ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐÀO THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU PHÁT THẢI THỦY NGÂN TẠI MỘT SỐ
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Hà Nội - 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐÀO THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU PHÁT THẢI THỦY NGÂN TẠI MỘT SỐ
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành

: Khoa học Môi trường

Mã số

: 9440301.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS NGUYỄN MẠNH KHẢI

Hà Nội - 2020


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Một phần kết
quả nghiên cứu lấy mẫu, phân tích hàm lượng thủy ngân trong luận án thuộc phạm vi
phối hợp cùng 02 dự án “Đánh giá hiện trạng phát thải và đề xuất biện pháp quản lý
thủy ngân từ hoạt động nhiệt điện, khai thác, chế biến khống sản” và “Quản lý hóa
chất có hại và POP của Việt Nam” đã được thỏa thuận cho phép sử dụng, công bố số
liệu. Các kết quả nghiên cứu cịn lại trong luận án là hồn tồn trung thực, chưa được
ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.
Các trích dẫn sử dụng trong luận án đã ghi rõ tên tài liệu tham khảo và tác giả
của tài liệu đó. Những biểu, bảng trong luận án khơng ghi nguồn tài liệu là do chính
tác giả luận án tự xây dựng.

Tác giả

Đào Thị Hiền


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc nhất đến PGS. TS
Nguyễn Mạnh Khải - người đã tận tâm, nhiệt tình hướng dẫn tơi trong suốt q trình
thực hiện luận án: từ thời điểm hình thành ý tưởng đến lúc hồn thiện; người luôn
động viên, đồng hành và sẵn sàng thảo luận cùng tơi nhằm tháo gỡ những vướng
mắc, khó khăn khi triển khai nghiên cứu một lĩnh vực tương đối mới tại Việt Nam

(thủy ngân phát thải từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch); người đã truyền lại cho
tơi cảm hứng, sự nhẫn nại, kiên trì, nghiêm túc và sự nỗ lực trong hoạt động nghiên
cứu khoa học để đạt hiệu quả trong thời gian hạn định. Tôi học hỏi được nhiều điều
từ thày, trân trọng và chân quý thày.
Tôi cũng xin dành tình cảm tri ân đến thày giáo cũ, GS.TS Hồng Xn Cơ –
người đã từng hướng dẫn tơi trong cả giai đoạn đại học, cao học trước đây để tơi có
được nền tảng tư duy tiếp tục thực hiện nghiên cứu chuyên sâu này; người luôn ủng
hộ, khuyến khích, giới thiệu tơi đến thày giáo mới - PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các cán bộ thực hiện dự án “Đánh giá hiện
trạng phát thải và đề xuất biện pháp quản lý thủy ngân từ hoạt động nhiệt điện, khai
thác, chế biến khoáng sản” - Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim, Bộ
Cơng Thương; dự án “Quản lý hóa chất có hại và POP của Việt Nam” - Bộ Tài
nguyên và Môi trường đã cùng tôi đồng hành nghiên cứu, khảo sát, lấy mẫu và phân
tích thủy ngân phát thải từ các nhà máy nhiệt điện; cảm ơn những đồng nghiệp tại
từng nhà máy được nghiên cứu đã nhiệt tình hỗ trợ, tạo điều kiện góp phần tạo nên
kết quả luận án.
Tơi xin cảm ơn tình cảm q báu, sự giúp đỡ và những góp ý chun mơn
chân thành, giá trị các thày, cô giáo công tác tại Khoa Môi trường, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội - đặc biệt các thày, cô giáo thuộc Bộ
môn Công nghệ môi trường đã dành cho tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu
tại trường.
Xin cảm ơn các đồng chí lãnh đạo, đồng nghiệp tại cơ quan cơng tác - Tập
đồn Điện lực Việt Nam đã tạo điều kiện cho tơi tham gia chương trình học tập,
nghiên cứu tại trường.
Xin cảm ơn bố, mẹ, chị gái, chồng và hai con gái đã luôn ở bên, ủng hộ, tạo
mọi điều kiện thuận lợi nhất để tơi có thể dành thời gian, tâm sức học tập, hoàn thành
luận án kịp tiến độ.
Tác giả

Đào Thị Hiền



DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AERMAP
AERMET
AERMIC
AERMOD
BĐKH
BOT
CFB
CNNĐ
FE
EPA
ESP
EU
FDA
FGD
GEF
GEM
GOM
GWh
HAP
KCN
KPH
MEC
NCAR
NIOSH
NM
NMNĐ
NRDC

OSHA
PBM
PC

: AMS/EPA Regulatory Map - Công cụ địa hình
: AMS/EPA Regulatory Meteorology - Công cụ khí tượng
: AMS/EPA Regulatory Model Improvement Committee
: AMS/EPA Regulatory Model
: Biến đổi khí hậu
: Build - Operate - Tranfer (Xây dựng - Vận hành - Chuyển giao)
: Circulating Fluidizing Bed - Sơi tuần hồn
: Cơng nghiệp nhiệt điện
: Filter Fabric - Lọc bụi tay áo
: United States Environmental Protection Agency - Cơ quan Bảo vệ
môi trường Hoa Kỳ
: Electrostatic Precipitator System - Hệ thống lắng bụi tĩnh điện
: The European Union - Liên minh châu Âu
: Food and Drug Administration - Cục quản lý Thực phẩm và Dược
phẩm Hoa Kỳ
: Flue Gas Desulfurization - Khử lưu huỳnh trong khói thải
: Global Environment Fund - Quỹ mơi trường toàn cầu
: Gaseous elemental mercury - Thủy ngân nguyên tố dạng khí
: Gaseous oxidized mercury - Thủy ngân oxy hóa dạng khí
: Giga watt hour
: Hazardous Air Pollutant
: Khu cơng nghiệp
: Không phát hiện
: International Mercury Emission from Coal Workshop - Hội nghị
quốc tế phát thải thủy ngân từ than.
: National Center for Atmospheric Research - Trung tâm Nghiên cứu

khí quyển Quốc gia
: National Institute for Occupational Safety and Health - Viện An
toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia
: Nhà máy
: Nhà máy nhiệt điện
: Natural Resources Defense Council - Hội đồng Quốc gia về Bảo vệ
Tài nguyên thiên nhiên
: Occupational Safety and Health Administration - Cơ quan Quản lý
An toàn và Sức khỏe Lao động
: Particle bound mercury - Thủy ngân dạng hạt
: Pulverized coal - Than phun


PRTR
POPs
SCR
SWFGD
TM
TN&MT
TTĐL
UBND
UNDP
UNEP
USEPA
WHO

: Pollutant Release and Transfer Register - Phát thải chất ô nhiễm và
Đăng ký chuyển giao
: Persistant Organic Pollutants - Các hợp chất ô nhiễm hữu cơ bền.
: Selective Catalytic Reduction - Giảm thiểu chọn lọc xúc tác

: Sea Water Flue Gas Desulfurization - Thiết bị xử lý lưu huỳnh trong
khói thải bằng nước biển
: Tổ máy
: Tài nguyên và Môi trường
: Trung tâm Điện lực
: Ủy ban nhân dân
: United Nations Development Programme - Chương trình Phát triển
của Liên hợp quốc
: United Nations Environmnet Programme - Chương trình môi trường
Liên Hợp Quốc
: United States Environmental Protection Agency - Cơ quan Bảo vệ
môi trường Hoa Kỳ
: World Health Organization - Tổ chức Y tế thế giới


