu cơ), kim loại nặng, các chất thải trơ như bánh lọc, giấy lọc. Một phần bùn sinh học và vật liệu trơ được xếp vào chất thải rắn thông thường, các chất thải khác là chất thải nguy lại. 

Quá trình tổng hợp, tinh chế sản phẩm này sử dụng nhiều dung môi, trong đó một lượng lớn thường được thu hồi lại để tái sử dụng (trên 95%). Chất thải dung môi được sinh ra từ sau bước thu hồi này. Thường các dung môi này được thiêu đốt. Các chất thải hóa học hữu cơ khác có thể được thiêu đốt hoặc chôn lấp. 

Trong quá trình sản xuất, kim loại nặng có thể được dùng làm xúc tác, chất oxy hóa và cũng có thể có thể là hoạt chất. Tuy nhiên số lượng sử dụng thường hạn chế. Chúng được xử lý chúng bằng cách bọc thành các khối và chôn lấp ở hố chôn riêng, đạt chuẩn. 

Các vật liệu trơ chứa nhiều loại chất thải khác nhau. Trong số đó 70% được coi là chất thải không nguy hại gồm chất trợ lọc, Than hoạt tính, và phân này thường được chôn lấp. Khoảng 30% còn lại là nguy hại vì dễ cháy, ăn mòn và độc hại. Thông thường chúng được chuyển thành chất không nguy hại hoặc giảm độc tính nhờ đốt cháy (do có dung môi), thiêu đốt. 

- Sản xuất hoạt chất vô cơ 

Thông thường các hoạt chất vô cơ được sản xuất từ các nhà phân phối cho các công ty dược. Chỉ một số hoạt chất được sản xuất bởi các công ty dược như các antacid. Chất thải từ quá trình này thường nằm trong nước thải. Chất thải rắn có thể là các phần bị bỏ như nhôm hydroxid, magnesi hydroxid và cần được chôn lấp. Một số chất thải khác có thể được sinh ra, ví dụ như ở một công ty dược của Mỹ đã sản xuất khối chất thải chứa 0,2% selen, 160.000 kg/năm. Chúng được chuyển thành dạng ít tan nhất là dạng muối sulfid và được chôn lấp ở hố chôn đạt chuẩn. 

5.1.3 Chất thải từ quá trình lên men 

Trong các quá trình sản xuất dược phẩm, quá trình sản xuất bằng kỹ thuật lên men cho khối lượng chất thải dược phẩm lớn nhất. Trong quá trình sản xuất này, kháng sinh là sản phẩm phụ từ quá trình sinh trưởng của vi khuẩn. Chất thải sinh ra từ quá trình này được gọi là chất thải lên men (mycelia), chất dinh dưỡng dư thừa và dung môi đậm đặc. 

Một nhà máy dược phẩm lớn có thể thải ra 25.000 đến 45.000 tấn chất thải lên men trong một năm. Sản phẩm này không bị coi là nguy hại. Tuy nhiên do số lượng của nó là rất lớn và có mùi khi bị phân huỷ, nó cần được xử lý ngay. Chúng có thể được xử lý bằng cách chôn lấp, thiêu đốt (ít dùng hơn do độ ẩm cao), hoặc trộn với vôi để tạo đất. Ngày trước chúng còn được thải ra biển. 

Các chất thải rắn từ dinh dưỡng dư thừa có thể được vứt bỏ hoặc sản xuất thành các sản phẩm có ích. Khoảng 72.000 tấn được sản xuất hàng năm. Ngày trước các chất này được xử lý sinh học, sinh bùn thải và bùn này được chôn lấp. Khoảng 0,5 kg bùn được sinh ra từ mỗi kg của chất dinh dưỡng dư thừa. Nó có giá trị dinh dưỡng, và có thể được làm cô đặc nhờ bay hơi và bán làm thức ăn gia súc. Nhiều nơi vẫn coi đây là chất thải vì chi phí bước làm cô đặc có chi phí cao và thị trường không nhiều. Các chất thải này cũng có thể được thiêu đốt. 

5.1.4 Chất thải từ quá trình chiết xuất dược liệu và sản xuất chế phẩm sinh học 

- Từ thực vật: chiết các hoạt chất như alkaloid, steroid... 

Các chất thải thu được là các phần dư thực vật có độ ẩm cao, dung môi hữu cơ chứa clor và không chứa clor. Thông thường chiết xuất alkaloid sinh ra 1820 kg/ngày chất thải rắn ẩm và được vận hành 250 ngày/năm. Tổng lượng thải là 454 tấn một năm rác thải vật liệu thực vật. Chất thải được loại bỏ dung môi dư thừa và sau đó được chôn lấp ở hố chôn hợp vệ sinh. 

