Nghiên cứu chất lượng môi trường không khí và nước tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê, thành phố Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh

Luận văn nghiên cứu chất lượng môi trường không khí và nước tại làng nghề sắt thép Châu Khê, Từ Sơn

• Tác giả: Nguyễn Thị Tú
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Hương Giang
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Địa lí Tự nhiên
• Đề tài: Nghiên cứu chất lượng môi trường không khí và nước tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê, thành phố Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan môi trường không khí và nước làng nghề Châu Khê

Làng nghề Châu Khê thuộc thành phố Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh. Nơi đây là trung tâm tái chế sắt thép phế liệu lớn nhất miền Bắc. Hoạt động cô đúc và cán kéo kim loại diễn ra sôi động suốt nhiều thập kỷ. Mỗi năm làng nghề tiêu thụ khoảng ba trăm nghìn tấn sắt thép phế liệu. Nguồn điện năng phục vụ sản xuất đạt từ bốn mươi tám đến sáu mươi triệu số điện. Nhu cầu nước làm mát máy lên tới hàng triệu mét khối. Ngành nghề tái chế đem lại thu nhập kinh tế cao cho địa phương. Đời sống vật chất của các hộ dân được cải thiện nhanh chóng. Tuy nhiên, mô hình sản xuất mang tính tự phát và phân tán. Mặt bằng sản xuất nằm xen lẫn trong khu dân cư đông đúc. Cơ sở hạ tầng kỹ thuật môi trường chưa theo kịp tốc độ phát triển công nghiệp. Khối lượng chất thải rắn, khí thải lò đúc và nước thải công nghiệp gia tăng chóng mặt. Môi trường sống chịu sức ép nặng nề từ các xưởng cán kéo thủ công. Hiện trạng môi trường không khí và nước tại Châu Khê đang ở mức báo động đỏ.

1.1. Lịch sử hình thành và quy mô sản xuất tái chế sắt

Làng nghề Châu Khê có truyền thống làm rèn sắt lâu đời. Từ rèn nông cụ thô sơ, làng nghề chuyển mạnh sang thu gom phế liệu. Hàng trăm cơ sở cơ khí và xưởng cán thép quy mô nhỏ hình thành. Các cơ sở thu mua phế liệu từ công trình xây dựng khắp miền Bắc. Sắt vụn, đầu mẩu kim loại và vỏ tàu thuyền cũ được vận chuyển về làng ngày đêm. Công suất tái chế hàng năm đạt hàng trăm nghìn tấn kim loại. Doanh thu từ công nghiệp tái chế chiếm tỷ trọng áp đảo trong kinh tế địa phương. Tuy nhiên, các xưởng sản xuất chủ yếu tận dụng diện tích nhà ở. Công nghệ luyện thép vẫn duy trì ở mức lạc hậu. Sự thiếu hụt quy hoạch tập trung khiến chất thải phát tán trực tiếp ra khu dân cư.

1.2. Nhu cầu nguyên nhiên liệu và hóa chất công nghiệp

Hoạt động sản xuất tại Châu Khê tiêu tốn lượng vật tư khổng lồ. Hàng trăm nghìn tấn than đá và dầu FO được đốt để nung chảy sắt thép. Hóa chất dùng trong quá trình tẩy rỉ kim loại rất độc hại. Mỗi năm các xưởng tiêu thụ gần một trăm nghìn kilogam axit sulfuric H2SO4. Lượng axit clohydric HCl và axit nitric HNO3 cũng được dùng thường xuyên. Quá trình mạ kẽm tiêu thụ hàng trăm tấn kẽm nguyên liệu. Lượng dầu bôi trơn máy cán thải ra đất và cống rãnh khá phổ biến. Các loại khí độc và hóa chất bay hơi liên tục bốc lên không gian. Việc lưu trữ hóa chất diễn ra sơ sài, thiếu kho bãi đạt chuẩn an toàn. Đây là nguồn mầm mống gây ô nhiễm đất, nước và không khí.

II. Thực trạng ô nhiễm không khí và nước tại làng nghề Châu Khê

Chất lượng môi trường tại phường Châu Khê suy giảm nghiêm trọng trên diện rộng. Bầu không khí luôn bao phủ bởi lớp khói xám đặc quánh. Tiếng ồn từ máy cắt, máy búa và động cơ cán thép gầm rú ngày đêm. Nồng độ bụi lơ lửng TSP và bụi mịn PM2.5 vượt quy chuẩn cho phép nhiều lần. Khí sulfur dioxide SO2 và carbon monoxide CO sinh ra từ lò đốt gây ngột ngạt. Môi trường nước mặt chịu tổn thương nặng nề không kém. Hệ thống sông Ngũ Huyện Khê và các kênh mương nội đồng đều biến màu đen kịt. Nước bốc mùi hôi thối nồng nặc và sủi bọt khí độc hại. Hàm lượng kim loại nặng như sắt, kẽm, chì tích tụ vượt ngưỡng an toàn. Độ pH của nguồn nước mặt giảm sâu do nước thải axit chưa xử lý. Nước ngầm tầng nông bắt đầu xuất hiện dấu hiệu nhiễm độc chì và sắt. Cư dân địa phương đối mặt với nguy cơ cao mắc bệnh đường hô hấp, bệnh ngoài da và tiêu hóa.