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU
Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nguồn gốc phát thải thủy ngân trong môi trường
Nguồn gốc phát thải thủy ngân do các quá trình diễn ra trong
1.1.1.
tự nhiên
1.1.2. Nguồn gốc phát thải thủy ngân do các hoạt động nhân sinh
1.2. Các dạng tồn tại của thủy ngân trong mơi trường

1.3. Độc tính của thủy ngân
1.4. Phát thải thủy ngân từ các NMNĐ đốt than
Các loại nhiên liệu và thủy ngân trong nhiên liệu NMNĐ
1.4.1.
đốt than
Quá trình cháy của than nhiên liệu và phát thải thủy ngân
1.4.2.
trong NMNĐ
1.4.2.1. Nguyên lý làm việc của lò hơi NMNĐ
1.4.2.2. Nguyên lý cháy
1.4.2.3. Q trình chuyển hóa thủy ngân khi đốt than của NMNĐ
Nghiên cứu liên quan vấn đề phát thải thủy ngân từ
1.5.
quá trình đốt than của NMNĐ trên thế giới và tại Việt Nam
1.5.1. Các nghiên cứu trên thế giới
1.5.2. Các nghiên cứu tại Việt Nam
Chương 2.
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.2.
2.2.1.
2.2.1.1.
2.2.1.2.
2.2.1.3.
2.2.2.
2.2.2.1.
2.2.2.2.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu
NMNĐ đốt than
Mẫu phân tích thủy ngân nghiên cứu
Phương pháp lấy mẫu, phân tích thủy ngân
Lấy mẫu, phân tích hàm lượng thủy ngân trong các mẫu rắn
Lấy mẫu than nhiên liệu
Lấy mẫu đá vôi, tro bay, xỉ, thạch cao
Phân tích hàm lượng thủy ngân trong mẫu rắn
Lấy mẫu, phân tích hàm lượng thủy ngân trong các mẫu nước
Lấy mẫu nước mặt (đầu vào) hệ thống SWFGD
Lấy mẫu nước thải hệ thống SWFGD

1
7
7
7
9
16
19
22
22
29
29
30
32
34
34
41
49
49

49
56
60
60
60
61
61
62
62
62


2.2.2.3. Phân tích thủy ngân trong mẫu nước biển và mẫu nước thải
Lấy mẫu, phân tích hàm lượng thủy ngân trong khói thải
2.2.3.
NMNĐ
2.2.3.1. Lấy mẫu bụi và khí thải tại ống khói
2.2.3.2. Phân tích hàm lượng thủy ngân trong mẫu bụi và khí thải
2.3. Phương pháp mơ hình hóa
Ước tính lượng thủy ngân đầu vào/đầu ra quá trình đốt than
2.4. sản xuất một đơn vị điện năng (01GWh), cân bằng thủy ngân
trong các NMNĐ nghiên cứu
Quy đổi, so sánh thủy ngân trong tro, xỉ, than trên cùng một
2.5.
đơn vị khối lượng nhiên liệu thành tạo
Thống kê, xử lý số liệu; thu thập, phân tích, đánh giá và
2.6.
kế thừa dữ liệu

62


Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Hiện trạng thủy ngân trong quá trình đốt than sản xuất điện
3.1. của NMNĐ
Hàm lượng thủy ngân trong nhiên, nguyên liệu đầu vào
3.1.1.
phục vụ quá trình đốt than của các NMNĐ nghiên cứu
3.1.1.1. Hàm lượng thủy ngân trong than nhiên liệu
3.1.1.2. Hàm lượng thủy ngân trong đá vôi
Nồng độ thủy ngân trong nước biển đầu vào của hệ thống khử
3.1.1.3.
lưu huỳnh SWFGD
Phát thải thủy ngân trong các sản phẩm đầu ra quá trình đốt
3.1.2.
than của các NMNĐ nghiên cứu
3.1.2.1. Hàm lượng thủy ngân trong thạch cao
3.1.2.2. Hàm lượng thủy ngân trong xỉ đáy lò
3.1.2.3. Hàm lượng thủy ngân trong tro bay
Hàm lượng thủy ngân trong nước thải hệ thống khử SOx bằng
3.1.2.4.
nước biển
3.1.2.5. Xác định thủy ngân trong bụi và khí thải các NMNĐ nghiên cứu
Phát thải bụi, thủy ngân (PBM) từ ống khói NMNĐ vào
3.1.3.
mơi trường khơng khí
Nghiên cứu phát thải thủy ngân (PBM) trong thành phần bụi từ
3.1.3.1.
NMNĐ B1 (300MW)
3.1.3.2. Kiểm chứng mơ hình
Tính tốn cân bằng thủy ngân trong q trình đốt than của

3.1.4.
NMNĐ
Bước đầu xác định lượng thủy ngân có khả năng phát thải từ
3.2.
các NMNĐ đốt than nghiên cứu
3.2.1. Hiện trạng tiêu thụ than của Việt Nam

70

62
62
65
65
65
67
67

70
70
70
77
79
79
79
82
87
95
95
103
104

112
117
126
126


3.2.2. Bước đầu ước tính lượng thủy ngân từ than khi sản xuất 01
đơn vị điện năng của các NMNĐ
So sánh lượng thủy ngân đầu vào sản xuất điện từ than của
3.2.3. các NMNĐ nghiên cứu với một số NMNĐ đốt than,
tiêu chuẩn phát thải trên thế giới
Bước đầu ước tính lượng thủy ngân trong các thành phần
3.2.4. đầu vào và đầu ra sau khi đốt than sản xuất 01 đơn vị
điện năng của một số NMNĐ nghiên cứu
Các biện pháp kiểm soát, quản lý thủy ngân trong NMNĐ
3.3.
đốt than
3.3.1. Xác định nguồn nguyên liệu cần kiểm soát thủy ngân
3.3.2. Xác định loại chất thải cần kiểm soát thủy ngân
Biện pháp quản lý, kiểm soát, giảm phát thải thủy ngân trong
3.3.3.
NMNĐ đốt than
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
KHUYẾN NGHỊ
KIẾN NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC 1 – Một số tiêu chuẩn, kết quả thử nghiệm than

PHỤ LỤC 2 – Thiết kế vị trí lấy mẫu (01 trường hợp cụ thể)

129

134

137
139
139
141
143
147
147
149
149


DANH SÁCH BẢNG
Trang
Nguồn phát sinh thủy ngân từ các hoạt động nhân sinh
Thống kê các nguồn phát thải thủy ngân trên thế giới (2018)
Ước tính lượng thủy ngân đầu vào các ngành sản xuất - dịch vụ
Ước tính phân bố thủy ngân phát thải ra ngoài môi trường
Các loại nhiên liệu cơ bản
Thống kê sản lượng điện (2009-2019)
Thông số nguồn thải NMNĐ B1
Hiện trạng NMNĐ than trong hệ thống điện Việt Nam
Các NMNĐ đốt than được nghiên cứu
Đối tượng lấy mẫu phân tích hàm lượng thủy ngân tại NMNĐ
Địa điểm, thời gian, số lượng các mẫu lấy tại NMNĐ phục vụ

