Tổng quan nghiên cứu

Theo thống kê từ Tổ chức Hàng hải Quốc tế, quá trình tạo ra 1 tỷ USD GDP làm phát sinh khoảng 4.500 tấn chất thải công nghiệp, trong đó chất thải nguy hại chiếm tới 20%. Tại Việt Nam, lượng chất thải công nghiệp phát sinh hàng năm đạt hơn 2.000 nghìn tấn với khoảng 128.400 tấn chất thải nguy hại, tập trung phần lớn tại các vùng kinh tế trọng điểm. Trước áp lực đó, công tác quản lý môi trường tại các đơn vị sản xuất đặc thù như Nhà máy sản xuất Quốc phòng Z131 (đóng tại địa bàn huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên) trở thành nhiệm vụ cấp bách nhằm dung hòa giữa yêu cầu an ninh quốc phòng và mục tiêu phát triển bền vững.

Nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề kiểm soát ô nhiễm, đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường và hiệu lực của bộ máy quản lý môi trường nội bộ tại các xí nghiệp thành viên. Mục tiêu cụ thể là khảo sát, định lượng các thông số ô nhiễm trong môi trường đất, nước, không khí; đánh giá mức độ ảnh hưởng của quy trình sản xuất tới 847 cán bộ công nhân viên cùng cộng đồng dân cư lân cận; từ đó đề xuất hệ thống giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý chất thải nguy hại và vệ sinh công nghiệp.

Phạm vi không gian nghiên cứu bao gồm 4 đơn vị trọng điểm: Xí nghiệp I (cơ khí), Xí nghiệp II (tổng lắp vũ khí và sản xuất thuốc nổ), Xí nghiệp III (sản xuất vật liệu nổ) và Xí nghiệp IV (sản xuất bao bì nhựa). Khung thời gian theo dõi dữ liệu quan trắc trải dài trong 12 tháng, kết hợp phân tích chuỗi dữ liệu thứ cấp giai đoạn 2013 - 2015. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp bộ chỉ số hiện trạng đạt độ tin cậy cao, hỗ trợ đơn vị kiểm soát 100% nguồn thải theo quy chuẩn môi trường quốc gia, giảm thiểu tai nạn lao động và xây dựng mô hình điểm về sinh thái công nghiệp quân sự.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của hai nền tảng lý thuyết chủ đạo: Lý thuyết phát triển bền vững dựa trên 9 nguyên tắc Rio-92 và Lý thuyết sản xuất sạch hơn (Cleaner Production). Luận văn vận dụng mô hình đánh giá áp lực - hiện trạng - đáp ứng (PSR) kết hợp với chu trình quản lý chất thải công nghiệp khép kín, bao gồm các công đoạn: kiểm soát và giảm thiểu tại nguồn, thu gom phân loại sơ cấp, tái chế thu hồi, xử lý hóa lý - nhiệt luyện và tiêu hủy chôn lấp hợp vệ sinh.

Các khái niệm trọng tâm xuyên suốt công trình gồm:

  1. Chất thải nguy hại: Được xác định theo Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 và Thông tư 12/2011/TT-BTNMT, bao gồm 19 nhóm nguồn thải chứa các yếu tố độc hại, dễ cháy nổ, ăn mòn hoặc lây nhiễm.
  2. Quy chuẩn kỹ thuật môi trường (QCVN): Ngưỡng giới hạn bắt buộc áp dụng đối với các thông số chất thải và môi trường xung quanh.
  3. Nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD5) và Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD): Các chỉ số phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ trong môi trường nước.
  4. Trinitrotoluen (TNT): Hợp chất hóa học đặc thù phát sinh trong công nghệ chế tạo vật liệu nổ và vũ khí.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài bao gồm dữ liệu sơ cấp từ các đợt đo đạc, lấy mẫu quan trắc thực địa và điều tra xã hội học; kết hợp dữ liệu thứ cấp là báo cáo hiện trạng môi trường, tài liệu thống kê kinh tế - xã hội của huyện Phổ Yên năm 2014 và số liệu sản xuất giai đoạn 2013 - 2015 của Nhà máy Z131.

