Từ thực tiễn đến xây dựng công cụ quản lý - Tiêu chuẩn môi trường đối với hơi kiềm trong công nghiệp

Theo dõi KTMT trên

Tóm tắt: Trong quá trình sản xuất alumin từ quặng bauxite đã phát thải ra môi trường không khí các chất có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người như SO2, H2S, NOx… và đặc biệt là hơi kiềm. Tuy nhiên, nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam chỉ có tiêu chuẩn hơi kiềm trong không khí nơi làm việc, chỉ có một số rất ít các nước có tiêu chuẩn nồng độ kiềm trong môi trường không khí xung quanh như Mỹ, Canada, Nga… nhưng mỗi nước lại có các tiêu chuẩn khác nhau, đặc biệt là ở Mỹ mỗi một bang lại có một tiêu chuẩn riêng. Điều này đã gây khó khăn cho việc đánh giá ảnh hưởng và quản lý nồng độ kiềm trong môi trường không khí xung quanh. Sau khi lấy mẫu quan trắc hơi kiềm môi trường không khí xung quanh ở các khu vực phát tán ra môi trường ở Nhà máy sản xuất alumin Nhân Cơ, tỉnh Đắk Nông, chúng tôi có đề xuất với Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 146 Chất lượng không khí thuộc Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng - Bộ Khoa học và Công nghệ tiến hành xây dựng tiêu chuẩn này.

Cuối năm 2021, Bộ Khoa học và Công nghệ ký quyết định công bố Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 13447 : 2021 Chất lượng không khí – Nồng độ tối đa cho phép của Natri hidroxxit và Canxi hidroxit trong không khí xung quanh.

Đặt vấn đề

Nhà máy alumin Nhân Cơ - TKV, tỉnh Đắc Nông được triển khai xây dựng từ năm 2007 với công suất 650.000 tấn sản phẩm alumin (Al2O3) năm, đi vào sản xuất từ năm 2017. Năm 2018, sản xuất 650.000 tấn; năm 2019, sản lượng alumin 686.568 tấn, đạt 105% công suất thiết kế,; năm 2020 sản xuất 715.268 tấn, đạt 110% công suất thiết kế. Trong quá trình sản xuất, nhà máy đã quản lý, giám sát chặt chẽ và quan trắc thường xuyên các thông số trong môi trường không khí như bụi, SO2, H2S, NOx…. Theo phản ánh của người dân địa phương, năm 2018 các cơ quan quản lý gồm Tổng cục Môi trường, UBND tỉnh Đắc Nông và Sở TN&MT Đắc Nông đã có công văn yêu cầu nhà máy đánh giá thêm yếu tố gây mùi khó chịu, ảnh hưởng đến sức khỏe và cuộc sống của cộng đồng dân cư địa phương, dẫn đến khiếu kiện kéo dài [2]. Trên cơ sở đó, năm 2020 Tập đoàn Than và Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã quyết định đầu tư dự án “Nghiên cứu đánh giá khoảng cách an toàn môi trường từ Nhà máy alumin Nhân Cơ, hồ bùn đỏ tới môi trường xung quanh” và giao cho Nhà máy alumin Nhân Cơ – TKV chủ trì thực hiện.

Thực hiện Hợp đồng 01/HĐKT/2020 ký ngày 10/9/2020; Trung tâm Kinh tế Môi trường thuộc Hội Kinh tế Môi trường Việt Nam đã phối hợp với Nhà máy alumin Nhân Cơ – TKV tiến hành đánh giá khảo sát chất lượng môi trường không khí xung quanh Nhà máy alumin Nhân Cơ, tập trung vào khu vực sản xuất alumin và hồ bùn đỏ. Do các thông số như bụi, SO2, H2S, NOx.. trong môi trường không khí xung quanh đều nằm trong giới hạn cho phép; các cán bộ thực hiện hợp đồng tập trung vào đo đạc và đánh giá nồng độ kiềm: NaOH, Ca(OH)2 trong không khí xung quanh tại khu vực chứa bùn đỏ và các công đoạn sản xuất có liên quan đến kiềm tại nhà máy. Báo cáo tổng kết dự án [2] cho thấy nồng độ kiềm: NaOH, Ca(OH)2 trong môi trường không khí xung quanh là nguyên nhân chính gây ra mùi ảnh hưởng tới dân cư địa phương. Tuy nhiên, để xác định ranh giới an toàn môi trường về nồng độ kiềm của nhà máy, do không có tiêu chuẩn Việt Nam về nồng độ kiềm; các cán bộ thực hiện dự án phải dùng tiêu chuẩn môi trường tham chiếu của nước ngoài. Trên cơ sở đề xuất của Trung tâm Kinh tế Môi trường [2] và tham khảo tài liệu nước ngoài; tiêu chuẩn nồng độ kiềm trong môi trường không khí xung quanh đã được Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng biên soạn và đã được Bộ Khoa học và Công nghệ ký quyết định công bố Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 13447 : 2021 Chất lượng không khí – Nồng độ tối đa cho phép của Natri hidroxxit và Canxi hidroxit trong không khí xung quanh.