Bảng 2.4.
phân tích thủy ngân
Giá trị hàm lượng thủy ngân trong than nhên liệu các NMNĐ
Bảng 3.1.
nghiên cứu
So sánh giá trị hàm lượng thủy ngân trong than nhiên liệu
Bảng 3.2. sử dụng cho NMNĐ tại Việt Nam và một số quốc gia trên
thế giới
Giá trị hàm lượng thủy ngân trong đá vôi nguyên liệu của
Bảng 3.3.
10 NMNĐ nghiên cứu
Bảng 3.4. Hàm lượng thủy ngân trong một số vật liệu
Giá trị hàm lượng thủy ngân trong thạch cao của 04 NMNĐ
Bảng 3.5.
nghiên cứu
So sánh giá trị hàm lượng thủy ngân trong thạch cao các NMNĐ
Bảng 3.6.
nghiên cứu tại Việt Nam và một số quốc gia trên thế giới
Giá trị hàm lượng thủy ngân trong xỉ đáy lò các NMNĐ
Bảng 3.7.
nghiên cứu
Tỷ lệ % hàm lượng thủy ngân trong xỉ quy đổi và hàm lượng
Bảng 3.8.
thủy ngân trong than nhiên liệu các NMNĐ nghiên cứu
So sánh giá trị hàm lượng thủy ngân trong xỉ đáy lò các NMNĐ
Bảng 3.9.
nghiên cứu và một số quốc gia trên thế giới
Giá trị hàm lượng thủy ngân trong tro bay các NMNĐ
Bảng 3.10.
nghiên cứu

Giá trị hàm lượng thủy ngân trong tro bay các NMNĐ đốt than
Bảng 3.11.
trên thế giới
Bảng 1.1.
Bảng 1.2.
Bảng 1.3.
Bảng 1.4.
Bảng 1.5.
Bảng 1.6.
Bảng 1.7.
Bảng 2.1.
Bảng 2.2.
Bảng 2.3.

9
10
11
12
23
43
46
49
55
56
58
70
71

78
78

80
82
82
85
87
88
88


Bảng 3.12.
Bảng 3.13.
Bảng 3.14.
Bảng 3.15.
Bảng 3.16.
Bảng 3.17.
Bảng 3.18.
Bảng 3.19.

Bảng 3.20.

Bảng 3.21.

Bảng 3.22.

Bảng 3.23.

Tỷ lệ % hàm lượng thủy ngân trong tro bay quy đổi và
hàm lượng thủy ngân trong than nhiên liệu các NMNĐ
nghiên cứu
Tỷ lệ % hàm lượng thủy ngân trong xỉ và hàm lượng thủy ngân

trong tro bay (sau quy đổi) tại các NMNĐ nghiên cứu
Kết quả phân tích thủy ngân trong bụi, khí thải các NMNĐ
nghiên cứu
Một số kết quả nghiên cứu thủy ngân trong bụi và khí thải của
các NMNĐ trên thế giới
Tỷ lệ thủy ngân trong dịng khói một số NMNĐ đốt than
trên thế giới
Số liệu căn cứ để tính tốn cân bằng thủy ngân trong quá trình
đốt than của các NMNĐ nghiên cứu (số liệu tham chiếu năm
2019)
Dự kiến nhu cầu tiêu thụ than để sản xuất điện từ năm 20202025 (phương án huy động công suất cao)
Ước tính lượng thủy ngân đầu vào khi sản xuất 01GWh điện
mỗi nhà máy dựa trên lượng than tiêu thụ dự kiến trong năm
2020 - phương án huy động cơng suất cao
Ước tính lượng thủy ngân đầu vào khi sản xuất 01GWh điện
mỗi nhà máy dựa trên lượng than tiêu thụ dự kiến trong năm
2021 - phương án huy động công suất cao
Ước tính lượng thủy ngân đầu vào khi sản xuất 01GWh điện
mỗi nhà máy dựa trên lượng than tiêu thụ dự kiến trong năm
2022 - phương án huy động công suất cao
Lượng thủy ngân đầu vào từ than nhiên liệu của một số NMNĐ,
tiêu chuẩn phát thải thủy ngân theo đơn vị điện năng của một số
quốc gia trên thế giới
Lượng thủy ngân trong từng thành phần đầu vào và đầu ra
khi đốt than nhiên liệu sản xuất 01GWh điện của 03 NMNĐ
nghiên cứu (số liệu năm 2019)

90

92

96
102
103
117

128
130

131

132

135

138


DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1.
Hình 1.2.
Hình 1.3.
Hình 1.4.
Hình 1.5.
Hình 1.6.
Hình 1.7.
Hình 1.8.
Hình 1.9.
Hình 1.10.
Hình 1.11.

Hình 1.12.
Hình 1.13.
Hình 1.14.
Hình 1.15.
Hình 1.16.
Hình 2.1.
Hình 2.2.
Hình 2.3.
Hình 2.4.
Hình 2.5.
Hình 2.6.
Hình 2.7.
Hình 2.8.
Hình 3.1.
Hình 3.2.
Hình 3.3.
Hình 3.4.

Trang
Sơ đồ chuyển hóa thủy ngân trong quá trình đốt cháy than
14
nhiên liệu
Sự chuyển hóa thủy ngân trong mơi trường tự nhiên
17
Quá trình tích lũy thủy ngân trong môi trường
18
Các con đường xâm nhiễm của thủy ngân vào cơ thể người
21
Quá trình hình thành các loại than
24

Cấu trúc than lignite
24
Cấu trúc than bitum
24
Cấu trúc than antraxit
25
Cấu trúc than graphite
25
Phát triển thơng số hơi lị đốt than ở Nhật Bản
29
Q trình phát triển thông số hơi trên tới hạn của BHK
29
Quá trình hạt than nhiên liệu bị đốt cháy
31
Chu trình dịng khói được hình thành và lưu chuyển trong
33
quá trình đốt của NMNĐ
Tương quan giữa tỷ lệ % thủy ngân được oxy hóa với nhiệt độ
35
Sản lượng điện của hệ thống và đóng góp của từng loại hình
42
Vị trí NMNĐ B1
47
Sơ đồ cấu hình lị CFB
51
Sơ đồ cấu hình lị PC
52
Bản đồ phân bố các NMNĐ đốt than được nghiên cứu
54
Thiết kế vị trí lấy mẫu phân tích thủy ngân với từng đối tượng

57
NMNĐ nghiên cứu
Hình ảnh lấy mẫu than nhiên liệu tại hiện trường
61
Hình ảnh lấy mẫu thạch cao tại hiện trường
61
Sơ đồ hệ thống lấy mẫu hơi kim loại nặng từ nguồn thải
64
Sơ đồ nghiên cứu của Luận án
69
Kết quả phân tích hàm lượng thủy ngân trong mẫu than
71
nhiên liệu tại 16 NMNĐ nghiên cứu
So sánh hàm lượng thủy ngân trong than nhiên liệu giữa các
76
NMNĐ dùng công nghệ lị than phun (PC) và lị tầng sơi tuần
hồn (CFB)
So sánh hàm lượng thủy ngân giữa các NMNĐ sử dụng than
77
nội địa và than nhập khẩu được nghiên cứu
Kết quả phân tích hàm lượng thủy ngân trong thạch cao tại
81
04 NMNĐ nghiên cứu


Hình 3.5.
Hình 3.6.
Hình 3.7.
Hình 3.8.
Hình 3.9.

Hình 3.10.
Hình 3.11.
Hình 3.12.
Hình 3.13.
Hình 3.14.
Hình 3.15.
Hình 3.16.
Hình 3.17.
Hình 3.18.
Hình 3.19.
Hình 3.20.
Hình 3.21.
Hình 3.22.
Hình 3.23.