2.1. Tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí xung quanh

Khói bụi là vấn đề nhức nhối nhất trong không khí tại Châu Khê. Quá trình đốt than đá trong các lò nung thủ công tạo ra lượng lớn khí độc. Khí SO2, CO, CO2 và NOx xả trực tiếp qua ống khói thấp. Các hạt bụi kim loại bay lơ lửng trong không gian sống của dân cư. Nồng độ bụi mịn PM10 và TSP tại các xưởng cán thép vượt tiêu chuẩn từ ba đến năm lần. Mùi khét của dầu mỡ cháy hòa lẫn mùi than nồng nặc. Bụi sắt bám dày đặc trên cây cối, mái nhà và đường làng. Quá trình vận chuyển sắt phế liệu làm bụi đất phát tán liên tục. Người lao động làm việc trực tiếp ít sử dụng đồ bảo hộ chuẩn. Tỉ lệ người mắc bệnh viêm phổi và phế quản tăng cao theo từng năm.

2.2. Ô nhiễm nguồn nước mặt và nguy cơ nguồn nước ngầm

Nước thải sản xuất là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất tại làng nghề Châu Khê. Quy trình tẩy gỉ kim loại dùng lượng lớn axit H2SO4 và HCl. Nước thải tẩy rửa có độ axit rất cao cùng hàm lượng muối sắt đậm đặc. Đa số các cơ sở đổ nước thải trực tiếp ra cống rãnh chung. Không có trạm xử lý nước thải tập trung hoạt động hiệu quả. Nước thải chảy thẳng vào dòng sông Ngũ Huyện Khê gây hủy diệt thủy sinh. Nồng độ COD, BOD5 và ion Fe2+, Fe3+ vượt tiêu chuẩn kỹ thuật hàng chục lần. Lớp bùn lắng dưới đáy mương chứa đầy hóa chất độc hại và mạt sắt. Nước thải ngấm sâu vào tầng đất gây nguy cơ ô nhiễm mạch nước ngầm. Nguồn giếng khoan của nhiều hộ gia đình đã xuất hiện mùi tanh và cặn đục.

III. Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí và nước ở Châu Khê

Xử lý ô nhiễm môi trường tại Châu Khê đòi hỏi hệ thống giải pháp đồng bộ và quyết liệt. Các cơ quan chức năng cần phối hợp chặt chẽ với cộng đồng địa phương. Ưu tiên hàng đầu là di dời các cơ sở tái chế ra khỏi khu dân cư. Cụm công nghiệp tập trung Châu Khê cần hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật đồng bộ. Việc ứng dụng công nghệ lò luyện cảm ứng điện cao tần thay thế lò than là hướng đi tất yếu. Giải pháp này giúp cắt giảm triệt để lượng khí thải độc và tro xỉ than. Đối với nước thải axit, từng hộ sản xuất phải trung hòa sơ bộ bằng vôi trước khi xả thải. Trạm xử lý nước thải chung của cụm công nghiệp cần vận hành tự động liên tục. Tăng cường thanh tra và xử phạt nghiêm các hành vi xả thải lén lút ra môi trường. Đẩy mạnh công tác tuyên truyền bảo vệ sức khỏe cộng đồng cho người lao động.

3.1. Đổi mới công nghệ sản xuất và kiểm soát khí thải

Chuyển đổi công nghệ đóng vai trò sống còn trong kiểm soát ô nhiễm không khí. Các hộ cá thể cần xóa bỏ triệt để lò nấu gang thép thủ công đốt than. Công nghệ lò điện trung tần hiện đại giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu phát thải bụi. Mỗi phân xưởng luyện kim bắt buộc phải lắp đặt chụp hút khói công nghiệp. Hệ thống xử lý khí thải gồm tháp hấp thụ ướt và túi lọc bụi vải cần được bảo trì thường xuyên. Bụi kim loại thu hồi có thể tái sử dụng cho các ngành vật liệu xây dựng. Việc trồng cây xanh cách ly quanh các nhà xưởng giúp thanh lọc không khí hiệu quả. Quy định giờ vận hành máy móc giúp giảm ô nhiễm tiếng ồn cho khu dân cư liền kề.

3.2. Quy hoạch hạ tầng thoát nước và xử lý nước thải

Hoàn thiện hạ tầng thoát nước là nhiệm vụ cấp bách nhằm bảo vệ nguồn nước Châu Khê. Hệ thống cống gom nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất cần xây dựng riêng biệt. Các xưởng tái chế phải thiết lập bể trung hòa axit bằng vôi bột Ca(OH)2. Nước thải sau trung hòa cần lắng cặn kim loại trước khi chảy vào cống chung. Ban quản lý cụm công nghiệp phải vận hành nhà máy xử lý nước thải tập trung đạt chuẩn. Lòng sông Ngũ Huyện Khê cần được nạo vét bùn đáy định kỳ để khơi thông dòng chảy. Các kênh tiêu thoát nước quanh làng nghề phải được kè cứng chống thấm chất độc vào nước ngầm. Cơ quan chức năng cần lắp đặt hệ thống quan trắc nước tự động tại các cửa xả lớn.

IV. Kết luận về chất lượng môi trường làng nghề sắt Châu Khê

Đánh giá chất lượng môi trường không khí và nước làng nghề Châu Khê phản ánh bức tranh toàn diện về mâu thuẫn giữa tăng trưởng kinh tế và bảo tồn thiên nhiên. Hoạt động tái chế sắt thép mang lại giá trị thương mại lớn nhưng để lại di chứng môi trường nặng nề. Nguồn nước ô nhiễm kim loại và bầu không khí dày đặc khói bụi đe dọa sức khỏe cộng đồng lâu dài. Để phát triển bền vững, địa phương phải kiên quyết thay đổi mô hình sản xuất phân tán cũ kỹ. Việc áp dụng kinh tế tuần hoàn và sản xuất sạch hơn là chìa khóa then chốt giúp hóa giải áp lực môi trường. Nghiên cứu khoa học về hiện trạng môi trường cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các nhà hoạch định chính sách thành phố Từ Sơn. Việc kết hợp chặt chẽ giữa chế tài pháp luật, đầu tư kỹ thuật và nâng cao ý thức cộng đồng sẽ tạo nên sự chuyển biến thực chất. Tương lai làng nghề Châu Khê phụ thuộc hoàn toàn vào nỗ lực phục hồi môi trường hôm nay.