- Từ động vật: 

Các dược chất như Insulin, Heparin được chiết từ nguồn động vật. Các chất thải được chôn lấp gồm các cơ quan, mổ động vật, mỡ và dầu, bánh lọc chứa protein kết tủa và dung môi thân nước (chất thải nguy hại). 

Để sản xuất 284 kg hoạt chất, một đơn vị chiết xuất có thể thải tới 840 tấn các bộ phận, mô động vật hàng năm. Có 2 cách xử lý là bán như sản phẩm thức ăn giàu protein hoặc chôn lấp. Chất béo (40 tấn/năm) được thu hồi để bán cho nhà sản xuất xà phòng. Bánh lọc (25,5 tấn/năm) chứa protein kết tủa được chôn lấp hoặc thiêu đốt. 

- Các chế phẩm sinh học: chất thải từ quá trình sản xuất các chế phẩm sinh học gồm dung môi nước, chất rắn dễ cháy, vật liệu lọc. Khoảng 500 tấn rác thải nguy hại được sinh ra, chủ yếu là do tính dễ cháy. Tất cả các chất thải rắn được thiêu đốt. Vật liệu lọc chứa vết protein có thể được chôn lấp. 

5.1.5 Chất thải từ quá trình bào chế và đóng gói 

Chất thải rắn từ khâu bào chế và đóng gói trong công nghiệp dược thường là hàng bị trả lại và sản phẩm bị từ chối. Các vật liệu ở mảng này gồm giấy, thủy tinh, nước (10.000 tấn), hoạt chất (500 tấn). 

Các rác thải thông thường từ khâu này được xử lý như các rác thải công nghiệp khác. Giấy, bìa các tông không xác định được công ty có thể được tái chế, các vật liệu có tên công ty được nghiền nhỏ hoặc thiêu đốt. 

Các dược phẩm được trả lại cần được xử lý cẩn thận, theo phương pháp cụ thể tuỳ theo từng công ty. Ở Mỹ, với các thuốc được quản lý như narcotic cần được phá hủy dưới sự chứng kiến của cơ quan có chức năng. Những dược phẩm thu hồi theo FDA cần được tiêu hủy dưới sự chứng kiến của FDA. Các sản phẩm khác không thể tái chế được nghiền nhỏ và chôn lấp. Với hàm lượng hoạt chất nhỏ, chúng thường được thiêu đốt và trộn với nước và được xử lý ở hệ thống xử lý nước thải. 

Lượng sản phẩm bị từ chối thường ít. Trong quá trình sản xuất, các mẻ có nguy cơ bị lỗi được bào chế lại để đạt chuẩn. Khi nguyễn liệu không thể được tái sử dụng, các mẻ không đạt chất lượng được bất hoạt (ví dụ trung hoà) rồi được đưa qua xử lý sinh học, hoặc được chôn lấp, thiêu đốt tuỳ thuộc vào bản chất nguyên liệu. 

Năm 1973, khoảng 244.000 tấn chất thải từ nhà máy sản xuất dược phẩm đã được đưa đến hố chôn chất thải ở Mỹ trong đó khoảng 25% là chất thải nguy hại (61.000 tấn). 

5.2 Chất thải rắn y tế 

Các chất thải y tế là chất thải phát sinh trong các cơ sở y tế từ hoạt động khám chữa bệnh, chăm sóc, xét nghiệm, phòng bệnh nghiên cứu, đào tạo. Các chất thải y tế có thể ở dạng rắn, lỏng và khí và được chia thành chất thải y tế thông thường và chất thải y tế nguy hại. Theo khảo sát trong năm 2009, 36 bệnh viện thuộc Bộ Y tế Việt Nam quản lý sinh ra 31,68 tấn chất thải rắn y tế/ngày, trong đó 16,2% là chất thải y tế nguy hại. Chất thải y tế 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 các chất khác gây nguy hại tới môi trường và sức khoẻ của con người. 

Việc phân loại, thu gom, xử lý các chất thải y tế là rất quan trọng, nếu không được thực hiện đúng sẽ bị xử phạt. Vào năm 2009, một bệnh viện đã trả cho Cục Bảo vệ Môi trường của Mỹ khoản tiền phạt 51.501$ và chi thêm khoảng 500.000$ để kiểm soát chất thải dược phẩm và chất thải y tế. 