Cỡ mẫu điều tra xã hội học gồm 60 phiếu khảo sát, chia thành 2 đợt vào tháng 11/2014 (mùa khô) và tháng 6/2015 (mùa mưa). Phương pháp chọn mẫu phân tầng theo nhóm tuổi (20 - 35 tuổi, 35 - 50 tuổi, 50 - 65 tuổi) và vị trí công tác: 50% công nhân sản xuất trực tiếp (30 người), 30% cán bộ quản lý kỹ thuật (18 người) và 20% hộ dân cư sinh sống quanh nhà máy (12 người). Việc phân tầng này đảm bảo tính đại diện, kiểm soát sai số thống kê dưới 5% và cung cấp góc nhìn đa chiều từ người trực tiếp thao tác đến nhà quản lý và cộng đồng chịu tác động.

Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm sử dụng các trang thiết bị đạt chuẩn: đo tiếng ồn bằng máy RION NL-04 (Nhật Bản); thu mẫu bụi toàn phần và bụi hô hấp qua máy SIBATA SL 15P với lưu lượng hút 18 lít/phút trên giấy lọc chuyên dụng kích thước 37 mm và 47 mm; đo khí độc bằng hệ thống Drager và máy Testo 350XL; phân tích kim loại nặng (Pb, As, Cr, Fe) bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS); định lượng dư lượng thuốc nổ TNT bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) tại Phòng thí nghiệm Độc chất thuộc Viện Vệ sinh phòng dịch Quân đội. Toàn bộ số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel và SPSS 20 để so sánh với các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quan trắc môi trường không khí tại 3 vị trí khí thải (lò hơi Xí nghiệp III, lò tôi RX 11314 và lò tôi RAM H30 tại Xí nghiệp I) và 3 điểm không khí xung quanh cho thấy nồng độ bụi lơ lửng, SO2, NO2, CO đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 19:2009/BTNMT và QCVN 05:2013/BTNMT. Tuy nhiên, cường độ tiếng ồn tại khu vực nhiệt luyện cơ khí trong giờ cao điểm dao động từ 82 dBA đến 84 dBA, tiệm cận ngưỡng giới hạn 85 dBA theo Tiêu chuẩn vệ sinh lao động 3733/2002/QĐ-BYT.

Chất lượng nước thải sản xuất tại đầu ra hệ thống xử lý phía Tây ghi nhận các chỉ số ô nhiễm giảm mạnh sau quy trình xử lý hóa lý: nồng độ COD trung bình giảm từ 120 mg/L xuống dưới 48 mg/L (giảm khoảng 60%), hàm lượng BOD5 duy trì dưới 25 mg/L, các kim loại nặng như Fe, Cr, Pb đều nằm dưới ngưỡng quy định của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B). Đặc biệt, chỉ tiêu hợp chất thuốc nổ TNT qua phân tích sắc ký lỏng HPLC chỉ dao động ở mức vết dưới 0,01 mg/L, không gây nguy cơ nhiễm độc dòng thải.

Đối với môi trường nước mặt suối Ngòi Gạo và 3 điểm nước ngầm giếng khoan (NN1, NN2, NN3), chỉ số pH ổn định trong khoảng 6,5 - 7,2; hàm lượng asen, đồng, chì đều đạt chuẩn theo QCVN 08:2008/BTNMT và QCVN 09:2008/BTNMT. Hàm lượng kim loại nặng trong đất tiểu cảnh và ven suối (Cd, Pb, Cu, Zn, Hg) đều thấp hơn giới hạn quy định tại QCVN 03:2008/BTNMT.

Khảo sát xã hội học với 60 phiếu điều tra cho kết quả: 85% cán bộ công nhân viên đánh giá cao việc trang bị phương tiện bảo hộ lao động và hệ thống hút bụi cục bộ; 15% người lao động đề nghị cải thiện độ thông thoáng nhiệt độ tại xưởng đúc; 75% người dân địa phương nhận định môi trường xung quanh không bị xáo trộn lớn, trong khi 25% hộ dân kiến nghị nhà máy giảm thiểu tiếng ồn thử nghiệm vào ban đêm.

Thảo luận kết quả

Các chỉ số môi trường đạt chuẩn xuất phát từ việc Nhà máy Z131 đã đầu tư hoàn chỉnh hệ thống xử lý nước thải công suất đồng bộ, áp dụng quy trình trung hòa - kết tủa hydroxyt kim loại và trích ly dung môi. Khi so sánh với mặt bằng chung các cơ sở công nghiệp thuộc Vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc (nơi phát sinh khoảng 28.000 tấn chất thải công nghiệp/năm), Nhà máy Z131 đã kiểm soát chặt chẽ các dòng thải nguy hại đặc thù ngành quốc phòng.

Dữ liệu quan trắc qua chuỗi thời gian 2013 - 2015 được trực quan hóa qua 10 bảng thống kê và 8 đồ thị tiến trình trong luận văn, minh chứng rõ xu hướng giảm nồng độ chất ô nhiễm qua các năm nhờ việc áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn. Dù vậy, hiện tượng hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) tăng nhẹ khoảng 18% vào mùa mưa tại suối Ngòi Gạo đòi hỏi nhà máy phải nâng cấp hệ thống thu gom nước mưa chảy tràn để ngăn chặn hiện tượng cuốn trôi bùn đất xói mòn vào nguồn nước mặt.

Đề xuất và khuyến nghị

Hiện đại hóa công nghệ nhiệt luyện và gia công cơ khí tại Xí nghiệp I thông qua việc lắp đặt chụp hút khói cục bộ và vỏ bọc tiêu âm chống ồn. Mục tiêu cụ thể là giảm 25% lượng phát sinh bụi kim loại và hạ cường độ tiếng ồn làm việc xuống dưới ngưỡng 80 dBA. Thời gian thực hiện từ Quý II/2016 đến hết năm 2017, đơn vị chủ trì là Phòng Cơ điện - Kỹ thuật phối hợp Ban Quản lý Dự án Nhà máy Z131.

Chuẩn hóa toàn diện quy trình phân loại, lưu giữ và chuyển giao 19 danh mục chất thải nguy hại theo quy định tại Thông tư 12/2011/TT-BTNMT và Nghị định 38/2015/NĐ-CP. Chỉ tiêu đặt ra là phân loại triệt để 100% chất thải nguy hại tại nguồn phát sinh, thu hồi tái sinh tối thiểu 90% lượng dầu mỡ và dung môi hữu cơ đã qua sử dụng. Lộ trình triển khai liên tục hàng năm kể từ tháng 1/2016 do Đội Môi trường và các Quản đốc phân xưởng chịu trách nhiệm.

Nâng cấp trạm xử lý nước thải sản xuất phía Tây và lắp đặt thiết bị quan trắc tự động liên tục đối với các thông số pH, COD, TSS trước khi xả ra suối Ngòi Gạo. Chỉ tiêu kiểm soát đạt 100% quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, đảm bảo dữ liệu quan trắc được truyền dẫn liên tục 24/7. Tiến độ thi công hoàn thành trong 6 tháng đầu năm 2016, do Phòng Quản lý Môi trường phối hợp với các viện nghiên cứu chuyên ngành thực hiện.

Mở rộng dải cây xanh cách ly sinh thái quanh khuôn viên nhà máy với mục tiêu nâng tỷ lệ phủ xanh lên trên 20% tổng diện tích mặt bằng, đồng thời tổ chức khám sức khỏe nghề nghiệp định kỳ 2 lần/năm cho 100% cán bộ, chiến sĩ và công nhân tiếp xúc trực tiếp với hóa chất nổ. Thời gian triển khai định kỳ trong giai đoạn 2016 - 2020 dưới sự phụ trách của Bộ phận Y tế, Công đoàn Nhà máy và sự hỗ trợ mặt bằng từ UBND huyện Phổ Yên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Ban Lãnh đạo, cán bộ quản lý kỹ thuật và chuyên viên an toàn môi trường tại các doanh nghiệp, nhà máy thuộc Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng: Luận văn cung cấp mô hình thực tiễn về kiểm soát an toàn lao động, xử lý chất thải vũ khí và vật liệu nổ đặc thù.
  2. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường tại tỉnh Thái Nguyên và huyện Phổ Yên: Cung cấp nguồn dữ liệu quan trắc nền tảng giai đoạn 2013 - 2015, phục vụ công tác thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường, thanh tra và quy hoạch phát triển công nghiệp địa phương.
  3. Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Quản lý Môi trường: Tài liệu là ca nghiên cứu điển hình về phương pháp luận quan trắc độc chất quân sự, phương pháp phân tích sắc ký lỏng HPLC, quang phổ AAS và kỹ năng xử lý dữ liệu SPSS.
  4. Kỹ sư vận hành hệ thống xử lý môi trường và chuyên gia tư vấn sản xuất sạch hơn: Tham khảo các giải pháp công nghệ trung hòa hóa lý, xử lý nước thải mạ điện và phương pháp thu gom, đóng gói chất thải rắn nguy hại trong môi trường công nghiệp nặng.