4.1. Định hướng chuyển đổi mô hình kinh tế tuần hoàn

Mô hình kinh tế tuần hoàn là giải pháp tối ưu cho làng nghề sắt Châu Khê. Phế liệu kim loại cần được phân loại kỹ lưỡng ngay từ nguồn cung cấp. Các cơ sở tái chế phải liên kết thành chuỗi sản xuất khép kín. Xỉ thải từ lò luyện thép có thể tận dụng phối trộn làm gạch không nung. Dung dịch axit sau tẩy rửa cần được thu hồi để chiết xuất muối sắt công nghiệp. Quy trình này vừa tiết kiệm tài nguyên vừa loại trừ chất thải nguy hại phát sinh. Doanh nghiệp cần chủ động đầu tư máy móc tự động hóa nhằm giảm hao phí năng lượng. Việc áp dụng tiêu chuẩn sản xuất xanh giúp sản phẩm thép nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường cả nước.

4.2. Khuyến nghị chính sách quản lý môi trường Từ Sơn

Chính quyền thành phố Từ Sơn cần ban hành chính sách quản lý môi trường nghiêm ngặt hơn. Cần tăng cường cơ chế hỗ trợ tài chính cho các hộ chuyển đổi công nghệ sạch. Ngân hàng chính sách có thể cấp các khoản vay ưu đãi mua thiết bị xử lý chất thải. Công tác quan trắc môi trường không khí và nước phải thực hiện định kỳ. Lực lượng chức năng cần xử phạt nghiêm cơ sở xả trộm nước thải axit chưa xử lý. Bên cạnh đó, chính quyền phải lập lộ trình di dời sản xuất ra khỏi khu dân sinh. Việc thành lập các tổ tự quản sẽ nâng cao vai trò giám sát của cộng đồng. Phát triển kinh tế làng nghề phải gắn liền với bảo vệ môi trường sinh thái.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê thuộc phường Châu Khê, thành phố Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh sở hữu diện tích tự nhiên 495,86 ha cùng bề dày truyền thống rèn đúc kim loại hơn 400 năm từ thời nhà Mạc. Trong tiến trình công nghiệp hóa nông thôn, Châu Khê đã phát triển thành trung tâm sản xuất kim khí quy mô lớn với 900 cơ sở sản xuất thép vào năm 2022, cung ứng ra thị trường 1.800 nghìn tấn thép thành phẩm và tạo ra tổng giá trị sản xuất đạt 2.006,23 tỷ đồng. Tuy nhiên, sự tăng trưởng vượt bậc về mặt kinh tế đang đặt địa phương trước bài toán xung đột môi trường gay gắt khi mật độ dân số chạm ngưỡng 503 người/km2 và hoạt động sản xuất chủ yếu vận hành theo công nghệ lò thủ công lạc hậu.

Trước sức ép suy thoái tài nguyên, luận văn thạc sĩ ngành Địa lí Tự nhiên của tác giả Nguyễn Thị Tú, do Tiến sĩ Phạm Hương Giang hướng dẫn khoa học tại Trường Đại học Sư phạm thuộc Đại học Thái Nguyên, đã thực hiện đề tài nghiên cứu chất lượng môi trường không khí và nước tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê. Mục tiêu cốt lõi của công trình là phân tích hiện trạng suy thoái của hai thành phần môi trường trọng yếu, làm rõ các tác nhân gây ô nhiễm từ chuỗi công nghệ tái chế và đề xuất hệ thống giải pháp phát triển bền vững.

Phạm vi không gian của luận văn bao quát toàn bộ 6 khu phố gồm Đa Hội, Đa Vạn, Đồng Phúc, Song Tháp, Trịnh Xá và Trịnh Nguyên, trong đó tập trung quan trắc không khí tại cổng trường tiểu học Đa Hội và lấy mẫu nước tại cống xả Cụm công nghiệp Châu Khê cùng lưu vực tiếp nhận sông Ngũ Huyện Khê. Phạm vi thời gian nghiên cứu thu thập chuỗi số liệu thực nghiệm liên tục trong 5 năm từ năm 2018 đến năm 2022. Đề tài mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp luận cứ khoa học chuẩn xác nhằm kiểm soát dòng thải từ hơn 300.000 tấn sắt thép phế liệu tiêu thụ mỗi năm, bảo vệ sức khỏe cho hơn 34.578 nhân khẩu trong độ tuổi lao động tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn xây dựng trên nền tảng lý thuyết hệ thống sinh thái nhân văn và lý thuyết phát triển bền vững do Ủy ban Môi trường và Phát triển Thế giới khởi xướng. Quan điểm hệ thống nhìn nhận làng nghề Châu Khê là một thể tổng hợp địa lý hoàn chỉnh, nơi các quá trình kinh tế kỹ thuật của con người tương tác mật thiết với các quyển tự nhiên. Hoạt động tái chế sử dụng tài nguyên và xả thải vào môi trường; khi tải lượng chất thải vượt quá khả năng tự làm sạch, toàn bộ hệ thống sẽ rơi vào trạng thái mất cân bằng sinh thái.