Tác động của NaOH và Ca(OH)2với con người

Natri hydroxit có tính ăn mòn đối với tất cả các mô của cơ thể; hơi đậm đặc gây hại nghiêm trọng cho mắt và hệ hô hấp. Nuốt phải natri hydroxit, thường xảy ra ở trẻ em; có thể gây hoại tử nghiêm trọng, thắt chặt thực quản và tử vong. Tiếp xúc với da có thể bị viêm da, rụng tóc và hoại tử do kích ứng. Các vùng da và loại da khác nhau cũng có sự khác nhau về độ nhạy cảm với NaOH khi bị kích ứng và ăn da.

Canxi hydroxyt ăn mòn mắt (chúng gây tổn thương giác mạc hoặc mù) và da (chúng tạo ra viêm và phồng rộp). Hít phải bụi canxi hydroxyt sẽ tạo ra kích thích ở đường tiêu hóa hoặc đường hô hấp, đặc trưng là nóng rát, hắt hơi và ho. Tiếp xúc quá nhiều có thể gây tổn thương phổi, ngạt, bất tỉnh hoặc tử vong. Viêm mắt được đặc trưng bởi đỏ, kích ứng và ngứa. Tiếp xúc nhiều lần với mắt ở mức độ bụi thấp có thể gây kích ứng và phá hủy da cục bộ hoặc viêm da trên da. Hít bụi lặp đi lặp lại có thể gây ra một mức độ khác nhau của kích thích hô hấp hoặc tổn thương phổi. Tiếp xúc với đường tiêu hóa: Gây kích ứng với đường tiêu hóa, làm bỏng rát vùng miệng, thực quản, dạ dày, có thể dẫn tới chảy máu trong.

Như vậy, hơi NaOH và hơi Ca(OH)2 có ảnh hưởng đến sức khỏe của công đồng, tùy thuộc vào hàm lượng của chúng có trong môi trường.

Nồng độ hơi kiềm tại Nhà máy sản xuất alumin Nhân Cơ

Trong quá trình sản xuất alumin ở Nhà máy alumin Nhân Cơ – TKV, đã sử dụng một lượng xút và vôi khá lớn. Theo báo cáo ĐTM, lượng kiềm 100% NaOH sử dụng trong 1 năm là 52.000 tấn; lượng vôi 100% CaO là 48.750 tấn, dẫn đến hơi kiềm thoát ra trong quá trình sản xuất. Vì báo cáo ĐTM cũng như quan trắc định kỳ của Sở TN&MT Đắc Nông không đề cập đến thông số này nên chúng tôi sử dụng kết quả quan trắc mới thực hiện trong tháng 8 năm 2020.

Mẫu không khí tại hồ bùn đỏ, vị trí lấy mẫu: 11057’53’’N; 107034’20’’ E

• Hơi NaOH: trung bình là 34 µg/m3
• Hơi Ca(OH)2: trung bình là 82 µg/m3

Mẫu không khí tại vị trí sau 18 lò nhôm kết tinh, tọa độ 17057’50’’ N; 107035’8’’ E

• Hơi NaOH: trung bình 134 µg/m3
• Hơi Ca(OH)2: trung bình 237 µg/m3

 Trong phân xưởng kết tinh nhôm do không có số liệu về lượng NaOH, Ca(OH)2nên không thể tính được lượng trước khi phát thải ra môi trường).        

Mẫu không khí tại làng Bon Bu Dấp; vị trí lấy mẫu: 11058’37’’N; 107035’19’’ E

• Hơi NaOH: trung bình 53 µg/m3
• Hơi Ca(OH)2: trung bình 80 µg/m3

Mẫu không khí tại vị trí thôn 4, Nhân Cơ, tọa độ 11058’18’’ N; 107035’31’’ E

• Hơi NaOH: trung bình 91 µg/m3
• Hơi Ca(OH)2: trung bình 140 µg/m3

Sau khi đã tiến hành lấy mẫu và phân tích, các cán bộ thực hiện dự án đã tiến hành tìm kiếm các tiêu chuẩn về hơi kiềm (hơi NaOH và Ca(OH)2 trong môi trường không khí xung quanh. Hầu hết các tài liệu tìm kiếm được ở trong nước cũng như nước ngoài đều chỉ có tiêu chuẩn về hơi kiềm ở nơi làm việc. Chỉ có một số nước như Nga, Canada, Mỹ… có tiêu chuẩn về hơi kiềm trong môi trường không khí xung quanh [3, 4]; nhưng giá trị trong tiêu chuẩn mỗi nước một khác, đặc biệt ở Mỹ thì từng bang lại có một tiêu chuẩn khác nhau.