Phân bố các NMNĐ khi xét đồng thời hàm lượng thủy ngân
trong than nhiên liệu và hàm lượng thủy ngân trong xỉ
So sánh tỷ lệ hàm lượng thủy ngân trong xỉ/hàm lượng thủy ngân
trong than giữa hai nhóm NMNĐ sử dụng cơng nghệ lị PC và
CFB
Phân bố các NMNĐ khi xét đồng thời hàm lượng thủy ngân
trong than nhiên liệu và hàm lượng thủy ngân trong tro bay
So sánh tỷ lệ hàm lượng thủy ngân trong tro/hàm lượng thủy
ngân trong than giữa nhóm các NMNĐ dùng cơng nghệ PC và
CFB
Mối liên quan giữa hàm lượng thủy ngân trong xỉ và tro sau
quy đổi theo đơn vị khối lượng than nhiên liệu
Mối liên quan hàm lượng thủy ngân trong tro/xỉ sau quy đổi theo
cùng khối lượng than nhiên liệu sử dụng giữa nhóm các NMNĐ
dùng cơng nghệ lị PC và cơng nghệ lò CFB

Hàm lượng thủy ngân trong bụi các NMNĐ nghiên cứu
So sánh hàm lượng thủy ngân trong bụi giữa nhóm các NMNĐ
sử dụng cơng nghệ lị PC và cơng nghệ lò CFB
So sánh hàm lượng thủy ngân trong bụi giữa nhóm các NMNĐ
sử dụng than trong nước và than nhập khẩu
Nồng độ thủy ngân trong khí thải các NMNĐ nghiên cứu
So sánh nồng độ thủy ngân giữa nhóm các NMNĐ sử dụng
cơng nghệ lị PC và cơng nghệ lị CFB
So sánh nồng độ thủy ngân giữa nhóm các NMNĐ sử dụng
than trong nước và than nhập khẩu
Mối liên quan giữa hàm lượng thủy ngân trong bụi và nồng độ
thủy ngân trong khí thải tại các NMNĐ nghiên cứu
Kết quả dự báo phát tán bụi từ ống khói NMNĐ B1 đạt giá trị
cực đại (kịch bản cao)
Vị trí dự báo phát tán bụi từ ống khói NMNĐ B1 đạt giá trị
cực đại (kịch bản cao)
Kết quả dự báo phát tán bụi lắng (Dry Depos.) từ ống khói
NMNĐ B1 (kịch bản cao)
Kết quả dự báo phát tán bụi lắng (Wet Depos.) từ ống khói
NMNĐ B1 (kịch bản cao)
Kết quả dự báo phát tán bụi từ ống khói NMNĐ B1 đạt giá trị
cực đại (kịch bản trung bình)
Kết quả dự báo phát tán bụi lắng (Dry Depos.) từ ống khói
NMNĐ B1 (kịch bản trung bình)

83
86

90
92


94
95

97
98
99
99
100
101
101
105
105
106
106
107
107


Hình 3.24.
Hình 3.25.
Hình 3.26.
Hình 3.27.
Hình 3.28.
Hình 3.29.
Hình 3.30.
Hình 3.31.
Hình 3.32.
Hình 3.33.
Hình 3.34.

Hình 3.35.
Hình 3.36.
Hình 3.37.
Hình 3.38.

Hình 3.39.
Hình 3.40.
Hình 3.41.

Kết quả dự báo phát tán bụi lắng (Wet Depos.) từ ống khói
NMNĐ B1 (kịch bản trung bình)
Vị trí dự báo phát tán bụi từ ống khói NMNĐ B1 đạt giá trị
cực đại (kịch bản trung bình)
Kết quả dự báo phát tán bụi từ ống khói NMNĐ B1 (kịch bản
thấp)
Vị trí dự báo nồng độ bụi đạt giá trị cực đại sau khi phát tán
từ ống khói NMNĐ B1 (kịch bản thấp)
Kết quả dự báo phát tán bụi lắng (Dry Depos.) từ ống khói
NMNĐ B1 (kịch bản thấp)
Kết quả dự báo phát tán bụi lắng (Wet Depos.) từ ống khói
NMNĐ B1 (kịch bản thấp)
Vị trí các điểm dự báo nồng độ bụi/thủy ngân (PBM) sau khi
phát tán từ ống khói NMNĐ B1 đạt giá trị cực đại
Kết quả dự báo phát tán bụi từ ống khói NMNĐ B1 (ngày
31/10/2019)
Kết quả kiểm chứng phát thải bụi từ ống khói NMNĐ B1 (ngày
31/10/2019)
Vị trí nồng độ bụi đạt giá trị cực đại theo kết quả mơ hình dự báo
và số liệu kiểm chứng ngày 31/10/2019
Nồng độ GEM mô phỏng từ ngày 01/01/2013 đến ngày

31/12/2013
Cân bằng thủy ngân trong quá trình đốt than ở một số NMNĐ
sử dụng than bitum tại Thái Lan
Biểu đồ cân bằng vật chất của thủy ngân tại NMNĐ đốt than
nghiên cứu thí điểm ở Hà Lan (có lắp thiết bị ESP và FGD) [43]
Dự kiến nhu cầu tiêu thụ than để sản xuất điện từ năm 2020-2025
(phương án cao)
Ước tính tổng lượng thủy ngân đầu vào dựa trên lượng than
tiêu thụ dự kiến cho mỗi NMNĐ trong 03 năm (2020-2022)
- phương án huy động công suất cao
Mối tương quan giữa hàm lượng thủy ngân trong than nhiêu liệu
và lượng thủy ngân khi sản xuất 01kWh điện mỗi nhà máy
(phương án cao)
Mối tương quan giữa hàm lượng thủy ngân trong than nhiên liệu
và hàm lượng thủy ngân trong đá vơi
Q trình thủy ngân thay đổi dạng tồn tại phụ thuộc vào nhiệt độ
dịng khói NMNĐ đốt than

108
108
109
110
111
111
112
113
114
114
116
123

126
128
129

133

140
142


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Thủy ngân là một kim loại ở thể lỏng tại nhiệt độ thường, rất dễ bốc hơi,
được phát thải vào môi trường một phần do các quá trình diễn ra trong tự nhiên
(cháy rừng...) nhưng phần nhiều là do các hoạt động nhân sinh, đặc biệt là hoạt
động đốt nhiên liệu hóa thạch (sản xuất điện, xi măng, thép...). Trong môi trường,
thủy ngân tồn tại ở ba dạng: nguyên tố, hợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ và đều có
thể gây độc, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, môi trường [26]. Mức độ
gây độc của thủy ngân tùy thuộc liều lượng, thời gian tiếp xúc với thủy ngân và
dạng tồn tại của thủy ngân. Trong mơi trường, thủy ngân có đặc tính bền vững, tích
tụ sinh học qua chuỗi thức ăn rất cao.
Rất nhiều thảm họa môi trường liên quan đến độc tính của thủy ngân đã được
các nhà khoa học, các nhà quản lý về môi trường phát hiện trong đó điển hình là vụ
nhiễm độc thủy ngân tại vịnh Minamata, Nhật Bản. Di chứng, hậu quả của vụ
nhiễm độc thủy ngân này đối với con người nặng nề đến mức các hội chứng bệnh lý
của người dân nhiễm độc thủy ngân mắc phải tại đây được các nhà nghiên cứu gọi
tên là hội chứng Minamata nhằm ghi lại dấu ấn "đen tối" trong lịch sử con người do
ảnh hưởng của thủy ngân gây ra. Ở Việt Nam, vụ cháy xảy ra tại Cơng ty cổ phần
Bóng đèn Phích nước Rạng Đơng - cơ sở phường Hạ Đình, Thanh Xuân, Hà Nội
diễn ra ngày 28/08/2019 đã thiêu rụi 6.000m2 nhà xưởng, kho thành phẩm thuộc bộ

