Hiện nay, trái đất chúng ta sống đang tràn ngập rác thải nhựa: đất, không khí, ao, hồ, sông, biển và các đại dương. Dù cả thế giới, các nhà sản xuất hô hào “Reduce, Reuse and Recycle” (Hạn chế, Tái dụng và Tái chế) nhưng rác thải nhựa vẫn tăng liên tục với tốc độ ổn định là 9%.
Tái sử dụng rác thải nhựa tạo vật liệu bê tông thảm đường là một hướng xử lý rất có giá trị, vừa giảm chi phí đầu tư, xây dựng, tăng độ bền cho đường giao thông, vừa góp phần giải quyết ô nhiễm rác nhựa trong môi trường.
Tái sử dụng rác thải nhựa tạo vật liệu bê tông thảm đường là một hướng xử lý rất có giá trị.
Nhận diện
Trước nay, hầu hết các mặt đường mềm thông thường đều được thảm phủ bê tông nhựa asphalt (asphalt concrete, AC) lên bề mặt. Bê tông nhựa này là một hỗn hợp cấp phối gồm: đá, cát, bột khoáng và hắc ín (nhựa đường, bitum) làm kết cấu mặt đường mềm.
Đường bằng nhựa, plastic roads, là những con đường được xây dựng bằng vật liệu tổng hợp từ nhựa (composite of plastic) với các vật liệu xây dựng khác. Như vậy, plastic road khác với đường thông thường trước nay được thảm với bê tông nhựa (asphalt concrete) vì có thêm thành phần nhựa này. Ngoài giảm ô nhiễm rác thải nhựa, con đường nhựa composite này lại có giá thành rẻ, và chống mòn tốt hơn đường bê tông nhựa thông thường. Hiện nay, đã có nhiều nước lựa chọn sử dụng để tái chế nhựa sau tiêu dùng như Anh, Ấn Độ, Hoa Kỳ, Úc…Theo kế hoạch, tháng 9/2019 này, công ty Dow Việt Nam sẽ hoàn thiện và đưa vào sử dụng con đường nhựa composite dài 1km tại khu tổ hợp công nghiệp DEEP C, cảng Đình Vũ, Hải Phòng.
Quá trình phát triển
Trong thời gian làm việc với tổ chức từ thiện ở miền nam Ấn Độ, Kỹ sư Toby McCartney, tình cờ phát hiện rằng khi bị đốt cháy, rác thải nhựa bị hóa lỏng sẽ chảy vào các lổ thủng, ổ gà trên đường, lấp đầy chúng khiến con đường trở lại bằng phẳng, láng tốt hơn. Trở về Scotland, McCartney cùng với hai người bạn sáng lập và làm giám đốc điều hành công ty MacRebur Gordon Reid, chuyên nghiên cứu sử dụng nhựa dẻo để tạo ra một loại vật liệu thảm đường tổng hợp mới.
Theo nhật báo Daily Record, Scotland, kể từ lúc MacRebur hoạt động đến nay, vật liệu thảm đường nhựa tái chế của công ty đã được sử dụng để xây dựng nhiều đường giao thông ở 50 quốc gia trên thế giới.
Ở nước ta, Tổ hợp công nghiệp DEEP C, Cảng Đình Vũ, Hải Phòng, đã ký kết với Công ty Dow Việt Nam đang làm thử nghiệm 1km đường từ vật liệu thảm đường rác thải nhựa MR6, trong nội bộ trong khu công nghiệp. Rác thải nhựa tái chế để pha trộn chủ yếu là bao bì nhựa dẻo đã qua sử dụng. Theo tính toán, để thảm hoàn thiện 1km sẽ tái chế khoảng 4 tấn bao bì nhựa dẻo rác thải, giải phóng bớt ô nhiễm môi trường. Công nghệ bê tông thảm đường pha rác thải nhựa MR6 này được trường Đại học Hàng hải Việt Nam kiểm định. Sau khi kiểm định, đánh giá và so sánh với công nghệ bê tông nhựa cũ áp dụng nhân rộng.
Bê tông thảm đường với rác thải nhựa và hắc ín
Về lý thuyết, công nghệ pha chế vật liệu nhựa thảm đường tổng hợp rất đơn giản qua các bước: thu gom rác nhựa, rửa sạch rác thải, băm rác thành mảnh nhỏ có kích cở đồng đều, nấu chảy rác nhựa ở nhiệt độ 150-180oC, rồi trộn nó với cốt liệu nóng gồm đá, cát, bột khoáng và hắc ín để ra thành phẩm. Vì cùng có cấu tạo hóa học là các hydrocarbon, nên nhựa (plastic) trong rác thải sau khi tan chảy sẽ trộn đều và liên kết vật lý dễ dàng với hắc ín (bitum), ngăn không cho hỗn hợp bị rã vỡ ra và phân tán vào môi trường.
Hiện tại, trong các vật liệu thảm đường tổng hợp rác nhựa đã thay thế cho hắc ín từ 6 đến 20 phần trăm, và đang được cải tiến để có thể thay đến 50 phần trăm.
MR6 được đánh giá có chất lượng tốt hơn đến 60% và tuổi thọ kéo dài hơn 10 lần so với những tuyến đường nhựa thông thường.
Công ty MacRebur Gordon Reid đã phát triển được nhiều vật liệu nhựa thảm đường tổng hợp, đặt tên là MR6, thích ứng với các môi trường khác nhau: ở Trung Đông, nơi cần độ bền cứng hơn để chống lại xu hướng biến dạng do nhiệt độ; ở các xứ lạnh như Canada hoặc Scotland, nhựa đường phải mềm dẻo hơn để không bị đóng băng. Nói chung, MR6 được đánh giá có chất lượng tốt hơn đến 60% và tuổi thọ kéo dài hơn 10 lần so với những tuyến đường nhựa thông thường.
Chốt nhựa gia cố những con đường (plastic pins)
Ở Hoa Kỳ, nhựa đã được sử dụng nhiều để bảo trì đường bộ. Bằng công nghệ tái chế rác thải nhựa từ bãi chôn lấp thành các chốt ghim khổng lồ chèn vào đất của Giáo sư Sahadat Hossain, Giám đốc Viện chất thải rắn bền vững, Đại học Texas, Arlington, đã gia cố giúp đất ở sườn dốc của đường cao tốc ổn định, chống xuống cấp.
Ở Hoa Kỳ, nhựa đã được sử dụng nhiều để bảo trì đường bộ.
GS Hossain cho biết: “Kỹ thuật đóng chốt nhựa tái chế đã được thử nghiệm thành công trong nhiều dự án ổn định sườn dốc đường cao tốc ở các bang Texas, Iowa và Missouri"; “Chỉ mất ba đến bốn phút để cài đóng các cọc chốt vào đất, toàn bộ khu vực không ổn định có thể được gia cố, tăng cường”. Mỗi cọc nhựa tái chế sử dụng khoảng 500 chai soda nhựa, và mỗi địa điểm gia cố nền đất sử dụng khoảng 600 cọc nhựa cắm xuống đất tương ứng với 300 ngàn chai nhựa lấy từ bãi rác thải.
Bàn luận
Rác thải nhựa đang là vấn nạn môi trường cho cả thế giới. Hội đồng Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEA), Quỹ hoang dã thế giới (WWF) cảnh báo, năm 2030 sẽ có thêm 104 triệu tấn nhựa gây ô nhiễm sinh thái, và đến 2050 rác nhựa ở các đại dương còn nhiều hơn số lượng cá.
Trong cuộc sống hiện đại, đồ nhựa là một nhu yếu phẩm của con người: vật chứa thức ăn, nước uống, đóng gói vận chuyển, dụng cụ gia đình…Do đó, trong khẩu hiệu 3R, Refuse-Reuse-Recycle (hạn chế-tái dụng-tái chế), có lẽ tái chế là hiệu quả, thực tế và khả thi nhất. Theo tính toán của công ty MacRebur Gordon Reid, để thảm 1km đường sẽ giúp tái chế khoảng 4 tấn bao bì nhựa dẻo rác thải; và theo GS Sahadat Hossain, Đại học Texas, mỗi cọc nhựa tái chế sử dụng khoảng 500 chai soda nhựa, và mỗi địa điểm gia cố nền đất sử dụng khoảng 600 cọc, tương đương với 300 ngàn chai rác thải nhựa, sẽ giúp giải quyết rất nhiều rác thải khó phân hủy này.
Trái với các nhà khoa học, môi trường, đang quá lo lắng về sự phân hủy rất chậm, thấp nhất 50 năm lâu nhất là 600 năm, của rác thải nhựa, các nhà sản xuất bô tông thảm đường rác thải nhựa lại áp dụng tính chất khó phân hủy này để tạo ra vật liệu xây dựng cầu đường bền vững hơn.
Cần lưu ý, chính giải pháp bê tông thảm đường với rác thải nhựa tái chế cũng có thể gây ô nhiễm. Tiến sĩ Vasudevan lưu ý chỉ nên sử dụng nhựa polypropylen (PP), polystyren (PS), polyethylen (PE), và không nên sử dụng PVC (polyvinyl clorua, flex) làm nguyên liệu sản xuất bê tông thảm đường nhựa thải. Trong quá trình phân hủy nhiệt, PVC sẽ phát thải các khí độc hại cho môi trường. Ngoài ra, đồ dùng nhựa không đơn thuần là các hydrocarbon mà còn có các phụ gia hóa học khác để làm mềm dẻo, chậm xuống cấp vì nhiệt hoặc ánh sáng, để tạo màu, chống cháy.v.v… và các chất này sẽ lại có thể gây ô nhiễm môi trường.
Thay lời kết
Cũng như cái huy chương, mọi sự việc đều có hai mặt. Phương pháp tái chế rác thải nhựa thành bê tông thảm đường cũng như thế. Tuy nhiên, do những mặt lợi ích nhiều, tính khả thi cao, và nhu cầu khá lớn, chúng ta hy vọng bê tông MR6 sẽ nhanh chóng trở thành bê tông thảm đường được sử dụng rộng rãi nay mai.
TS.BS Trần Bá Thoại
Uỷ viên BCH Hội Nội tiết Việt Nam