Chất thải là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa chất thải

Chất thải là các vật chất hoặc sản phẩm phụ không còn giá trị sử dụng hoặc không còn phù hợp với mục đích ban đầu của nó, được con người loại bỏ. Theo định nghĩa của EPA, chất thải là bất kỳ vật liệu nào bị vứt bỏ, định tái chế, hoặc được coi là không còn hữu ích. Chất thải có thể tồn tại ở dạng rắn, lỏng, khí hoặc bùn, và có nguồn gốc từ nhiều loại hình hoạt động như sản xuất công nghiệp, sinh hoạt, dịch vụ và nông nghiệp.

Về bản chất, chất thải không chỉ là rác. Một số loại chất thải vẫn có thể được thu hồi, tái sử dụng hoặc xử lý để tạo ra năng lượng. Tuy nhiên, khi lượng chất thải vượt quá khả năng xử lý của hệ thống môi trường hoặc hạ tầng công nghệ, chúng sẽ trở thành mối đe dọa nghiêm trọng tới sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.

Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) đều nhấn mạnh rằng khái niệm chất thải không nên chỉ nhìn ở góc độ "thứ bỏ đi", mà cần xem xét vai trò của nó trong chuỗi giá trị tài nguyên. Sự thay đổi quan điểm này là nền tảng của mô hình kinh tế tuần hoàn.

Phân loại chất thải

Chất thải được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau nhằm phục vụ cho việc thu gom, xử lý và quản lý hiệu quả. Ba hệ thống phân loại chính bao gồm: theo trạng thái vật lý, theo mức độ nguy hại, và theo nguồn gốc phát sinh. Mỗi loại có đặc điểm và yêu cầu xử lý riêng biệt.

Phân loại theo trạng thái vật lý:

• Rắn: rác sinh hoạt, bao bì, vỏ hộp, đồ dùng hỏng.
• Lỏng: nước thải, dầu thải, dung môi công nghiệp.
• Khí: khí thải công nghiệp, khói bụi, hơi hóa chất.

Phân loại theo mức độ nguy hại:

• Không nguy hại: chất thải sinh hoạt thông thường, có thể phân hủy hoặc tái chế.
• Nguy hại: có chứa thành phần độc hại, dễ cháy, ăn mòn hoặc phản ứng mạnh (ví dụ: pin, ắc-quy, hóa chất công nghiệp).

Dưới đây là bảng so sánh một số đặc điểm giữa hai nhóm chất thải chính:

Tiêu chí	Chất thải không nguy hại	Chất thải nguy hại
Nguồn phát sinh	Hộ gia đình, văn phòng	Công nghiệp, y tế, hóa chất
Tính chất	Ít độc hại, dễ phân hủy	Độc tính cao, khó xử lý
Yêu cầu xử lý	Thu gom và tái chế đơn giản	Xử lý chuyên biệt, kiểm soát nghiêm ngặt

Nguồn gốc phát sinh chất thải

Chất thải phát sinh từ gần như mọi hoạt động của con người. Tùy theo lĩnh vực, loại hình và quy mô, lượng và loại chất thải sẽ khác nhau đáng kể. Việc nhận diện đúng nguồn gốc phát sinh chất thải là cơ sở để xây dựng các phương án thu gom và xử lý phù hợp.

Các nguồn phát sinh chính:

• Hộ gia đình: tạo ra chất thải sinh hoạt như thực phẩm thừa, bao bì nhựa, quần áo cũ.
• Cơ sở công nghiệp: tạo ra chất thải rắn công nghiệp, hóa chất, dầu mỡ, kim loại nặng.
• Dịch vụ y tế: tạo ra chất thải lây nhiễm, thiết bị y tế dùng một lần.
• Hoạt động nông nghiệp: tạo ra chất thải hữu cơ, bao bì thuốc bảo vệ thực vật.
• Giao thông vận tải: sinh ra khí thải độc hại, dầu nhớt cặn.

Một số ngành có mức độ phát sinh chất thải cao và mang tính đặc thù như công nghiệp khai khoáng, luyện kim, điện tử và chế biến thực phẩm. Các ngành này không chỉ tạo ra khối lượng lớn chất thải mà còn đòi hỏi quy trình xử lý phức tạp, chi phí cao và công nghệ tiên tiến.

