Công nghệ xử lý đất ô nhiễm gồm những cách tiếp cận nào?

Công nghệ xử lý đất ô nhiễm được phân chia theo cách nào?

Có hai cách nhìn quan trọng khi phân loại công nghệ xử lý đất ô nhiễm.

Thứ nhất là vị trí xử lý: tại chỗ hoặc ngoài hiện trường. Đây là khác biệt cốt lõi quyết định việc có phải đào xúc, vận chuyển và thao tác cơ học với khối đất hay không.

Thứ hai là cơ chế xử lý. Công nghệ có thể phá hủy hoặc chuyển hóa chất ô nhiễm, tách chúng khỏi đất, hoặc cố định để hạn chế khả năng di chuyển. FRTR mô tả các nhóm xử lý chính gồm nhiệt, sinh học, hóa học và các quá trình tách, cố định.

Vì vậy, “in situ” và “ex situ” không phải tên của một công nghệ cụ thể. Chúng là hai cách triển khai; cùng một nhóm công nghệ có thể tồn tại dưới dạng xử lý tại chỗ hoặc ngoài hiện trường tùy thiết kế.

Xử lý tại chỗ (in situ) hoạt động ra sao?

In situ là phương án xử lý các chất ô nhiễm ngay trong nền đất, không loại bỏ phần lớn khối đất ra khỏi vị trí. Các công nghệ có thể đưa không khí, chất phản ứng, nhiệt hoặc tác nhân sinh học xuống vùng ô nhiễm rồi thu hồi hoặc kiểm soát sản phẩm xử lý.

Một số hướng thường gặp gồm soil vapor extraction, bioventing, xử lý oxy hóa hoặc khử hóa học, bioremediation, phytoremediation và xử lý nhiệt tại chỗ. EPA cũng phân nhóm các công nghệ in situ theo xử lý vật lý/hóa học, sinh học và nhiệt.

Ưu điểm rõ nhất là giảm nhu cầu đào xúc và vận chuyển đất. Điều này có thể làm giảm chi phí xử lý vật liệu và hạn chế các thao tác gây xáo trộn hiện trường. Tuy nhiên, đất dưới lòng đất không đồng nhất; vì vậy việc phân bố tác nhân xử lý, kiểm soát phạm vi tác động và xác minh mức độ xử lý có thể khó hơn. FRTR lưu ý in situ thường có thời gian xử lý dài hơn và độ chắc chắn về tính đồng đều thấp hơn trong một số điều kiện.

Xử lý ngoài hiện trường (ex situ) khác gì?

Ex situ bắt đầu bằng việc đào xúc đất ô nhiễm, sau đó đưa đất tới khu vực hoặc thiết bị xử lý để sàng, trộn, gia nhiệt, rửa, tách hoặc áp dụng các quá trình phù hợp.

Các công nghệ ex situ có thể gồm soil washing, thermal desorption, tách vật lý, xử lý sinh học hoặc các quá trình hóa lý khác. EPA mô tả soil washing là quá trình tách phần chất ô nhiễm bám trên các hạt mịn khỏi phần đất khối bằng hệ thống xử lý gốc nước; xử lý nhiệt ngoài hiện trường dùng nhiệt độ cao để loại bỏ hoặc phá hủy chất ô nhiễm.

Điểm mạnh của ex situ là kỹ sư có thể kiểm soát điều kiện xử lý tốt hơn. Đất được đồng nhất, sàng và trộn liên tục trong thiết bị nên mức độ tiếp xúc với tác nhân xử lý thường dễ kiểm soát hơn. Đổi lại, phương án này phát sinh đào xúc, vận chuyển, thiết bị, yêu cầu quản lý vật liệu và các vấn đề về an toàn lao động hoặc cấp phép tùy dự án.

Hai cách tiếp cận khác nhau ở đâu về chi phí, kiểm soát và thời gian?

Không có phương án nào mặc định rẻ hơn hoặc hiệu quả hơn trong mọi trường hợp. FRTR nhấn mạnh rằng công nghệ phải được sàng lọc theo loại chất ô nhiễm, điều kiện địa chất, chi phí, thời gian làm sạch và khả năng triển khai tại hiện trường.

Khi nào nên ưu tiên tại chỗ hay ngoài hiện trường?

In situ thường đáng xem xét khi việc đào xúc gây ảnh hưởng lớn, vùng ô nhiễm nằm dưới công trình hoặc cần hạn chế vận chuyển đất. Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc mạnh vào khả năng tiếp cận và phân bố của tác nhân xử lý trong môi trường đất.

Ex situ phù hợp hơn khi cần kiểm soát chặt điều kiện xử lý, cần xử lý nhanh hơn hoặc đất có thể đào xúc và vận chuyển một cách khả thi. Việc xử lý trong thiết bị cũng thuận lợi khi cần sàng, trộn hoặc tách các phân đoạn đất để tăng độ đồng nhất của quá trình.

Quyết định không nên dựa riêng vào câu hỏi “in situ hay ex situ”. Cần xem đồng thời loại chất ô nhiễm, nồng độ và phân bố ô nhiễm, đặc tính đất, chiều sâu, nước ngầm, điều kiện mặt bằng, mục tiêu làm sạch và khả năng theo dõi kết quả xử lý.

Có thể kết hợp nhiều công nghệ trong cùng dự án không?

Có. Một dự án xử lý đất có thể dùng technology train, tức kết hợp nhiều công nghệ để giải quyết các phần khác nhau của bài toán. FRTR liệt kê khả năng một công nghệ được triển khai như một phần của chuỗi xử lý thay vì hoạt động độc lập.

Chẳng hạn, một quá trình có thể cần tách hoặc thu hồi chất ô nhiễm trước, sau đó áp dụng xử lý sinh học hoặc hóa học cho phần còn lại. Khi đó, mục tiêu không phải tìm một công nghệ “mạnh nhất”, mà là ghép các cơ chế xử lý phù hợp với đặc tính thực tế của khu đất.

Vì thế, khác biệt giữa tại chỗ và ngoài hiện trường chủ yếu nằm ở nơi diễn ra quá trình xử lý và mức độ kiểm soát vật liệu. In situ giảm đào xúc nhưng thường khó kiểm soát tính đồng đều; ex situ tăng khả năng kiểm soát nhưng phải chấp nhận thêm công đoạn khai đào, vận chuyển và xử lý đất. Lựa chọn cuối cùng phải dựa trên đặc tính ô nhiễm và điều kiện hiện trường, thay vì chỉ dựa vào tên công nghệ.