Mô hình nghiên cứu vận dụng quan điểm địa lý tổng hợp kết hợp phân tích tương tác không gian. Các khái niệm nền tảng được chuẩn hóa bao gồm:

• Môi trường địa lý: Thể tổng hợp tự nhiên bao quanh xã hội loài người, trong đó khí quyển gồm 78,1% nitơ và 20,9% oxy giữ vai trò duy trì sự sống.
• Ô nhiễm môi trường: Sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học, sinh học của các thành phần môi trường vi phạm quy chuẩn kỹ thuật theo quy định của Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014 và Luật Bảo vệ Môi trường năm 2020.
• Làng nghề công nghiệp tái chế kim loại: Cụm dân cư phi nông nghiệp có trên 30% tổng số hộ tham gia sản xuất độc lập, đóng góp từ 60% đến 80% thu nhập địa phương nhưng phát sinh dòng thải độc hại đặc trưng gồm bụi oxit kim loại, khí axit và nước thải mạ điện chứa kim loại nặng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp từ nguồn thứ cấp và nguồn sơ cấp đáng tin cậy. Dữ liệu thứ cấp kế thừa các báo cáo quan trắc định kỳ 6 đợt thường niên giai đoạn 2018 - 2022 của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh cùng số liệu phát triển công nghiệp từ Phòng Kinh tế thành phố Từ Sơn.

Để thu thập dữ liệu sơ cấp, tác giả thiết lập cỡ mẫu khảo sát thực địa gồm 50 đối tượng, áp dụng phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích nhằm bảo đảm tính đại diện cao. Nhóm thứ nhất gồm 20 hộ gia đình trực tiếp vận hành sản xuất tái chế sắt thép để khảo sát quy trình công nghệ, nguyên nhiên liệu và thiết bị xử lý chất thải. Nhóm thứ hai gồm 30 hộ dân không tham gia sản xuất sinh sống xen cài trong làng nghề nhằm đánh giá khách quan mức độ ô nhiễm và tỷ lệ mắc bệnh thực tế.

Phương pháp phân tích trọng tâm là đối chiếu thực nghiệm chuỗi số liệu 5 năm với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia gồm QCVN 05:2013/BTNMT về chất lượng không khí xung quanh, QCVN 08-MT:2015/BTNMT về chất lượng nước mặt và QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích này là nhằm lượng hóa chính xác tỷ lệ vượt ngưỡng của các thông số hóa lý, nhận diện xu hướng biến động môi trường theo chuỗi thời gian. Đồng thời, tác giả ứng dụng phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý GIS trên nền tảng phần mềm MapInfo để không gian hóa hiện trạng phân bố các điểm nóng ô nhiễm dọc theo chiều rộng hơn 200 m của sông Ngũ Huyện Khê.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích thực nghiệm giai đoạn 2018 - 2022 tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê ghi nhận những phát hiện nổi bật sau:

Thứ nhất, hiệu suất thu hồi nguyên liệu phế liệu thấp làm phát sinh lượng bụi và khí thải khổng lồ. Từ nguồn nguyên liệu khoảng 300.000 tấn sắt thép phế thải tiêu thụ mỗi năm, cứ 1 tấn phế liệu đưa vào nung nấu chỉ thu hồi được khoảng 70% sản phẩm thép phôi, trong khi 20% chuyển hóa thành xỉ thải rắn và 10% tiêu hao bay hơi dưới dạng bụi và khí độc. Nồng độ tổng bụi lơ lửng TSP tại khu vực dân cư Đa Hội vượt ngưỡng cho phép từ 2 đến 3 lần, nồng độ khí CO và SO2 tại các cơ sở đúc thép vượt gần 2 lần quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.

Thứ hai, vi khí hậu làm việc bị suy thoái bởi tiếng ồn và bức xạ nhiệt. Tiếng ồn vận hành từ các dây chuyền máy cán, kéo, đột dập thép dao động liên tục và vượt từ 3 đến 10 dBA so với quy chuẩn cho phép. Bức xạ nhiệt tại các phân xưởng nấu đúc thép lò đứng và lò trung tần khiến nhiệt độ làm việc thực tế cao hơn nhiệt độ môi trường tự nhiên bên ngoài từ 8 đến 10 độ C.

Thứ ba, nguồn nước mặt và nước thải công nghiệp ô nhiễm nghiêm trọng. Nhu cầu nước làm mát máy lên đến 4.500 nghìn m3/năm cùng lượng axit H2SO4 tiêu thụ 94.800 kg/năm phục vụ quá trình tẩy rỉ và mạ kẽm. Kết quả quan trắc nước thải tại Cụm công nghiệp Châu Khê cho thấy 100% mẫu phân tích đều có các thông số COD, BOD5, TSS và hàm lượng kim loại nặng Fe, Zn vượt quy chuẩn từ 5 đến 20 lần trước khi xả thẳng ra kênh mương thủy lợi.

Thứ tư, tỷ lệ bệnh tật liên quan đến ô nhiễm môi trường tăng cao trong cộng đồng. Kết quả khảo sát y tế học đường và dân cư ghi nhận tỷ lệ lao động mắc hội chứng suy nhược thần kinh do tiếng ồn và căng thẳng nhiệt chiếm 71,8%, trong khi tỷ lệ người dân mắc các bệnh lý đường hô hấp mãn tính do hít phải bụi sắt và khí axit chiếm tới 65,6%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân trực tiếp dẫn tới tình trạng ô nhiễm không khí và nguồn nước bắt nguồn từ công nghệ sản xuất chắp vá của 2.052 hộ sản xuất tiểu thủ công nghiệp. Các xưởng cán kéo tiêu thụ hơn 250 tấn dầu máy mỗi năm nhưng không có bể thu gom dầu mỡ, kết hợp quá trình đốt than nung thép thủ công làm bốc hơi lượng lớn khí SO2, CO và các hạt bụi oxit sắt kích thước nhỏ. Thêm vào đó, việc quy hoạch cụm công nghiệp chưa triệt để khiến các xưởng đúc thép nằm xen kẽ trong khu dân cư đông đúc, gây cản trở sự khuếch tán khí quyển và làm gia tăng nồng độ ô nhiễm tích tụ.

So sánh với các nghiên cứu tương đồng tại miền Bắc, mức độ ô nhiễm bụi và khí than tại Châu Khê tương đương với làng nghề sản xuất giấy Phong Khê, nơi nồng độ khí CO vượt tiêu chuẩn từ 28 đến 36 mg/l. Tuy nhiên, tính chất nguy hại của dòng thải tại Châu Khê cao hơn do sự hiện diện thường trực của hơi axit và ion kẽm từ quy trình mạ kim loại sử dụng 500 kg kẽm nguyên liệu hàng năm.

Để trực quan hóa các kết quả nghiên cứu, dữ liệu quan trắc không khí 5 năm được mô tả tối ưu thông qua biểu đồ đường đa trục thể hiện sự tương quan nghịch biến giữa lượng mưa mùa khô và nồng độ bụi TSP tại điểm quan trắc QTMKK1. Đồng thời, một bảng số liệu so sánh đối chiếu đa chỉ tiêu về nồng độ DO, COD, TSS giữa nguồn nước mặt tiếp nhận sông Ngũ Huyện Khê và cống xả trạm bơm Đa Hội sẽ làm nổi bật sự sụt giảm nghiêm trọng của hàm lượng oxy hòa tan từ 5,5 mg/l xuống dưới 2,0 mg/l, cung cấp bằng chứng trực quan về nguy cơ hoại tử nguồn nước mặt.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm phục hồi chất lượng môi trường không khí và nước tại làng nghề Châu Khê, tác giả đề xuất 5 nhóm giải pháp đồng bộ:

1. Quy hoạch không gian và hoàn thiện hạ tầng: Ủy ban nhân dân thành phố Từ Sơn và Ủy ban nhân dân phường Châu Khê cần khẩn trương rà soát, tiến hành di dời 100% trong số 657 cơ sở đúc thép và 410 cơ sở cán thép đang hoạt động trong khu dân cư vào Cụm công nghiệp Châu Khê tập trung trước quý IV năm 2025, phấn đấu chấm dứt hoàn toàn hoạt động nung cán thép tự phát trong ngõ xóm vào năm 2026.

2. Cải tiến kỹ thuật và lắp đặt hệ thống lọc bụi: Ban Quản lý Cụm công nghiệp bắt buộc các chủ doanh nghiệp đầu tư lắp đặt hệ thống thu gom khí thải cục bộ gồm chụp hút, xyclon lọc bụi túi vải và tháp hấp thụ kiềm ướt để trung hòa khí SO2, đặt chỉ tiêu cắt giảm 35% đến 40% nồng độ bụi lơ lửng TSP tại nguồn trong giai đoạn 2024 - 2025; đồng thời chuyển đổi tối thiểu 50% lò than thủ công sang công nghệ lò điện cảm ứng trung tần.

3. Xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh cần phê duyệt dự án đầu tư trạm xử lý nước thải công nghiệp tập trung với công suất thiết kế 3.000 m3/ngày đêm tại Cụm công nghiệp Châu Khê trước tháng 12 năm 2025; vận hành quy trình keo tụ tạo bông kết hợp lắng hóa lý để xử lý triệt để 94.800 kg axit H2SO4 và ion kim loại nặng, bảo đảm 100% nước thải đạt tiêu chuẩn cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT trước khi xả ra sông Ngũ Huyện Khê.

4. Thiết lập mạng lưới quan trắc và chế tài pháp lý: Phòng Tài nguyên và Môi trường thành phố Từ Sơn phối hợp cơ quan chức năng lắp đặt 2 trạm quan trắc tự động liên tục đối với bụi không khí và nước thải tại khu vực Đa Hội trong năm 2024; duy trì tần suất kiểm tra đột xuất tối thiểu 4 đợt/năm và kiên quyết xử phạt vi phạm hành chính theo Nghị định 45/2022/NĐ-CP đối với các cơ sở cố tình xả lén chất thải độc hại.

5. Truyền thông cộng đồng và tăng cường bảo hộ lao động: Trạm Y tế phường Châu Khê phối hợp các đoàn thể địa phương tổ chức 12 lớp đào tạo thường niên về vệ sinh an toàn lao động, cấp phát mặt nạ lọc độc chuyên dụng nhằm đạt mục tiêu 100% người lao động trực tiếp tại 900 xưởng rèn đúc được bảo vệ hô hấp trước năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn cao, là tài liệu tham khảo đắc lực cho 4 nhóm đối tượng trọng điểm:

Nhóm thứ nhất là các nhà hoạch định chính sách và cán bộ quản lý môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh cùng Phòng Tài nguyên và Môi trường thành phố Từ Sơn. Cán bộ quản lý có thể sử dụng chuỗi số liệu thực nghiệm 5 năm giai đoạn 2018 - 2022 để xây dựng phương án khoanh vùng ô nhiễm, phục vụ đề án kiểm soát chất lượng môi trường cho 62 làng nghề truyền thống trên địa bàn toàn tỉnh Bắc Ninh.

Nhóm thứ hai là các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Địa lý Tự nhiên, Quản lý Tài nguyên Môi trường và Đô thị học. Các nhà nghiên cứu có thể ứng dụng khung lý thuyết hệ thống, phương pháp chọn mẫu phân tầng 50 đối tượng và quy trình tích hợp bản đồ GIS trên MapInfo làm tài liệu tham khảo phương pháp luận để triển khai các đề tài nghiên cứu tại hơn 1.400 làng nghề nông thôn khắp cả nước.

Nhóm thứ ba là các chủ cơ sở sản xuất, hợp tác xã và doanh nghiệp tái chế kim loại tại thành phố Từ Sơn. Việc thấu hiểu định mức tiêu hao 300.000 tấn phế liệu và tỷ lệ thất thoát xỉ 20% giúp các chủ xưởng tái cấu trúc quy trình công nghệ, chủ động kiểm soát thất thoát nhiệt năng và nước làm mát, vừa giảm thiểu chi phí nguyên liệu vừa đáp ứng các tiêu chuẩn thanh tra môi trường.

Nhóm thứ tư là các chuyên gia dịch tễ học và y tế cộng đồng. Dữ liệu thực chứng về tỷ lệ 71,8% người suy nhược thần kinh và 65,6% người mắc bệnh hô hấp cung cấp bức tranh lâm sàng rõ nét để trạm y tế địa phương xây dựng hồ sơ theo dõi sức khỏe và tổ chức khám tầm soát bệnh nghề nghiệp định kỳ 2 lần/năm cho cư dân làng nghề.

Câu hỏi thường gặp

Hoạt động tái chế sắt thép tại Châu Khê sinh ra các dạng khí thải độc hại nào? Quá trình đốt than nung thép và nấu chảy phế liệu kim loại phát sinh lượng lớn bụi oxit sắt, oxit kẽm cùng các khí độc như CO, CO2, SO2 và NO2. Tại khu vực lò nung của 657 hộ đúc thép, nồng độ bụi TSP và khí CO đo được đều vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia từ 2 đến 3 lần.

Chất lượng nguồn nước mặt quanh làng nghề Châu Khê bị suy thoái bởi những tác nhân nào? Nguồn nước tiếp nhận sông Ngũ Huyện Khê tiếp nhận khoảng 4.500 nghìn m3 nước làm mát lẫn dầu mỡ mỗi năm cùng tồn dư của 94.800 kg axit H2SO4 từ công đoạn tẩy rỉ. Các chỉ số COD, BOD5 và kim loại nặng Fe, Zn trong nước thải đều vượt giới hạn cho phép từ 5 đến 20 lần.

Quy mô kinh tế của làng nghề Châu Khê đóng góp như thế nào cho địa phương? Làng nghề Châu Khê đạt tốc độ phát triển mạnh mẽ với 900 cơ sở sản xuất thép vào năm 2022, cung ứng 1.800 nghìn tấn thép các loại, tạo giá trị sản xuất công nghiệp 2.006,23 tỷ đồng và mang lại thu nhập bình quân từ 6,5 đến 7,0 triệu đồng/tháng cho hơn 1.000 lao động chính thức.

Tác động của ô nhiễm làng nghề đối với sức khỏe cư dân được ghi nhận ở mức độ nào? Khảo sát y tế tại địa phương chỉ ra môi trường ô nhiễm khói bụi và tiếng ồn vượt chuẩn 10 dBA làm 71,8% lao động mắc chứng suy nhược thần kinh. Ngoài ra, việc hít thở thường xuyên hơi axit và bụi kim loại khiến 65,6% cư dân bị viêm phế quản và các bệnh hô hấp mãn tính.

Phần mềm MapInfo và công nghệ GIS mang lại lợi ích gì cho việc đánh giá môi trường làng nghề? Công nghệ GIS trên phần mềm MapInfo cho phép tác giả số hóa và khoanh vùng chính xác các tâm điểm ô nhiễm nước mặt và không khí tại 6 khu phố. Phương pháp này giúp biểu diễn trực quan phạm vi ảnh hưởng của dòng thải dọc theo hơn 200 m mặt cắt ngang sông Ngũ Huyện Khê.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường không khí và nước tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê thông qua chuỗi số liệu quan trắc thực nghiệm 5 năm từ năm 2018 đến năm 2022.
• Công trình đã lượng hóa chính xác dòng thải từ công đoạn tái chế 300.000 tấn sắt thép phế liệu và sử dụng 94.800 kg hóa chất axit H2SO4 của 900 cơ sở sản xuất kim khí tại địa phương.
• Nghiên cứu chỉ rõ tác động tiêu cực của chất thải công nghiệp đến sức khỏe cộng đồng khi có tới 71,8% người lao động bị suy nhược thần kinh và 65,6% người dân mắc bệnh đường hô hấp.
• Tác giả đã ứng dụng thành công hệ thống thông tin địa lý GIS để thành lập bản đồ phân bố tải lượng ô nhiễm không gian, làm sáng tỏ phạm vi phát tán chất thải theo hướng gió và lưu vực sông Ngũ Huyện Khê.
• Luận văn đã đề xuất 5 nhóm giải pháp đồng bộ và khả thi nhằm phấn đấu xử lý 100% nước thải công nghiệp và cắt giảm 35% đến 40% nồng độ bụi phát tán trong giai đoạn 2024 - 2026.