Tác động môi trường của chất thải

Nếu không được kiểm soát và xử lý đúng cách, chất thải sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường và sức khỏe con người. Các tác động này có thể là tức thời (ô nhiễm cục bộ) hoặc dài hạn (phá vỡ hệ sinh thái, biến đổi khí hậu).

Các dạng ô nhiễm chính do chất thải:

• Ô nhiễm đất: do chôn lấp không đúng kỹ thuật, rò rỉ hóa chất độc hại.
• Ô nhiễm nước: do nước thải chưa xử lý thải trực tiếp ra sông, hồ, biển.
• Ô nhiễm không khí: do đốt rác lộ thiên, phát tán khí độc, bụi mịn.

Một trong những tác động lớn nhất là việc phát thải khí nhà kính từ chất thải hữu cơ phân hủy trong điều kiện yếm khí, sinh ra khí $CH_4$. Đây là loại khí có khả năng giữ nhiệt gấp 25 lần $CO_2$ trong chu kỳ 100 năm, theo Báo cáo của IPCC.

Ngoài ra, việc xử lý chất thải không đúng cách còn dẫn đến hiện tượng eutrophication (phú dưỡng hóa nước), làm suy giảm chất lượng nước ngọt, tiêu diệt sinh vật thủy sinh và làm mất cân bằng sinh thái.

Quản lý chất thải: Nguyên tắc và chiến lược

Quản lý chất thải là tập hợp các hoạt động nhằm kiểm soát, giảm thiểu, thu gom, vận chuyển, xử lý và xử lý cuối cùng chất thải một cách an toàn và hiệu quả. Nguyên tắc cốt lõi trong quản lý chất thải hiện đại là tiếp cận dựa trên vòng đời sản phẩm, giảm phát sinh tại nguồn và tối ưu hóa tài nguyên.

Một trong những chiến lược phổ biến là mô hình 3R:

1. Reduce (Giảm thiểu): giảm sử dụng vật liệu, tiêu dùng thông minh, thiết kế sản phẩm thân thiện với môi trường.
2. Reuse (Tái sử dụng): sử dụng lại sản phẩm hoặc vật liệu thay vì vứt bỏ.
3. Recycle (Tái chế): xử lý chất thải thành nguyên liệu để sản xuất sản phẩm mới.

Ngoài ra, nhiều quốc gia tiên tiến đã áp dụng khung quản lý phân cấp chất thải theo hình tháp ưu tiên như sau:

Mức ưu tiên	Chiến lược	Ghi chú
Cao nhất	Ngăn ngừa phát sinh	Thiết kế sản phẩm bền, tối ưu tài nguyên
Tiếp theo	Tái sử dụng	Kéo dài vòng đời sản phẩm
Thứ ba	Tái chế	Chế biến lại nguyên liệu
Thứ tư	Thu hồi năng lượng	Đốt rác để phát điện hoặc nhiệt
Thấp nhất	Chôn lấp	Lựa chọn cuối cùng, ít bền vững

Công nghệ xử lý chất thải

Xử lý chất thải là giai đoạn quan trọng trong chuỗi quản lý tổng thể, ảnh hưởng lớn đến chi phí, môi trường và hiệu quả tài nguyên. Công nghệ xử lý được lựa chọn dựa trên loại chất thải, mức độ nguy hại và mục tiêu môi trường – kinh tế.

Các công nghệ xử lý phổ biến:

• Chôn lấp hợp vệ sinh: sử dụng lớp lót chống thấm, hệ thống thu gom nước rỉ rác và khí $CH_4$.
• Đốt rác phát điện (Waste-to-Energy): chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng, giảm thể tích chất thải lên tới 90%.
• Xử lý sinh học: ủ compost, xử lý bằng vi sinh vật yếm khí hoặc hiếu khí.
• Hóa lý: trung hòa, kết tủa, trao đổi ion, hấp phụ (áp dụng cho chất thải nguy hại).