Câu hỏi thường gặp

Những nguồn phát sinh chất thải nguy hại chính tại Nhà máy Z131 gồm những công đoạn nào? Chất thải nguy hại phát sinh chủ yếu từ quá trình gia công nhiệt luyện, xi mạ cơ khí tại Xí nghiệp I (chứa dung môi, bùn kim loại), công đoạn tổng lắp và nhồi ép thuốc nổ tại Xí nghiệp II (chứa cặn thuốc nổ TNT), quá trình sản xuất kíp nổ tại Xí nghiệp III và hóa chất tổng hợp từ Xí nghiệp IV.

Chất lượng nước thải sau xử lý của Nhà máy Z131 có đạt quy chuẩn xả thải không? Kết quả kiểm nghiệm 6 tháng đầu năm 2015 cho thấy nước thải sau xử lý tại trạm phía Tây đạt toàn bộ các chỉ tiêu theo QCVN 40:2011/BTNMT Cột B, với nồng độ COD dưới 48 mg/L, hàm lượng kim loại nặng Fe, Cr, Pb ở mức thấp và chỉ số TNT kiểm soát dưới 0,01 mg/L.

Đề tài sử dụng thiết bị gì để đo đạc và phân tích nồng độ bụi trong môi trường lao động? Nghiên cứu sử dụng máy đo bụi chuyên dụng SIBATA SL 15P của Nhật Bản với lưu lượng hút 18 lít/phút, kết hợp giấy lọc kích thước 37 mm (đo bụi hô hấp) và 47 mm (đo bụi toàn phần), cân mẫu trên cân điện tử phân tích độ chính xác 0,001 mg theo quy chuẩn của Bộ Y tế.

Người dân xung quanh đánh giá như thế nào về tác động môi trường của nhà máy? Khảo sát 60 phiếu điều tra ghi nhận 75% người dân nhận thấy môi trường sinh thái ổn định, không có mùi hóa chất độc hại; khoảng 25% hộ dân sống gần hàng rào kiến nghị nhà máy cần kiểm soát tốt hơn độ rung và tiếng ồn phát sinh trong ca sản xuất ban đêm.

Luận văn đã áp dụng những quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chủ yếu nào để đối chiếu kết quả? Nghiên cứu đối chiếu kết quả với các quy chuẩn hiện hành gồm: QCVN 05:2013/BTNMT (không khí xung quanh), QCVN 19:2009/BTNMT (khí thải công nghiệp), QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp), QCVN 08:2008/BTNMT (nước mặt), QCVN 09:2008/BTNMT (nước ngầm), QCVN 03:2008/BTNMT (đất) và Quyết định 3733/2002/QĐ-BYT (tiêu chuẩn vệ sinh lao động).

Kết luận

  • Đã hoàn thành đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường đất, nước, không khí tại 4 xí nghiệp nòng cốt của Nhà máy Z131 trong giai đoạn 2013 - 2015.
  • Xác nhận các thông số ô nhiễm nước thải, khí thải sau hệ thống xử lý đều đạt ngưỡng cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 19:2009/BTNMT.
  • Nhận diện chính xác nguy cơ phát sinh tiếng ồn cục bộ tại phân xưởng nhiệt luyện (82 - 84 dBA) và đề ra giải pháp tiêu âm kỹ thuật.
  • Xây dựng hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ kết hợp sản xuất sạch hơn, quan trắc tự động và mở rộng vành đai cây xanh cách ly sinh thái.
  • Đóng góp bộ dữ liệu thực nghiệm có giá trị khoa học cao cho công tác quản lý chất thải nguy hại ngành công nghiệp quốc phòng.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã chuẩn hóa phương pháp luận đánh giá tác động môi trường đặc thù quân sự, cung cấp giải pháp khả thi với lộ trình triển khai rõ ràng từ năm 2016 đến năm 2020. Để bảo đảm an toàn sinh thái lâu dài, các đơn vị sản xuất quốc phòng cần nhanh chóng áp dụng bộ tiêu chí đánh giá này vào kế hoạch giám sát môi trường định kỳ hàng năm.