Luận văn thạc sĩ của tác giả Nguyễn Thị Tú là công trình khoa học nghiêm túc, cung cấp cơ sở dữ liệu quan trắc quý báu và định hướng giải pháp thiết thực cho công tác bảo vệ môi trường làng nghề công nghiệp. Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp hãy khai thác ngay những phát hiện của đề tài để chung tay triển khai các biện pháp kỹ thuật, thúc đẩy làng nghề Châu Khê phát triển thịnh vượng, bền vững và an lành.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Các làng nghề ở Việt nam đã xuất hiện từ lâu, gắn liền với truyền thống sản xuất cũng như mang đậm nét văn hóa của dân tộc ở các vùng miền khác nhau. Hiện nay, cùng với quá trình mở cửa và hội nhập nền kinh tế đất nước ngày càng sâu rộng, nhiều làng nghề đã được khôi phục và phát triển. Làng nghề không chỉ góp phần lưu giữ tinh hoa văn hóa của dân tộc, góp phần trực tiếp tạo việc làm, tăng thu nhập, nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân, mà còn góp phần đáng kể trong sự chuyển dịch cơ cấu kinh tế và lao động của nhiều địa phương, giúp phát huy lợi thế so sánh của mỗi vùng, giảm dần khoảng cách về thu nhập giữa các vùng và giữa thành thị với nông thôn.

Sự phát triển các làng nghề về những thay đổi trong mưu sinh làng nghề hiện nay có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá nông thôn. Đóng góp của hoạt động công nghiệp và dịch vụ ở nhiều làng nghề lên đến 60%- 80% tổng thu nhập. Tuy nhiên, cùng với sự thay đổi tích cực để thích ứng với yêu cầu mới, các làng nghề nước ta cũng đang đứng trước thách thức rất lớn đó là tình trạng xuống cấp nghiêm trọng về môi trường. Vấn đề đặt ra cho các làng nghề hiện nay là làm thế nào để duy trì và phát triển mạnh kinh tế các làng nghề mà lại không gây ô nhiễm môi trường nơi đây, nhằm hình thành các làng nghề phát triển bền vững.

Phường Châu Khê thuộc Thành phố Từ Sơn - tỉnh Bắc Ninh, một làng nghề tái chế sắt thép có lịch sử hơn 4000 năm đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ theo mô hình công nghiệp hoá. Cũng như nhiều làng nghề của Việt Nam nói chung và tỉnh Bắc Ninh nói riêng, phát triển sản xuất đã góp phần phát triển kinh tế - xã hội của địa phương và sự phát triển kinh tế - xã hội nói chung của đất nước, giải quyết nhu cầu việc làm cho người lao động, nhưng bên cạnh đó cũng gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Khác với nhiều làng nghề khác của Bắc Ninh, sản xuất tái chế sắt thép ở Châu Khê sử dụng nguyên liệu từ phế liệu được thu mua từ Hải Phòng, Thái Nguyên và các vùng lân cận. Hầu hết các cơ sở sản xuất của làng nghề đều sử dụng công nghệ thô sơ lạc hậu, cũ kỹ, sản xuất dựa vào kinh nghiệm là chính.

Đa số hệ thống xử lý chất thải chưa đạt tiêu chuẩn hoặc không có. Trong khi đó, ý thức tự giác bảo vệ và giữ gìn môi trường công cộng chưa trở thành thói quen trong cách sống của 1 đại bộ phận dân cư làng nghề. Chính vì vậy tình trạng ô nhiễm môi trường ở Phường Châu Khê ngày càng tăng mà nguyên nhân chính ở đây là do tác động của hoạt động tái chế của làng nghề gây ra. Từ thực tế đó, với mong muốn được góp phần nhỏ bé của mình vào công tác bảo vệ môi trường, làm trong sạch, lành lạnh môi trường quê hương Kinh Bắc nói riêng và môi trường sinh thái nói chung, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu chất lượng môi trường không khí và nước tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê – Thành phố Từ Sơn - tỉnh Bắc Ninh” làm đề tài của mình.

Đề tài nhằm tìm hiểu, phân tích và đánh giá thực trạng chất lượng môi trường không khí và nước của làng nghề tái chế sắt thép Phường Châu Khê đồng thời đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho làng nghề trong những năm sắp tới. Mục tiêu và giới hạn nghiên cứu 2. Mục đích nghiên cứu Đề tài được thực hiện nhằm tìm hiểu, phân tích và đánh giá hiện trạng môi trường không khí và nước làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê Thành phố Từ Sơn- tỉnh Bắc Ninh. Đồng thời xác định những nguyên nhân cơ bản gây ra ô nhiễm môi trường cho làng nghề hiện nay và đề xuất một số biện pháp nhằm bảo vệ môi trường làng nghề trong những năm sắp tới.

Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục tiêu trên, đề tài đã thực hiện những nhiệm vụ sau: - Tổng quan cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn về hiện trạng ô nhiễm môi trường làng nghề. - Thu thập, xử lí, phân tích và tổng hợp số liệu, tài liệu, bản đồ có liên quan đến đề tài để đưa ra được những phân tích, đánh giá chính xác về hiện trạng môi trường không khí và nước tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê- Thành phố Từ Sơn - tỉnh Bắc Ninh. - Khảo sát thực tế làng nghề kết hợp với xin ý kiến và nhận xét của chuyên gia để tìm ra những nguyên nhân cơ bản gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường hiện nay tại làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê- Thành phố Từ Sơn - tỉnh Bắc Ninh. - Trên cơ sở xác định các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường làng nghề, đề tài tiến hành đề xuất một số biện pháp cụ thể nhằm hạn chế tối đa những ảnh hưởng tiêu cực từ các hoạt động sản xuất của làng nghề đến môi trường.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là môi trường không khí và nước ở làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê, Thành phốTừ Sơn, tỉnh Bắc Ninh. Phạm vi nghiên cứu - Về nội dung: Đề tài tập trung phân tích hiện trạng môi trường không khí và nước ở làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê, Thành phố Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh; Xác định các nguyên nhân gây ô nhiễm hai môi trường không khí và nước của làng nghề; Đề xuất định hướng và giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường không khí và nước cho làng nghề. - Về không gian: Nghiên cứu môi trường không khí và nước trong phạm vi không gian của làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê gồm các Khu phố (Đa Hội, Đa Vạn, Đồng Phúc, Trịnh Xá và Trịnh Nguyên).