Ví dụ về hiệu suất xử lý một số công nghệ:

Công nghệ	Loại chất thải	Hiệu suất giảm khối lượng
Đốt rác	Rắn sinh hoạt	80–90%
Compost	Hữu cơ	40–60%
Chôn lấp hợp vệ sinh	Tổng hợp	Không giảm đáng kể

Khung pháp lý về chất thải

Khung pháp lý là nền tảng để các cá nhân, tổ chức và doanh nghiệp tuân thủ quy định quản lý chất thải. Luật pháp quy định rõ trách nhiệm của từng bên liên quan, phương pháp xử lý, tiêu chuẩn kỹ thuật và hình thức xử phạt vi phạm.

Tại Việt Nam, Luật Bảo vệ môi trường 2020 có các điều khoản quan trọng:

• Điều 75: Quy định phân loại chất thải tại nguồn.
• Điều 87: Quy định xử lý chất thải nguy hại.
• Điều 105: Trách nhiệm của tổ chức, cá nhân phát sinh chất thải.

Tham khảo toàn văn luật tại Thư viện Pháp luật.

Quốc tế, Liên minh châu Âu (EU) áp dụng Chỉ thị Khung về chất thải (Directive 2008/98/EC) nhằm thiết lập nền tảng pháp lý chung cho các quốc gia thành viên, bao gồm các yêu cầu về giảm thiểu, phục hồi và ghi nhãn chất thải.

Chất thải và kinh tế tuần hoàn

Kinh tế tuần hoàn (circular economy) là mô hình phát triển nhằm giữ tài nguyên trong vòng tuần hoàn sử dụng lâu dài, giảm thiểu chất thải phát sinh. Trong mô hình này, chất thải không còn là “đầu ra” cuối cùng, mà trở thành “đầu vào” cho một chu trình sản xuất mới.

Ví dụ điển hình:

• Vỏ cà phê dùng làm nhiên liệu sinh học hoặc nguyên liệu phân bón.
• Chai nhựa PET được tái chế thành sợi dệt hoặc sản phẩm nhựa mới.
• Chất thải thực phẩm biến thành điện và nhiệt qua công nghệ yếm khí.

Mô hình kinh tế tuần hoàn giúp giảm phụ thuộc vào tài nguyên nguyên khai, giảm phát thải khí nhà kính và tạo việc làm trong ngành tái chế. Tham khảo thêm tại Ellen MacArthur Foundation.

Thách thức và giải pháp trong quản lý chất thải

Quản lý chất thải tại các nước đang phát triển như Việt Nam vẫn đang đối mặt với nhiều thách thức:

• Cơ sở hạ tầng hạn chế: thiếu nhà máy xử lý đồng bộ, chôn lấp chiếm ưu thế.
• Ý thức cộng đồng thấp: phân loại rác tại nguồn chưa phổ biến.
• Thiếu kinh phí: đầu tư công nghệ mới còn hạn chế.

Một số giải pháp tiềm năng:

1. Áp dụng công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện kinh tế – xã hội.
2. Thúc đẩy chính sách ưu đãi cho doanh nghiệp tái chế.
3. Giáo dục và truyền thông cộng đồng về trách nhiệm chất thải.
4. Áp dụng cơ chế "trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất" (EPR).

Theo UNEP Global Waste Management Outlook 2024, sự kết hợp giữa quy định pháp lý chặt chẽ, sự tham gia của cộng đồng và hỗ trợ tài chính sẽ là ba yếu tố quyết định thành công trong quản lý chất thải bền vững.

Tài liệu tham khảo

1. EPA. “Sustainable Materials Management.” https://www.epa.gov/smm
2. IPCC. “AR6 Climate Change 2021.” https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
3. Zero Waste Europe. “What is Zero Waste?” https://zerowasteeurope.eu/zero-waste/
4. Vietnam Law. “Luật Bảo vệ môi trường 2020.” https://thuvienphapluat.vn/.../451378.aspx
5. Ellen MacArthur Foundation. “Circular Economy.” https://ellenmacarthurfoundation.org/
6. UNEP. “Global Waste Management Outlook 2024.” https://www.unep.org/.../2024
7. EU Waste Framework Directive (2008/98/EC). https://environment.ec.europa.eu/...