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


(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

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

: 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

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


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

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

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

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

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.

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

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


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.

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

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

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.

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

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

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

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

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)

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