5.2.1 Phân loại chất thải rắn y tế 

Ở Việt Nam, chất thải sinh ra từ các cơ sở y tế được phân thành 5 loại: 

- Chất thải lâm sàng: được chia làm 5 nhóm: 

• Nhóm A: chất thải nhiễm khuẩn gồm vật liệu bị thẩm máu, thấm dịch, các chất bài tiết của người bệnh như băng, gạc, bông, găng tay, bột bó, đồ vải, túi hậu môn nhân tạo, dây truyền máu, các ống thông, dây và túi đựng dịch dẫn lưu. 
• Nhóm B: các vật sắc nhọn gồm bơm kim tiêm, kim tiêm, lưỡi và cán dao mổ, đinh mổ, cưa, các ống tiêm, mảnh thủy tinh vỡ và các vật liệu có thể gây vết cắt hoặc chọc thủng. 
• Nhóm C: chất có nguy cơ lây nhiễm cao như găng tay, lam kính, ống nghiệm, bệnh phẩm sau khi sinh thiết, xét nghiệm, nuôi cấy, túi đựng máu... 
• Nhóm D: chất thải dược phẩm gồm dược phẩm quá hạn, dược phẩm bị nhiễm khuẩn, dược phẩm bị đổ, dược phẩm không còn nhu cầu sử dụng và thuốc gây độc tế bào. 
• Nhóm E: các mô và cơ quan người, động vật bao gồm: tất cả các mô của cơ thể, các cơ quan, chân tay, rau thai, bào thai, xác xúc vật. 

- Chất thải phóng xạ: là chất thải có hoạt độ riêng giống như chất phóng xạ. Tại các cơ sở y tế, chất thải phóng xạ phát sinh từ các hoạt động chẩn đoán, hóa trị liệu và nghiên cứu. Chất thải phóng xạ có thể tồn tại ở trạng thái rắn, lỏng, khí. Chất thải rắn gồm các vật liệu trong xét nghiệm, chẩn đoán, điều trị như ống tiêm, bơm tiêm, kính bảo hộ, giấy thấm, gạc sát khuẩn, ống nghiệm chai lọ đựng chất phóng xạ. 

- Chất thải hóa học: 

• Chất thải hóa học không nguy hại như đường, acid béo, một số muối vô cơ và hữu cơ. 
• Chất thải hóa học nguy hại gồm formaldehyd (sử dụng trong khoa phẫu thuật, lọc máu, ướp xác, bảo quản), hóa chất quang học (dung dịch cố định và tráng phim, dung môi chứa halogen và không chứa halogen, khí ethylen oxid), hỗn hợp (các dung dịch làm sạch, khử khuẩn, dầu mỡ, dung môi vệ sinh). 

- Các bình chứa áp suất gồm bình đựng oxy, CO2, bình ga, bình khí dung, bình đựng khí dùng một lần, dễ cháy, nổ khi thiêu đốt vì vậy phải thu gom riêng. 

- Chất thải sinh hoạt gồm các chất thải không bị nhiễm các yếu tố nguy hại, phát sinh từ buồng bệnh, phòng làm việc, hành lang, nhà kho, nhà giặt, nhà ăn gồm giấy báo, tài liệu, vật liệu đóng gói, thùng cát tông, túi nilon, túi đựng phim, vật liệu gói thực phẩm, thức ăn dư thừa của người bệnh, hoa và rác quét dọn từ sàn nhà và chất thải ngoại cảnh như lá cây, rác. 

5.2.2 Thu gom chất thải rắn y tế 

Các chất thải cần được phân loại tại thời điểm phát sinh và phải đựng trong túi hoặc thùng theo quy định đạt tiêu chuẩn. Chất thải y tế nguy hại không được để lẫn vào chất thải sinh hoạt. Chúng được chứa vào các túi, hộp, thùng đạt chuẩn. 

Ví dụ ở Việt Nam, quy định của Bộ Y tế về màu đựng các chất thải y tế như sau: 

- Màu vàng: đựng chất thải lâm sàng, có biểu tượng nguy hại sinh học. 

- Màu xanh: đựng chất thải sinh hoạt. 

- Màu đen: chất thải hóa học, phóng xạ, thuốc gây độc tế bào. 