phận làm đèn dây tóc, bóng đèn huỳnh quang và CFL đã dẫn đến nhiều lo ngại về
vấn đề phát tán thủy ngân ra ngồi mơi trường.
Về mặt ngun lý, thủy ngân giải phóng ra khỏi vật thể ban đầu sau quá trình
cháy sẽ tồn tại dưới dạng pha khí, tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến con người.
Trường hợp tác động gián tiếp, khí thải chứa thủy ngân theo hoàn lưu khí quyển
xâm nhập vào môi trường nước (nước mặt, nước biển), mơi trường đất; cũng có thể
lắng đọng qua mưa/các hạt sol khí để xâm nhập vào môi trường đất, nước (nước
mặt, nước ngầm), tích tụ tại biển, đi vào chuỗi thức ăn của hệ sinh thái, gây hại cho
con người theo các dạng thức như nước thải có chứa thủy ngân. Theo U.S EPA,
thủy ngân trong khói thải có thể lan truyền và lắng đọng xuống bề mặt đất/nước tại
các vị trí cách xa nguồn thải hàng nghìn mét khiến kiểm soát khó khăn.
1


Theo số liệu thống kê [103], việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong các
NM điện và lị hơi sinh nhiệt chiếm 46% tổng lượng thủy ngân phát thải toàn cầu chiếm tỷ lệ lớn nhất, tiếp theo là hoạt động khai thác và chế biến vàng (18%), sản
xuất xi măng và luyện kim đều chiếm khoảng 10%, lượng phát thải thủy ngân còn
lại do hoạt động xử lý rác, sản xuất hỗn hỗng nha khoa… Đến năm 2018 [35],
lượng thủy ngân phát thải trên toàn cầu ước tính là hơn 2,22 triệu tấn trong đó chủ
yếu từ các hoạt động khai thác mỏ, chế biến quặng (37,7%), hoạt động đốt than sản
xuất điện chiếm 21%, xi măng là 11%. Như vậy, trong các hoạt động nhân sinh, lò
đốt nhiên liệu hóa thạch (NMNĐ, thép, xi măng, luyện kim...) chiếm vai trò đặc biệt
quan trọng. Dự án kiểm kê thủy ngân quốc gia năm 2015 [1] ước tính tổng lượng
phát thải thủy ngân từ tiêu thụ năng lượng (theo năm) tại Việt Nam chiếm 13,3% cao thứ hai trong số các ngành/lĩnh vực được thống kê.
Khí thải chứa thủy ngân (bao gồm cả nguồn thải nhân sinh lẫn tự nhiên) trong
đó chủ yếu từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch tại các lị đốt quy mơ cơng nghiệp
với một lượng lớn. Thủy ngân trong khí thải được phát thải qua các ống khói có độ
cao hàng trăm mét, khuếch tán trong môi trường không khí, dễ dàng chuyển từ môi
trường không khí sang các thành phần môi trường khác (đất, nước) nên tác hại của
thủy ngân được phát huy trên diện rộng, tích tụ trong các hệ sinh thái. Đặc điểm này

khiến cho nguồn khí thải có chứa thủy ngân cần được kiểm soát chặt chẽ.
Nghiên cứu độc tính, đặc điểm tồn tại của thủy ngân trong môi trường đã
được các nước trên thế giới đặt ra từ những năm 80 của thế kỷ trước. Các nghiên
cứu về nguồn gốc, sự tồn tại và chuyển hóa cũng như phát sinh thủy ngân trong quá
trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch của các NMNĐ đã được nghiên cứu, công bố
nhưng chủ yếu mới đưa ra các số liệu phân tích đối với than bitum, á bitum (loại
than sử dụng phổ biến tại Hoa Kỳ, Úc, Châu Âu, thậm chí Nhật Bản, Hàn Quốc,
Trung Quốc). Tài liệu đề cập đến hàm lượng thủy ngân trong than antraxit cũng như
phát thải thủy ngân từ các NMNĐ đốt than antraxit (loại than đặc trưng đang khai
thác, sử dụng nội địa của Việt Nam hiện nay) rất hiếm trong khi than antraxit có đặc
tính lý - hóa khác hẳn than bitum và á bitum.
Việt Nam là nước mới gia nhập công ước Minamata về thủy ngân (ký kết
ngày 11/10/2013, phê chuẩn ngày 23/06/2017). Theo lộ trình, Việt Nam cần thực
2


hiện điều tra quốc gia về hiện trạng sử dụng, phát thải thủy ngân, hướng tới kiểm
soát phát thải. Tuy nhiên, đến nay Việt Nam vẫn chưa có cơ sở dữ liệu về thủy ngân
đáng tin cậy, đồng bộ; một số hoạt động kiểm kê nguồn phát thải thủy ngân đã được
xúc tiến trong những năm 2014-2015, chủ yếu dựa trên nguồn tài trợ của quốc tế,
phạm vi hẹp (dự án “Kiểm kê thủy ngân quốc gia” dưới sự tài trợ của UNEP [1] là
ví dụ), cung cấp những số liệu bước đầu, mức độ chính xác còn xem xét, cần tiếp
tục sàng lọc để có một hệ thống dữ liệu thủy ngân tin tưởng hơn.
Như vậy, có thể thấy lĩnh vực phát thải thủy ngân được thế giới cũng như
Việt Nam quan tâm là ngành CNNĐ. Tại Việt Nam, nhiệt điện đốt than với vai trò
là một nguồn thải lớn, tốc độ phát triển nhanh nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng,
phát triển của nền kinh tế quốc dân nên việc nghiên cứu hàm lượng thủy ngân trong
than (than antraxit) sử dụng trong các NMNĐ là hết sức cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá được hiện trạng thủy ngân trong: than nhiên liệu, các nguyên liệu

đầu vào khác (nếu có), các sản phẩm đầu ra quá trình đốt than sản xuất điện của các
NMNĐ nghiên cứu tại Việt Nam.
- Ước tính được trung bình lượng thủy ngân đầu vào từ than nhiên liệu khi
sản xuất một đơn vị điện năng và phát thải ra từ một số nguồn thải (01GWh điện)
của những NMNĐ đốt than nghiên cứu.
- Xác định mối tương quan lượng thủy ngân giữa nguyên liệu đầu vào và các
sản phẩm đầu ra; trong các loại chất thải khác nhau khi xem xét cân bằng vật chất
của quá trình đốt than tại các NMNĐ nghiên cứu, từ đó đề xuất biện pháp quản lý
phù hợp trong điều kiện hiện tại của Việt Nam.
3. Nội dung nghiên cứu
- Thông qua kết quả phân tích, xác định hàm lượng thủy ngân trong: than
nhiên liệu; một số nguyên liệu đầu vào khác tham gia vào quá trình biến hóa năng
của than nhiên liệu thành nhiệt năng tại các NMNĐ nghiên cứu; các sản phẩm đầu
ra sau khi đốt than tại NM.
So sánh kết quả nghiên cứu với những số liệu đã công bố trong nước và quốc
tế để phân tích, đánh giá.
3