Mức nồng độ giới hạn trong không khí 

Natri hydroxit ở mức 2 mg/m3 (TWA) dường như gây kích ứng mũi và da, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. Vì nhiệt độ tăng làm tăng độc tính, nghiên cứu kết luận rằng tiếp xúc với natri hydroxit 2 mg/m3 trong 1 giờ có thể sẽ không gây ra kích ứng nhẹ, có thể hồi phục được đối với mắt, da và hệ hô hấp.

Theo nghiên cứu của Hiệp hội An toàn và Sức khỏe nghề nghiệp Mỹ - OSHA  và Viện Quốc gia về An toàn và Sức khỏe nghề nghiệp Mỹ - NIOSH thì liều tiếp xúc của Canxi hydroxit như sau (5):

NIOSH- TWA:  5 mg/m3, OSHA - TWA 15 mg/m3 (total) 5 mg/m3 (resp) với phương pháp đo NIOSH Method 7020 và OSHA Method ID121. Theo 29 CFR 1910.1000 (USDOL); U.S. National Archives and Records Administration's Electronic Code of Federal Regulations, February 18, 2014 (5) thì mức tiếp xúc canxi hydroxyt cho phép trung bình 8h là 15 mg/m3 (total dust) và  5 mg/m3 (respirable fraction).

Theo số liệu trong “Occupational exposure limits for airborne toxic substances” xuất bản lần thứ ba (1994) của tổ chức ILO - Geneva, các giá trị tiếp xúc của NaOH và Ca(OH)2 do các nước khác nhau quy định được ILO và WHO phối hợp với International Register of Potentially Toxic Chemicals của UNEP soạn thảo được trích dẫn ra như trong bảng 1 (mg/m3, TWA):

Bảng 1: Quy định về giá trị tiếp xúc của NaOH và CA(OH)2 ở các nước khác nhau

Theo tiêu chuẩn của Nga (4) thì nồng độ tối đa cho phép (MAC) của xút trong không khí khu vực làm việc - 0,5 mg/m3 (kiềm/dung dịch ăn da về hydroxit natri), Mức phơi nhiễm an toàn ước tính (OSEL) đối với xút trong không khí khí quyển của các khu vực đông dân cư - 0,01 mg/ m3.

Richard. P. Pohanish (3) đã đưa ra giới hạn về nồng độ của Ca(OH)2 và NaOH trong môi trường không khí như sau:

Giới hạn tiếp xúc cho phép của Ca(OH)2trong không khí 

OSHA PEL: 15 mg/m3 (tổng số bụi) TWA; 5 mg/m3 (phần có thể hô hấp) TWA NIOSH REL: 5 mg/m3 TWA; ACGIH TLV : 5 mg/m3 TWA; Úc: TWA 5 mg/m3; 1993 Áo: MAK 5 mg/m3, 1999; Bỉ: TWA 5 mg/m3, 1993; Đan Mạch TWA 5 mg/m3, 1999; Phần Lan: TWA 5 mg/m3, 1999; Pháp: VME 5 mg/m3, 1999; Na Uy: TWA 5 mg/m3, 1999; Ba Lan: AC (TWA) 2 mg m3, 1999; Thụy Sĩ: MAK-W 5 mg/m3, 1999; Hà Lan: MAC-TGG 5 mg/m3, 2003; Argentina, Bulgaria, Columbia, Jordan, Hàn Quốc, New Zealand, Singapore, Việt Nam: ACGIH TLV: TWA 5 mg/m3.

Một số tiểu bang của Mỹ đã đặt ra các hướng dẫn hoặc tiêu chuẩn về canxi hydroxit trong không khí xung quanh  dao động từ 50 μg/m3 (Bắc Dakota) đến 80 μg/m3 (Virginia) đến 100 μg/m3 (Connecticut) đến 119 μg/m3 (Nevada).

Giới hạn tiếp xúc cho phép của NaOH trong không khí

OSHA PEL: 2 mg/m3. NIOSH REL: Nồng độ trần 2 mg/m3; ACGIH TLV: Nồng độ trần 2 mg/m3.