Đồng thời, nghiên cứu lấy mẫu quan trắc môi trường không khí tại cổng trường tiểu học khu phố Đa Hội. Với môi trường nước, nghiên cứu lấy mẫu quan trắc tại cống thải cụm công nghiệp Châu Khê gần trạm bơm Đa Hội và môi trường nước mặt tại khu vực tiếp nhận nước thải sản xuất và sinh hoạt của làng nghề sắt thép Đa Hội và cụm công nghiệp Châu Khê. - Về mặt thời gian: Đề tài tập trung thu thập, phân tích, các số liệu, tài liệu liên quan đến nghiên cứu hiện trạng môi trường không khí và nước tại khu vực làng nghề tái chế sắt thép Châu Khê từ năm 2018 đến năm 2022. Lịch sử nghiên cứu đề tài 4.

Tình hình nghiên cứu ở Việt nam Làng nghề là một trong những nét đặc thù của nông thôn Việt Nam. Ngày nay trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nói chung và khu vực hoá nông thôn nói riêng. Các làng nghề có tác dụng lớn đối với việc chuyển đổi cơ cấu kinh tế tạo công ăn việc làm cho người lao động, giảm tỉ lệ nghèo đói, nâng cao thu nhập và chất lượng cuộc sống của người dân địa phương thì tình trạng ô nhiễm môi trường tại khu vực các làng nghề đang ở mức báo động bởi việc sử dụng các trang thiết bị cũ kĩ, công nghệ lạc hậu trong sản xuất, sự thiếu ý thức trách nhiệm bảo vệ môi trường của người dân và chủ các cơ sở sản xuất, thiếu quy hoạch đồng bộ và các giải pháp công 3 nghệ hiện đại, cùng với sự buông lỏng quản lí của các cấp chính quyền và cơ quan chức năng. Nghị quyết số 41-NQ/TƯ ngày 15/11/2004 của Bộ Chính trị về “Bảo vệ môi trường trong thời kì đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”, trong đó đã xác định nhiệm vụ cụ thể đặt ra là: “Khắc phục cơ bản nạn ô nhiễm môi trường ở các làng nghề, các cơ sở công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp đi đôi với hình thành các cụm công nghiệp đảm bảo các điều kiện về xử lý môi trường” đây là cơ sở sát đáng để các cơ quan quản lí từ trung ương đến địa phương ban hành các các quy định về bảo vệ môi trường ở các làng nghề hiện nay.

Trong những năm gần đây, vấn đề môi trường nông thôn đặc biệt là môi trường trong các làng nghề đã và đang thu hút sự chú ý của các nhà khoa học. Nhiều đề tài cấp nhà nước đã được thực hiện nhằm phát hiện những vấn đề cấp bách và xác định những giải pháp bảo vệ môi trường để sao cho sự phát triển kinh tế trong các làng nghề thực sự bền vững. Trong đó nổi bật lên là sự nghiên cứu, đánh giá của các nhà khoa học thông qua đề tài nghiên cứu khoa học các cấp, các luận án, luận văn hay các bài viết dưới dạng sách, báo như là: - Cuốn sách “Làng nghề Việt Nam và môi trường” của Đặng Kim Chi và cộng sự, xuất bản năm 2005 nghiên cứu tổng thể về vấn đề làng nghề và thực trạng ô nhiễm môi trường các làng nghề hiện nay. Trong công trình của mình, tác giả đã chỉ ra lịch sử phát triển, tình hình kinh tế - xã hội và hiện trạng môi trường các làng nghề; cách phân loại các làng nghề; chỉ ra các đặc điểm cơ bản làng nghề Việt Nam hiện nay.

Từ đó đã làm rõ được những tồn tại đã làm ảnh hưởng tới sự phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường của làng nghề, đồng thời tiến hành dự báo sự phát triển và mức độ ô nhiễm đến năm 2010 và hơn cả tác giả đã đề xuất một số định hướng xây dựng chính sách đảm bảo sự phát triển bền vững cho các làng nghề và các giải pháp cải thiện môi trường cho từng loại hình làng nghề ở Việt Nam. Theo kết quả nghiên cứu của tác giả thì "100% mẫu nước thải ở các làng nghề được khảo sát có thông số vượt tiêu chuẩn cho phép. Môi trường không khí bị ô nhiễm có tính cục bộ tại nơi trực tiếp sản xuất, nhất là ô nhiễm bụi vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) và ô nhiễm do sử dụng nhiên liệu than củi. Nhiều dòng sông chảy qua các làng nghề hiện nay đang bị ô nhiễm nặng; nhiều ruộng lúa, cây trồng bị giảm năng suất do ô nhiễm không khí từ làng nghề".

4 Cũng trong đề tài này, việc khảo sát tại 3 làng nghề tại Bắc Ninh và Hưng Yên cho thấy môi trường xung quanh các làng nghề đã bị ô nhiễm ngày càng trầm trọng.