So sánh lượng thủy ngân trong mỗi sản phẩm đầu vào, đầu ra của quá trình
đốt than giữa các NMNĐ được nghiên cứu để phân tích và đánh giá.
Nghiên cứu sử dụng mô hình AERMOD tính toán nồng độ thủy ngân dạng
PBM (liên kết trong các hạt tồn tại ở thể rắn không bị thu giữ bởi thiết bị lọc bụi)
của 01 NMNĐ điển hình nhằm bước đầu xem xét mức độ phát thải thủy ngân
(PBM) từ ống khói NMNĐ trong mơi trường khơng khí.
- Căn cứ hàm lượng thủy ngân trong than nhiên liệu tại mỗi NMNĐ nghiên
cứu, sản lượng than tiêu thụ và sản lượng điện sản xuất tương ứng, xác định lượng
thủy ngân đầu vào khi sản xuất một đơn vị điện năng (GWh) các NMNĐ nghiên
cứu.
So sánh kết quả tính tốn với số liệu đã cơng bố trước đây để đánh giá.

- Căn cứ lượng thủy ngân trong các sản phẩm đầu ra quá trình đốt than tại
các NM nghiên cứu đã xác định, xem xét mối tương quan lượng thủy ngân giữa các
loại chất thải khác nhau trong cùng một NM cũng như cân bằng thủy ngân trong
quá trình than cháy để sản xuất điện từ đó xác định loại chất thải (rắn/lỏng/khí) có
khả năng chứa hàm lượng thủy ngân cao hơn cần tập trung kiểm soát.
So sánh cân bằng thủy ngân trong quá trình đốt than tại các NMNĐ nghiên
cứu với các kết quả, đánh giá trên thế giới; phân tích nguyên nhân mất cân bằng và
nhận xét.
Rà soát các biện pháp quản lý, giảm thiểu phát thải thủy ngân từ lĩnh vực
CNNĐ trên thế giới, đưa ra một số giải pháp phù hợp với Việt Nam trong điều kiện
hiện nay.
4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu thủy ngân của luận án được thực hiện
trên đối tượng là nhiên liệu đầu vào (than), các sản phẩm cháy đầu ra (tro, xỉ, bụi,
khí thải) của một số NMNĐ đốt than ở Việt Nam.
Một số NMNĐ tiến hành khử SOx trong khí thải (bằng đá vơi hoặc nước
biển) sẽ xác định thêm thủy ngân trong đá vôi hoặc nước biển cấp cho hệ thống
FGD cũng như chất thải đầu ra (thạch cao, nước thải FGD).

4


- Phạm vi nghiên cứu: Trong khoảng thời gian 03 năm tiến hành luận án
(2016-2019), nghiên cứu được tiến hành trên 16 NM trong tổng số 24 NMNĐ đốt
than đang vận hành hiện nay của Việt Nam. Các NMNĐ được lựa chọn nghiên cứu
đại diện cho cả 02 công nghệ lò hơi phổ biến hiện nay (CFB và PC); sử dụng các
nguồn than trong nước cũng như nhập khẩu; bao gồm cả các NM điện cũ lẫn các
NM mới đưa vào vận hành; từ các NM có hệ thống xử lý khí thải chỉ lắp đặt thiết bị
lọc bụi (ESP) đến những NM có hệ thống xử lý khí thải tương đối đầy đủ (lắng bụi
tĩnh điện, khử SOx và NOx trong khí thải).

Luận án cũng nghiên cứu thí điểm sự phát thải thủy ngân (thông qua bụi PBM) từ ống khói một NMNĐ điển hình để so sánh, đánh giá mức độ phát thải thủy
ngân từ NMNĐ trong môi trường khơng khí.
Thời gian ước tính lượng thủy ngân đầu vào quá trình sản xuất các NMNĐ
đốt than được nghiên cứu là 03 năm gần nhất kể từ thời điểm kết thúc luận án
(2020-2022), dựa trên số liệu đầu vào tiêu thụ than, sản lượng điện dự báo trong 05
năm gần nhất (2020-2025). Các tính tốn cân bằng thủy ngân; lượng thủy ngân
trong nguyên, nhiên liệu đầu vào/sản phẩm đầu ra khi đốt than sản xuất 01kWh điện
một vài NMNĐ nghiên cứu căn cứ số liệu thời điểm năm 2019.
5. Những điểm mới của luận án
- Luận án cung cấp, đánh giá các số liệu phân tích thủy ngân trong than
antraxit sử dụng tại các NMNĐ đốt than của Việt Nam.
- Luận án nghiên cứu sự phát thải thủy ngân từ quá trình đốt cháy nhiên liệu,
trong đó có thủy ngân dạng hạt (PBM) liên kết cùng hạt bụi theo dịng khói thải vào
mơi trường khơng khí từ NMNĐ (thí điểm tại một nhà máy điển hình). Việc nghiên
cứu phát thải tại các NMNĐ từ trước đến nay tại Việt Nam chủ yếu tập trung vào
các thành phần ô nhiễm: bụi, khí SOx, NOx, ít đề cập đến thủy ngân.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Luận án cung cấp bộ dữ liệu kết quả phân bố thủy ngân trong hoạt động
NMNĐ đốt than bao gồm từ nguyên/nhiên liệu đầu vào: than nhiên liệu, đá
vôi/nước biển dùng để khử SOx trong khí thải đến các sản phẩm cháy đầu ra: tro, xỉ,
thạch cao, bụi, khí thải, nước thải hệ thống khử SOx.

5


- Thông qua kết quả phân tích hàm lượng thủy ngân trong các sản phẩm cháy
sau khi đốt than tại các NMNĐ, luận án bước đầu xác định mức độ tồn tại của thủy
ngân trong các loại chất thải khác nhau của NMNĐ, từ đó đề xuất đối tượng cần
kiểm soát và biện pháp quản lý phù hợp.
- Từ năm 2015 đến nay, Bộ TN&MT đã nhiều lần dự thảo sửa đổi quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia về khí thải CNNĐ - QCVN 22:2009/BTNMT trong đó dự kiến bổ
sung kiểm soát thêm thông số thủy ngân trong khí thải. Việc bước đầu nghiên cứu,
đánh giá hàm lượng thủy ngân trong bụi, nồng độ thủy ngân trong khí thải tại các
NMNĐ này sẽ có giá trị thực tiễn khi trở thành một phần tham khảo trong quá trình
xây dựng, hiệu chỉnh quy chuẩn; xây dựng quy định về đăng ký phát thải và chuyển
giao phát thải (PRTR) thủy ngân sau này.
7. Cấu trúc của luận án
Luận án bao gồm 03 chương không kể phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham
khảo.
Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận.