Úc: TWA 2 mg/m3, 1993; Áo: MAK 2 mg/m3, 1999; Bỉ: STEL 2 mg/m3, 1993; Đan Mạch: TWA 2 mg/m3, 1999; Phần Lan: TWA 2 mg/m3, 1999; Pháp: VME 2 mg/m3, 1999; Nhật Bản: 2 mg/m3, 1999; Hà Lan: MAC-TGG 2 mg/m3, 2003; Na Uy: TWA 2 mg/m3, 1999; Philippines: TWA 2 mg/m3, 1993; Ba Lan: MAC (TWA) 0,5 mg/m3; MAC (STEL) 1 mg/m3, năm 1999; Thụy Điển: TGV 2 mg/m3, 1999; Thụy Sĩ: MAK-W 2 mg/m3, KZG-W 4 mg/m3, 1999; Thái Lan: TWA 2 mg/m3, 1993; Thổ Nhĩ Kỳ: TWA 2 mg/m3, 1993;Vương quốc Anh: STEL 2 mg/m3, 2000; Argentina, Bulgaria, Columbia, Jordan, Hàn Quốc, New Zealand, Singapore, Việt Nam: ACGIH TLV®: Nồng độ trần 2 mg/m3.

Nga đã đưa giá trị 10 μg / m3 trong 24 giờ làm MAC cho không khí xung quanh trong các khu dân cư. Một số tiểu bang của Mỹ cũng đã thiết lập hướng dẫn hoặc tiêu chuẩn cho natri hydroxit trong môi trường xung quanh không khí dao động từ 16,0 μg/m3 (Virginia) đến 20,0 μg/m3 (Bắc Dakota và Nam Carolina) đến 40,0 μg/m3 (Connecticut và Nam Dakota) đến 48,0 μg/m3 (Nevada).

Vì vậy, để đánh giá ảnh hưởng và quản lý hơi kiềm trong môi trường không khí xung quanh đến sức khỏe cộng đổng ở Việt Nam, chúng tôi có đề xuất với Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC 146 Chất lượng không khí thuộc Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng - Bộ Khoa học và Công nghệ tiến hành xây dựng tiêu chuẩn này.

Cuối năm 2021, tiêu chuẩn này đã được Bộ Khoa học và Công nghệ ký quyết định công bố Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 13447 : 2021 Chất lượng không khí – Nồng độ tối đa cho phép của Natri hidroxxit và Canxi hidroxit trong không khí xung quanh.

Bảng 2: Nồng độ tối đa cho phép của NaOH và Ca(OH)2 trong không khí xung quanh

Kết luận

Hơi NaOH và Ca(OH) 2 trong môi trường không khí có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiếp xúc. Tuy nhiên nhiều nước thường quan tâm đến hơi kiềm trong môi trường làm việc, ít quan tâm đến môi trường không khí xung quanh. Thực tiễn nghiên cứu thực hiện Hợp đồng 01/HĐKT/2020 “Nghiên cứu đánh giá khoảng cách an toàn môi trường từ Nhà máy alumin Nhân Cơ, hồ bùn đỏ tới môi trường xung quanh” ký ngày 10/9/2020 của Trung tâm Kinh tế Môi trường thuộc Hội Kinh tế Môi trường Việt Nam không chỉ giải quyết xung đột giữa người dân địa phương với sự phát triển ngành công nghiệp mới ở nước ta là sản xuất alumin từ quặng bauxite mà còn tạo nên sự ra đời của Tiêu chuẩn môi trường mới về nồng độ kiềm trong không khí xung quanh. Sự ra đời của tiêu chuẩn này tạo ra cơ sở pháp lý bổ sung cho việc quản lý môi trường không khí xung quanh ở các nhà máy sản xuất alumin lớn ở Việt Nam tại Tây Nguyên trong hiện tại cũng như tương lai.

Tài liệu tham khảo 

1. Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 13447 : 2021 Chất lượng không khí – Nồng độ tối đa cho phép của Natri hidroxxit và Canxi hidroxit trong không khí xung quanh.
2. Trung tâm Kinh tế Môi trường; Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu đánh giá khoảng cách an toàn môi trường từ Nhà máy alumin Nhân Cơ, hồ bùn đỏ tới môi trường xung quanh, 2020”. 
3. Richard. P. Pohanish " SITTIG’S HANDBOOK OF TOXIC AND HAZARDOUS CHEMICALS AND CARCINOGENS", Seventh. Edition,  Elsevier 2017.
4. ГОСТ Р 55064-2012     НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАТР ЕДКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ https://www.ecfr.gov/cgi-bin/ECFR?page=browse )

Lê Đức (1), Lưu Đức Hải (1), Lê Thanh Ngọc (2)

(1)Hội Kinh tế Môi trường Việt Nam, Tôn Thất Thuyết, Cầu Giấy, Hà Nội

(2)Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam,Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng,Bộ Khoa học và Công nghệ, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội