Tổng quan nghiên cứu

Trong tiến trình phát triển kinh tế nông thôn, cả nước ghi nhận 5.096 làng nghề và làng có nghề, trong đó vùng Đồng bằng sông Hồng chiếm tới 50% tổng số làng nghề toàn quốc. Tại thành phố Hải Phòng, làng nghề đúc đồng và cơ khí xã Mỹ Đồng, huyện Thủy Nguyên là một trung tâm tiểu thủ công nghiệp phát triển sôi động với 115 cơ sở sản xuất, thu hút gần 3.000 lao động và đạt sản lượng đúc cơ khí vượt mức 50.000 tấn sản phẩm mỗi năm. Hoạt động sản xuất mang lại thu nhập bình quân từ 40 đến 60 triệu đồng một người mỗi năm, góp phần tích cực chuyển dịch cơ cấu kinh tế địa phương. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh mang tính tự phát đã biến xã Mỹ Đồng thành 1 trong 2 điểm nóng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất tại Hải Phòng.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là sự mất cân bằng giữa gia tăng sản lượng công nghiệp với năng lực kiểm soát chất thải khi các cơ sở sản xuất nằm xen kẽ trong khu dân cư. Luận văn hướng tới mục tiêu đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng các thành phần môi trường nước, không khí, đất, chất thải rắn và thực trạng quản lý nhà nước tại xã Mỹ Đồng; từ đó đề xuất hệ thống giải pháp công nghệ và quản lý khả thi.

Phạm vi nghiên cứu được triển khai tại 4 thôn trọng điểm gồm thôn 1, thôn 2, thôn 3 và thôn 6 thuộc xã Mỹ Đồng trong giai đoạn từ tháng 12/2015 đến tháng 3/2017. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp hệ thống số liệu quan trắc định lượng phục vụ công tác quy hoạch cụm công nghiệp tập trung, nâng cao hiệu lực kiểm soát môi trường và bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng dân cư.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn xây dựng trên nền tảng lý thuyết phát triển bền vững làng nghề nông thôn kết hợp lý thuyết ô nhiễm phân tán trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp và nguyên lý chuyển hóa dòng vật chất trong công nghệ luyện kim màu. Nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm cốt lõi: làng nghề truyền thống theo tiêu chí Thông tư 116/2006/TT-BNN (tối thiểu 30% số hộ tham gia sản xuất và hoạt động ổn định từ 2 năm trở lên), đánh giá tác động môi trường làng nghề, năng lực tự làm sạch của thủy vực và quản lý môi trường dựa vào cộng đồng. Hệ thống luận cứ pháp lý được tham chiếu chặt chẽ theo Luật Bảo vệ môi trường 2014, Nghị định 19/2015/NĐ-CP, Nghị định 155/2016/NĐ-CP và Quyết định 577/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về đề án tổng thể bảo vệ môi trường làng nghề đến năm 2030.

Phương pháp nghiên cứu

Để đảm bảo độ tin cậy khoa học, quy trình nghiên cứu tích hợp phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp, điều tra xã hội học, khảo sát thực địa và phân tích phòng thí nghiệm trong mốc thời gian từ tháng 12/2015 đến tháng 3/2017. Cỡ mẫu điều tra xã hội học được tính toán theo công thức xác suất Taro Yamane với độ tin cậy 95% và sai số mức 5%. Từ tổng số 115 cơ sở đúc đang hoạt động, nghiên cứu chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên thu về 107 phiếu khảo sát hợp lệ (phân bổ tại thôn 1 có 25 phiếu, thôn 2 có 31 phiếu, thôn 3 có 28 phiếu và thôn 6 có 24 phiếu), đồng thời phỏng vấn mở rộng 50 hộ dân không sản xuất và 45 lao động trực tiếp, nâng tổng số phiếu điều tra lên 202 phiếu. Phương pháp chọn mẫu phân tầng này đảm bảo tính đại diện cao cho toàn bộ các quy mô xưởng đúc và nhóm dân cư chịu tác động.

Về quan trắc thực địa, nghiên cứu lấy 10 mẫu không khí (05 mẫu không khí xung quanh từ KXQ1 đến KXQ5 và 05 mẫu không khí khu vực sản xuất từ KSX1 đến KSX5) theo tiêu chuẩn TCVN 5067:1995 và TCVN 5972:1995; 05 mẫu nước (04 mẫu nước thải xưởng đúc và 01 mẫu nước mặt đầm) theo tiêu chuẩn ISO/TCVN; cùng 02 mẫu đất đại diện (Đ01, Đ02) vào hai đợt quan trắc tháng 3/2016 và tháng 11/2016. Phương pháp so sánh đối chiếu với các quy chuẩn quốc gia QCVN 05:2013/BTNMT, QCVN 26:2010/BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 08-MT:2015/BTNMT và QCVN 03-MT:2015/BTNMT được lựa chọn nhằm định lượng chính xác mức độ ô nhiễm và sai lệch nồng độ chất thải.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, môi trường nước mặt và nước thải chịu tải lượng ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng rất cao. Kết quả phân tích chỉ ra rằng chỉ số COD tại đầm tiếp nhận nước thải của thôn 6 vượt ngưỡng quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT từ 12,7 đến 13,0 lần. Nồng độ kim loại hòa tan gồm chì (Pb) và sắt (Fe) đều vượt giới hạn cho phép nhiều lần do toàn bộ 115 cơ sở đúc chưa xây dựng trạm xử lý nước thải đạt chuẩn.

Thứ hai, không khí khu vực sản xuất và khu dân cư lân cận bị suy thoái nghiêm trọng bởi bụi và khí độc. Các chỉ tiêu bụi tổng số (TSP), khí SO2, CO, NO2 và độ ồn tại các xưởng đúc sử dụng than đá (như hộ ông Thanh thôn 1, bà Nở thôn 2) đều vượt quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT và Quyết định 3733/2002/QĐ-BYT từ 1,0 đến 1,6 lần.

Thứ ba, môi trường đất bắt đầu xuất hiện tích tụ độc chất với hàm lượng Crom (Cr) tại hai điểm lấy mẫu Đ01 và Đ02 vượt ngưỡng quy chuẩn QCVN 03-MT:2015/BTNMT từ 1,004 đến 1,2 lần do hóa chất tẩy rửa sản phẩm ngấm vào tầng đất mặt.

Thứ tư, khối lượng chất thải rắn phát sinh hằng năm ở mức báo động với khoảng 12.000 đến 16.000 tấn xỉ đúc kim loại và 650 đến 875 tấn xỉ than chưa qua phân loại an toàn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của tình trạng trên bắt nguồn từ việc 72% cơ sở sản xuất tại làng nghề có quy mô hộ gia đình, diện tích xưởng chật hẹp từ 175 m2 đến 500 m2 đan xen trong khu dân cư; cùng với hơn 60% người lao động chỉ có trình độ học vấn cấp I, II, thiếu kỹ năng kiểm soát phát thải. Việc lạm dụng than đá giá rẻ trong các lò nung thủ công làm tăng lượng bụi và khí SO2 so với các doanh nghiệp quy mô lớn tại thôn 6 đã chuyển đổi sang lò điện công nghiệp.

Dữ liệu quan trắc có thể được trình bày trực quan thông qua bảng so sánh nồng độ chất ô nhiễm giữa mùa mưa và mùa khô, kết hợp biểu đồ cột thể hiện tương quan mức độ phát thải giữa công nghệ lò than thủ công và lò điện cảm ứng. So với các làng đúc đồng truyền thống khác như Phước Kiều tại Quảng Nam nơi khí SO2 từng vượt khoảng 4 lần, xã Mỹ Đồng có quy mô sản xuất lớn hơn gấp nhiều lần với hơn 50.000 tấn sản phẩm mỗi năm, khiến áp lực tích lũy kim loại nặng trong đất và nguồn nước trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Đề xuất và khuyến nghị

Nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp đồng bộ kết hợp kỹ thuật công nghệ và cơ chế quản lý:

  1. Xây dựng và đưa vào vận hành trạm xử lý nước thải tập trung công suất 500 m3/ngày đêm tại khu vực làng nghề tập trung thôn 6 trước năm 2020 do Ủy ban nhân dân huyện Thủy Nguyên chủ trì, áp dụng quy trình keo tụ kết hợp lọc cát nhằm xử lý 100% kim loại nặng (Fe, Pb, Cr) và đưa chỉ số COD đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT.
  2. Triển khai chuyển đổi mô hình công nghệ từ lò đứng đốt than sang lò điện trung tần cho tối thiểu 80% hộ sản xuất đúc gang đồng trong giai đoạn 2018-2022 do Phòng Kinh tế và Hạ tầng huyện Thủy Nguyên phối hợp Hiệp hội làng nghề thực hiện, nhằm cắt giảm 85% tải lượng khí SO2, CO và triệt tiêu hoàn toàn 650 đến 875 tấn xỉ than mỗi năm.
  3. Thiết lập mạng lưới thu gom và tái chế toàn bộ 12.000 đến 16.000 tấn xỉ đúc hằng năm làm cốt liệu gạch không nung và vật liệu san lấp hạ tầng giao thông đạt chuẩn môi trường trước năm 2021 dưới sự giám sát của Ủy ban nhân dân xã Mỹ Đồng.
  4. Tăng cường thanh tra môi trường định kỳ 2 lần mỗi năm, ban hành bộ quy ước bảo vệ môi trường làng nghề gắn với chế tài xử phạt hành chính theo Nghị định 155/2016/NĐ-CP và kiện toàn 100% tổ tự quản môi trường tại 4 thôn trong năm 2018 do Chi cục Bảo vệ Môi trường Hải Phòng và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Thủy Nguyên chỉ đạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tư liệu khoa học giá trị phục vụ 4 nhóm đối tượng chính:

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường cấp tỉnh, huyện và xã: Khai thác bộ số liệu quan trắc đa thành phần tại 115 cơ sở đúc để hoạch định chính sách di dời cơ sở ô nhiễm ra cụm công nghiệp tập trung và phân bổ ngân sách bảo vệ môi trường nông thôn.
  2. Chủ cơ sở sản xuất và doanh nghiệp đúc kim loại: Ứng dụng mô hình cải tiến lò điện trung tần và sơ đồ công nghệ tháp hấp phụ khí thải để nâng cao hiệu suất nung chảy, giảm tiêu hao nhiên liệu và đáp ứng các tiêu chuẩn thanh tra môi trường.
  3. Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Môi trường: Tham khảo quy trình nghiên cứu thực nghiệm kết hợp công thức chọn mẫu Yamane với 107 phiếu khảo sát và phương pháp đánh giá tải lượng chất ô nhiễm thực tế tại làng nghề cơ khí.
  4. Các hiệp hội làng nghề và tổ chức phát triển nông thôn: Sử dụng các khuyến nghị về quản trị cộng đồng và chương trình tập huấn nâng cao nhận thức vệ sinh an toàn lao động cho gần 3.000 công nhân làng nghề.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mức độ ô nhiễm nước mặt tại làng nghề đúc đồng Mỹ Đồng hiện nay ra sao? Kết quả quan trắc cho thấy nước mặt đầm thôn 6 có hàm lượng COD vượt quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT từ 12,7 đến 13,0 lần, cùng nồng độ các ion kim loại như Fe, Pb vượt ngưỡng nhiều lần do tiếp nhận trực tiếp nước thải chưa xử lý từ 115 cơ sở sản xuất trong làng nghề.

  2. Khí thải phát sinh từ các xưởng đúc gây ảnh hưởng như thế nào đến môi trường xung quanh? Khí thải từ các lò nung sử dụng than đá làm phát tán lượng lớn bụi TSP, CO, NO2 và SO2 vượt ngưỡng QCVN 05:2013/BTNMT từ 1,0 đến 1,6 lần, gây ô nhiễm không khí cục bộ và làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp cho người dân tại 4 thôn sản xuất.

  3. Lượng chất thải rắn phát sinh tại xã Mỹ Đồng mỗi năm là bao nhiêu và được xử lý thế nào? Mỗi năm làng nghề thải ra khoảng 12.000 đến 16.000 tấn xỉ đúc cùng 650 đến 875 tấn xỉ than. Hầu hết chất thải rắn được bán thô hoặc tự ý dùng san lấp mặt bằng, dẫn tới tình trạng hàm lượng Crom trong đất vượt quy chuẩn 1,2 lần.

  4. Luận văn đã áp dụng phương pháp chọn mẫu khảo sát xã hội học như thế nào? Nghiên cứu ứng dụng công thức xác suất Taro Yamane với độ tin cậy 95% và sai số 5% trên tổng số 115 cơ sở đúc để chọn ra 107 phiếu phỏng vấn phân bổ tại 4 thôn, kết hợp 50 phiếu hộ không sản xuất và 45 phiếu lao động trực tiếp.

  5. Giải pháp kỹ thuật nào được đánh giá là tối ưu để xử lý triệt để khí thải lò đúc kim loại? Giải pháp tối ưu là chuyển đổi đồng bộ sang công nghệ lò nấu cảm ứng điện trung tần kết hợp hệ thống chụp hút bụi cyclone và tháp hấp phụ bằng dung dịch kiềm, giúp loại bỏ trên 85% lượng bụi và khí SO2 phát sinh so với lò than truyền thống.

Kết luận

  • Đánh giá hiện trạng ô nhiễm: Định lượng chính xác mức độ ô nhiễm tại 115 cơ sở đúc với chỉ số COD vượt 13 lần, khí thải vượt 1,6 lần và Crom trong đất vượt 1,2 lần quy chuẩn.
  • Nhận diện nguyên nhân gốc rễ: Xác định 72% hộ sản xuất nhỏ lẻ, công nghệ lò than thủ công và trên 60% lao động trình độ thấp là những rào cản lớn nhất.
  • Đề xuất giải pháp công nghệ: Thiết kế trạm xử lý nước thải 500 m3/ngày đêm và chuyển đổi 80% lò nung sang công nghệ điện trung tần.
  • Hoàn thiện cơ chế quản lý: Thiết lập hệ thống kiểm tra 2 lần/năm, ban hành quy ước làng nghề và xây dựng 100% tổ tự quản môi trường cơ sở.
  • Xây dựng lộ trình khả thi: Đặt mục tiêu xử lý dứt điểm các nguồn thải và tái chế 16.000 tấn xỉ đúc trong giai đoạn 2018-2022.

Công trình luận văn đã đóng góp cơ sở dữ liệu thực nghiệm và giải pháp khoa học toàn diện nhằm giải quyết bài toán môi trường làng nghề tại Hải Phòng. Các cấp chính quyền và cơ sở sản xuất cần nhanh chóng ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn để thúc đẩy làng nghề phát triển bền vững.