6


Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nguồn gốc phát thải thủy ngân trong môi trường
1.1.1. Nguồn gốc phát thải thủy ngân do các quá trình diễn ra trong tự nhiên
Trong tự nhiên, thủy ngân vô cơ xuất hiện trong đất, đá, khoáng vật (hàm
lượng thủy ngân chiếm 0,1-4% các quặng sunfua với tên gọi là Thần sa (Chu sa);
hàm lượng thủy ngân trong đất trồng trọt trung bình khoảng 0,1ppm. Thủy ngân vơ
cơ sẽ giải phóng vào mơi trường khơng khí thơng qua q trình phong hóa và vào
môi trường đất qua quá trình rửa trôi.
Khi núi lửa phun trào, bên cạnh các chất ô nhiễm như tro bụi, các loại khí độc
hại như sunfua dioxit, hydro sunfua, metan… được đưa vào khí quyển thì một
lượng đáng kể các khí độc hại khác trong đó có argon, helium, neon, halocacbon,
thủy ngân thể hơi cũng được giải phóng khỏi lịng đất vào mơi trường khơng khí
[16, 30, 52].
Thủy ngân được phát hiện tại hầu hết các núi lửa hoạt động. Núi lửa Kilauea

giải phóng khoảng 270 tấn thủy ngân mỗi năm và được xác định là nguồn thủy ngân
ở Oahu (cách xa Kilauea khoảng 320km) [16].
Các vụ cháy rừng do những yếu tố khách quan diễn ra gần như phổ biến trên
trái đất, điển hình là vụ cháy bùng phát trên 5,7 triệu ha rừng bắc Canada và Alaska
năm 2004; sau đó là 3,4 triệu ha trong mùa hè năm kế tiếp. Nghiên cứu [74] chỉ ra:
ngoài tác động tiêu cực trực tiếp đến môi trường do ngọn lửa gây ra, một lượng lớn
thủy ngân (Hg) đã được giải phóng khỏi than bùn - loại vật chất có mặt phổ biến ở
các khu rừng phía bắc Hoa Kỳ để phát tán vào môi trường không khí. Các nhà khoa
học thuộc NCAR đã tiến hành theo dõi sự di chuyển các đám khói từ cháy rừng ở
Washington trong vịng 02 tuần và nhận thấy nồng độ thủy ngân trong không khí đã
tăng lên gấp 05 lần so với thông thường trong khu vực có đám khói [24].
Về mặt bản chất, thủy ngân có mặt trong thành phần sinh khối (nguồn gốc của
nhiên liệu hóa thạch). Cháy rừng là q trình làm cháy sinh khối (tương tự việc đốt
nhiên liệu hóa thạch trong công nghiệp) khiến phát thải thủy ngân tích lũy trong
sinh khối. Sinh khối cháy sẽ giải phóng thủy ngân vào khí quyển cũng như đất,
nước tạo thành một chu trình tuần hoàn khép kín.

7


Cháy rừng là một hiện tượng tự nhiên có sự tham gia của một lượng lớn sinh
khối vào quá trình cháy vì vậy lượng thủy ngân trong khí quyển có thể tăng lên một
cách bất thường. Tuy nhiên, khả năng tồn lưu thủy ngân từ các đám cháy tự nhiên
trong khơng khí khơng q lâu. Khi xem xét sự di chuyển các đám khói từ cháy
rừng tại Southern California, các nhà nghiên cứu nhận thấy thủy ngân đã khơng cịn
để lại bất kỳ dấu vết tồn tại nào sau 04 năm [74].
Mức độ nguy hại của thủy ngân đến sức khỏe con người tại các khu vực gần
đám cháy rất khó định lượng. U.S EPA đã xây dựng ngưỡng thủy ngân tối đa có thể
chấp nhận được trong khơng khí trường hợp này là 300ng/m3 khí. [11, 41].
Lượng thủy ngân thải ra từ các vụ cháy phụ thuộc vào lượng thủy ngân tích tụ

trong sinh khối, hệ sinh thái (đối với cháy rừng) trước khi cháy; nhiệt độ và thời
gian đất bị nung nóng trong quá trình cháy. Mức độ cháy của một vụ hỏa hoạn phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiên liệu cấp cho quá trình cháy, độ ẩm của đất, địa
hình, thời tiết, động lực ngọn lửa. Các mơ phỏng quá trình cháy trong phịng thí
nghiệm cho thấy thủy ngân gần như được giải phóng ra hoàn toàn từ các chất hữu
cơ trong sinh khối thông qua ngọn lửa, phát thải chủ yếu ở dạng khí (Hgo), chỉ 5%
lượng thủy ngân sinh ra tồn tại ở dạng hạt (Hgp). Có hai cách tiếp cận để nghiên cứu
thủy ngân phát sinh từ quá trình cháy rừng: 1) lấy mẫu khói của đám cháy [11] và
2) lấy mẫu đất sau khi cháy tại các vị trí hỏa hoạn [11].
Theo nghiên cứu của NCAR - Trung tâm Nghiên cứu khí quyển Quốc Gia tại
Boulder (Colorado, Hoa Kỳ), các vụ cháy rừng và các vụ nổ tại Hoa Kỳ đã giải
phóng khoảng 30% lượng thủy ngân so với các nguồn công nghiệp của quốc gia
này. Số liệu thống kê cho thấy các vụ hỏa hoạn ở Hoa Kỳ và Alaska đã thải khoảng
44 tấn thủy ngân vào khí quyển hàng năm [26].
Thủy ngân vô cơ phát sinh từ các nguồn nêu trên chủ yếu phát thải vào môi
trường không khí, theo hoàn lưu khí quyển tiếp tục xâm nhập vào môi trường đất
đặc biệt là môi trường nước, tích lũy vào hệ sinh thái dưới dạng thủy ngân hữu cơ
(MeHg - methyl thủy ngân). U.S EPA đã coi MeHg là chất gây ung thư và đặt giới
hạn 2ppb Hg trong nước uống, FDA xác nhận ngưỡng 1ppb MeHg trong mẫu hải
sản [24]. Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, sự nóng lên của trái đất cũng như các
hiện tượng thời tiết cực đoan, mức độ, tần suất các đợt cháy rừng tự nhiên xảy ra
8


ngày càng tăng. Điều này dẫn đến tác động của thủy ngân giải phóng từ các vụ cháy
rừng đối với chuỗi thức ăn trên diện rộng sẽ tăng lên tương ứng.
Thủy ngân nguyên tố (Hgo) khi được phát tán vào khí quyển từ các đám cháy,
nổ, núi lửa phun sẽ tồn tại 06 tháng đến 1 năm sau đó bị oxy hóa tạo nên phản ứng
thủy ngân (giải phóng Hg2+). Thủy ngân Hg2+ sẽ “lưu trú” trong khí quyển rất ngắn
“vài ngày đến vài tuần”, sau đó “lắng đọng”, xâm nhập vào môi trường đất, nước để

đi vào hệ sinh thái trên cạn cũng như dưới nước. Các khu vực đã bị cháy sẽ có tỷ lệ
hấp thụ thủy ngân và tái lưu giữ thủy ngân thấp hơn so với trước đó [26].
1.1.2. Nguồn gốc phát thải thủy ngân do các hoạt động nhân sinh
Theo thống kê, khoảng hơn 2.000 ngành sản xuất công nghiệp cũng như sản
phẩm công nghiệp ít nhiều có sử dụng thủy ngân, đặc biệt lĩnh vực khai khống,
luyện kim, hóa chất, phân bón, xi măng, điện, điện tử và y học. Một số nguồn nhân
tạo phát sinh thủy ngân được liệt kê trong bảng 1.1:
Bảng 1.1. Nguồn phát sinh thủy ngân từ các hoạt động nhân sinh
TT
1

Tên
Thủy ngân

Hình thức tồn tại
Thủy ngân kim
loại hoặc thủy
ngân ngun tố
(Hgo)