Các túi và thùng này cần được đặt ở nơi thu gom đúng chỗ, vận chuyển theo cường vận chuyển và giờ vận chuyển riêng. Sau đó được lưu trữ ở nơi lưu trữ đạt tiêu chuẩn trong thời gian lưu trữ cho phép Ở Việt Nam, Bộ Y tế quy định thời gian lưu ở các bệnh viện cần tối đa là 48 giờ. Với các cơ sở y tế nhỏ như trung tâm y tế dự phòng, phòng khám đa khoa, nhà hộ sinh, chất thải được lưu trữ tại cơ sở không quá một tuần. Chất thải E cần được chôn lấp hoặc thiêu đốt ngay

5.2.3 Xử lý chất thải rắn y tế 

Có nhiều cách thức để xử lý và tiêu hủy chất thải y tế. 

Xử lý ban đầu: chất thải lâm sàng có nguy cơ nhiễm khuẩn cao phải được xử lý an toàn ở gần nơi phát thải để giảm nguy cơ lây nhiễm trước khi áp dụng các biện pháp xử lý khác. Một số cách khử trùng, tiệt trùng hay dược dùng được liệt kê sau đây. 

+ Bằng hóa chất: cách hiệu quả phù hợp nhất để xử lý chất thải lỏng như máu, nước tiểu, nước thải ở trung tâm chăm sóc sức khoẻ... Thông thường thêm các chất hóa mạnh như chất chứa clor, muối amoni, aldehyd hoặc phenol để tiêu diệt hoặc bất hoạt các động vật gây bệnh trong rác thải. Hiệu quả phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại và lượng hóa chất sử dụng, thời gian tiếp xúc giữa chất khử khuẩn và rác thải. 

+ Bằng hơi nóng ẩm (Autoclave): dùng hơi bão hoà ở áp suất cao, nhiệt độ và thời gian đủ lớn để tiêu diệt mầm bệnh. Tuy nhiên phương pháp này không phù hợp với nội tạng người, động vật, hóa chất và rác thải dược phẩm. Sản phẩm sau khi xử lý có thể được chôn lấp ở hố chôn thông thường. 

+ Bằng vi sóng: dùng năng lượng vi sóng để làm chất lỏng dao động và nóng lên, phá hủy các phần tử gây lây nhiễm. Trước khi vi sóng, chất thải cần có kích thước và độ ẩm phù hợp. Vi sóng không phù hợp với nội tạng người, động vật, hóa chất hoặc rác thải dược phẩm, kim loại kích thước lớn. Sản phẩm có thể được chôn lấp trong hố chôn thông thường. 

- Thiêu đốt: có nhiều cách thiêu đốt chất thải rắn y tế. 

+ Lò đốt chất thải y tế nguy hại: thường là lò đốt hai buồng có nhiệt độ cao (trên 1000°C). Ở Việt Nam, lò đốt chất thải y tế được xây dựng theo nhiều hình thức: lò đốt tập trung của thành phố, ở các cụm bệnh viện, hoặc ở từng cơ sở y tế. 

+ Lò đốt thủ công bằng gạch hoặc thùng phi (ở nơi không có lò đốt chất thải y tế). 

+ Thiêu đốt ngoài trời (chỉ áp dụng với các trạm y tế xã ở vùng nông thôn, vùng núi). 

Khối chất rắn hình thành sau khi thiêu được đem đi chôn lấp. Các lò đốt chất thải rắn y tế cần xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn. 

- Chôn lấp hợp vệ sinh: chất thải y tế nguy hại có thể được chôn ở khu vực quy định, đáp ứng chỉ tiêu môi trường và yêu cầu kỹ thuật. Trước khi chôn lấp phải làm trơ hóa chất thải. 

- Chuyển thành chất thải lỏng: một lượng nhỏ chất thải dược phẩm dạng viên nén, thuốc nang (dưới 500 viên) hoặc chất thải dạng lỏng được pha loãng và thải vào hệ thống cống của cơ sở y tế có hệ thống xử lý nước thải. 

- Tái sử dụng: chất thải hóa học không nguy hại, bình chứa khí có áp suất có thể được tái sử dụng. 

- Tiêu hủy như chất thải sinh hoạt: áp dụng với các chất thải không nguy hại, bình chứa áp suất nhỏ. 

- Trả lại nơi cung cấp: một số chất thải có thể trả lại cho nhà cung cấp như hóa chất nguy hại, bình chứa khi có áp suất, chất thải là thuốc gây độc tế bào. Một số quốc gia như Thụy Điển yêu cầu các công ty sản xuất dược phẩm có trách nhiệm thu hồi các sản phẩm dược phẩm không sử dụng và có quy trình tái chế phù hợp. 

- Chất thải phóng xạ được tiêu hủy theo quy định riêng, đảm bảo an toàn bức ха. chất thải phóng xạ được xử lý tùy theo đặc tính của chất thải: nén, ép, thiêu đốt, lưu giữ... 

5.2.4 Các cách giảm thiểu chất thải dược phẩm 

Thông thường bản chất nguy hại của thuốc sẽ đi kèm với tác dụng điều trị, do đó rất khó để tìm ra những thuốc ít nguy hại hơn. Tuy nhiên việc giảm chất thải sẽ giảm rắc rối trong việc tuân thủ các quy định, giảm chi phí và nguy cơ. 

Một số đề xuất cho việc giảm thải chất thải dược phẩm: 

- Tối đa sử dụng các lọ hóa trị liệu đã mở. 

- Dùng hộp đựng có kích thước phù hợp cho sử dụng. 

- Thay thế chất lỏng theo liều đóng gói bằng các xylanh cho bệnh nhân. 

- Các chính sách và quy trình: 

• Phát triển để đưa thông tin chi tiết để nhận dạng thuốc cần được xử lý như chất thải nguy hại. 
• Dán nhãn thuốc để dễ dàng phân loại thành chất thải nguy hại. 
• Đào tạo nhân viên. 
• Đặt khu lưu giữ và quản lý khu lưu trữ. 
• Xác định trạng thái phát sinh chất thải. 

Dược sĩ có vai trò quan trọng trong việc giảm tác động của dược phẩm và ngành công nghiệp dược phẩm tới môi trường thông qua việc sử dụng thuốc đạt hiệu quả tối đa để giảm lượng chất thải được sinh ra. Nhiều nhiên cứu trên thế giới đánh giá cao vai trò của dược sĩ đến việc sử dụng hiệu quả thuốc (chất lượng sử dụng thuốc) trong việc theo sát người bệnh đảm bảo sự tuân thủ của người bệnh và các chiến lược phòng bệnh để giảm sử dụng thuốc. Dược sĩ đóng góp một phần quan trọng trong việc đảm bảo sử dụng thuốc hiệu quả: phù hợp, an toàn, hiệu quả, hợp lý, đặc biệt là các dược sĩ lâm sàng.

6 Tài liệu tham khảo

1. Trần Nguyên Hà, Vũ Ngân Bình (2023), "Môi trường đất”, Môi Trường. Nhà xuất bản Y học, trang 64 - 93. Tải bản PDF tại đây.
2. Lê Huy Bá, 1997. Môi trường tập I. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 
3. Đặng Đình Bạch, Nguyễn Văn Hải, 2006, Giáo trình Hóa học môi trường, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật. 
4. Lê Thạc Cán, 1995. Cơ sở khoa học môi trường. Viện Đại học Mở Hà Nội. 
5. Lưu Đức Hải, 2001. Cơ sở khoa học môi trường. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. 
6. Lê Văn Khoa, 2002. Khoa học môi trường. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 6. Trần Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan, 2004. Giáo trình công nghệ môi trường. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội
7. Trần Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Thị Kim Loan, 2004. Giáo trình công nghệ môi trường. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
8. Lê Văn Thăng, 2007. Giáo trình Khoa học môi trường đại cương. Đại học Huế. 
9. Quốc hội nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam, Luật Bảo vệ môi trường, Hà Nội 2014. 
10. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân, 2000. Đất và môi trường. Nhà xuất bản Giáo dục. 
11. Kerry J. Howe, David W. Hand, John C. Crittenden, Rhodes R. Trussell, George Tchobanoglous, 2012. Principles of Water Treatment, John Wiley & Sons, Inc, USA. 
12. Mark Z. Jacobson, 2012. Air pollution and global warming: History, science, and solutions. 2nd ed. Cambridge University Press, USA. 
13. Metcalf and Eddy, 2004. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse, 4th ed. McGraw Hill Higher Education, USA 
14. Ibrahim A. Mirsal, 2008. Soil pollution: Origin, monitoring and remediation, 2nd ed. Springer, Germany 
15. John Pichtel, 2005. Waste management practices: municipal, hazardous, and industrial. CRC Press, Taylor & Francis Group, USA. 
16. Petter H. Raven; Linda R.Berg; David M. Hassenzahl, 2010. Environment, 7th ed. John Wiley & Sons, Inc., USA. 
17. Daniel A. Vallero, 2014. Fundamentals of air pollution, 5th ed. Elsevier Inc, USA.