2

Thủy ngân vơ Hợp chất vơ cơ
cơ hóa trị 2
thủy ngân tồn tại ở
dạng Hg2+)

3

Thủy ngân vô Hợp chất vơ cơ

cơ hóa trị 1
(thủy ngân tồn tại
ở dạng Hg1+)
Methyl thủy Hợp chất hữu cơ
ngân
Phenyl thủy Hợp chất hữu cơ
ngân

4
5

Nguồn phát sinh
Sản xuất Xút và Clo theo phương pháp
điện phân (Chlor-Alkali).
Vật liệu trám nha khoa.
Khai thác vàng.
Thiết bị điện (pin, các thiết bị chuyển
mạch điện, các công tắc điện và rơle).
Các thiết bị (nhiệt kế, áp kế, phong vũ
biểu, máy đo độ ẩm,…).
Thiết bị điện (pin, các loại đèn có chứa
thủy ngân).
Sản phẩm chăm sóc da có chứa thủy ngân.
Các sản phẩm y tế có chứa thủy ngân.
Các thiết bị điện (pin).
Các sản phẩm y tế có chứa thủy ngân.
Vật liệu trầm tích bị ô nhiễm thủy ngân.
Thực phẩm (cá) có chứa thủy ngân.
Các hóa chất diệt nấm.
Các sản phẩm sơn.

Nguồn: [13]
9


Nguồn khí thải chứa thủy ngân hình thành từ hai q trình chính: đốt cháy
nhiên liệu hóa thạch; điều chế hóa học trong đó chủ yếu là đốt nhiên liệu hóa thạch.
Hàm lượng thủy ngân trong than, dầu khơng q cao - dao động từ 70ng/g đến
22.800ng/g (ppb) tùy loại nhưng lượng nhiên liệu tiêu thụ cho hoạt động sản xuất
điện hàng năm rất lớn do đó tổng lượng thủy ngân phát sinh từ lĩnh vực này chiếm
tỷ trọng cao so với các ngành sản xuất, thương mại còn lại (kể cả luyện kim); có vai
trị quyết định trong tổng lượng thủy ngân phát sinh, gia nhập vào hoàn lưu khí
quyển (lớn hơn nhiều so với các nguồn tự nhiên).
Bảng 1.2. Thống kê các nguồn phát thải thủy ngân trên thế giới (2018)
Lượng phát
Tỷ lệ trong tổng lượng
sinh (kg/năm) thủy ngân phát thải (%)
Khai thác mỏ thủ công và quy mơ nhỏ
837.658
37,67
Lị đốt nhiên liệu hóa thạch
473.777
21,31
Sản xuất kim loại đen
326.657
14,69
Sản xuất xi măng
233.168
10,49
Chất thải từ
146.938

6,61
Hoạt động đốt sinh khối
51.860
2,33
Sản xuất kim loại màu
39.903
1,79
Sản xuất xút - clo
58.268
2,62
Sản xuất kiềm
15.146
0,68
Rác thải
14.944
0,67
Q trình lọc dầu
14.377
0,65
Đốt dầu và khí
7.130
0,32
Hỏa táng
3.768
0,17
Nguồn: [35]. Tổng lượng thủy ngân phát thải năm 2018: 2.223.594kg
Các nguồn phát sinh

Theo tài liệu đánh giá của UNEP, lượng thủy ngân phát thải từ các NMNĐ của
các nước châu Âu (tổng số 25 nước thành viên của EU) năm 2005 ước tính khoảng

29 tấn/năm sau khi đã giảm từ 52 tấn/năm ở những năm 1995 [73]. Việc giảm phát
thải thủy ngân một cách đáng kể này là kết quả của tổng hợp các giải pháp bao gồm
cả chuyển đổi nhiên liệu (từ than sang khí tự nhiên), nâng cao hiệu suất đốt nhiên
liệu đồng thời áp dụng các công nghệ giảm phát thải, kiểm sốt khí SO2 và NOx,
chuyển hướng phát triển năng lượng tái tạo. Việc cắt giảm này được dự báo sẽ tiếp
tục diễn ra do siết chặt kiểm soát và buộc giảm phát thải ở các NMNĐ của EU.
Tổng lượng phát thải thủy ngân từ các NMNĐ của EU được dự báo sẽ thấp hơn 15

10


tấn vào năm 2020 [73]. Theo US EPA, việc đốt than ước tính đã đóng góp khoảng
½ lượng khí thải của Hoa Kỳ tạo ra trong năm (xấp xỉ 48 tấn/năm - số liệu năm
2005). Năm 2010, US EPA đã quyết định thực hiện mục tiêu kiểm soát thủy ngân
cũng như các khí độc hại khác (HAP) thông qua kiểm soát NOx và SO2. Việc “bẫy”
thủy ngân đồng thời khi xử lý các khí thải khác chưa được thực hiện một cách đầy
đủ và phát huy hết tiềm năng do chỉ có khoảng 190GW (chiếm khoảng 60%) điện
sản xuất từ than đá nước này có trang bị FGD. FGD cũng chỉ xử lý cho khoảng 60%
lượng điện được sản xuất ra ở EU. Lượng thủy ngân phát thải từ NMNĐ đốt than ở
Nga ước tính khoảng 8 tấn (năm 2001), tại Ấn Độ là khoảng 52 tấn/năm (số liệu
năm 2001) và Trung Quốc khoảng 141 tấn [73].
Năm 2015, UNEP lần đầu tiên tiến hành dự án “Kiểm kê thủy ngân quốc gia”
trên phạm vi toàn lãnh thổ Việt Nam ở tất cả các ngành, lĩnh vực liên quan đến thủy
ngân và hợp chất thủy ngân bao gồm từ khâu nhập khẩu, lưu giữ, sản xuất, sử dụng,
thải bỏ và phát tán thủy ngân/hợp chất thủy ngân. Phương pháp cơ bản được sử
dụng để điều tra thủy ngân trong dự án này là sử dụng bộ công cụ Toolkit “nhận
biết và phân loại phát thải thủy ngân - mức 1” với số liệu thống kê đạt được cho
năm 2014. Tuy nhiên, các số liệu thống kê này không thể thu thập đồng nhất tại một
thời điểm; một số ngành/lĩnh vực rất khó có được con số thống kê chính xác; các
hoạt động sản xuất, kinh doanh cũng như xuất/nhập khẩu không chính thức (lậu)

cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính toán trong phạm vi dự án này. Với nghiên cứu
bước đầu, dự án đã ước tính lượng thủy ngân đầu vào theo các ngành như bảng 1.3.
Bảng 1.3. Ước tính lượng thủy ngân đầu vào các ngành sản xuất - dịch vụ
T
T
1
2
3
4
5
6

Nguồn (ngành/lĩnh vực)

Tiêu thụ năng lượng
Sản xuất nhiên liệu
Sản xuất kim loại thô
Sản xuất các nhiên liệu khác
Sản xuất các sản phẩm chứa thủy ngân
Sản phẩm sử dụng, thải bỏ có chứa
thủy ngân
7 Thiêu/đốt chất thải
8 Chơn lấp chất thải và xử lý nước thải
11

Ước tính lượng thủy ngân đầu vào
(kg Hg/năm)
%
6.541
13,3

1.041
2,1
4.259
8,7
7.783
16
0.513
1
9.606
19,6

12.383
5.440

25,2
11,1