Tổng quan nghiên cứu

Theo công bố từ Tổ chức Y tế Thế giới, ô nhiễm không khí là tác nhân gây ra khoảng 7 triệu ca tử vong sớm mỗi năm trên phạm vi toàn cầu. Tại Việt Nam, tốc độ gia tăng nhanh chóng của các phương tiện cơ giới đường bộ từ 12% đến 15% mỗi năm cùng tiến trình đô thị hóa mạnh mẽ đang tạo sức ép khổng lồ lên chất lượng bầu khí quyển. Nằm tại cửa ngõ phía Tây Nam thủ đô Hà Nội, huyện Thanh Oai là địa bàn tập trung tới 51 làng nghề truyền thống và các điểm công nghiệp đang phát triển, đối mặt với thách thức lớn về suy thoái môi trường không khí.

Vấn đề cốt lõi xuất phát từ phương thức sản xuất tiểu thủ công nghiệp tự phát, quy mô hộ gia đình còn nhỏ lẻ, máy móc lạc hậu và hầu như chưa có hệ thống xử lý khí thải đạt chuẩn. Thêm vào đó, lưu lượng giao thông ngày càng gia tăng trên trục Quốc lộ 21B dài khoảng 25 km và các tuyến tỉnh lộ liên huyện làm gia tăng nồng độ bụi lơ lửng và khí thải độc hại. Trước thực trạng đó, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh thái học của tác giả Nguyễn Thị Thùy Hương dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Đoàn Hương Mai tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã thực hiện đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường không khí năm 2013, đồng thời so sánh đối chiếu với dữ liệu năm 2012.

Phạm vi nghiên cứu bao quát 29 điểm quan trắc trọng điểm tại 21 xã và thị trấn trên địa bàn huyện, đo đạc và phân tích 11 thông số vi khí hậu và hóa lý. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác, hỗ trợ chính quyền địa phương định vị các điểm nóng ô nhiễm để kịp thời can thiệp, hướng tới mục tiêu kiểm soát nồng độ các chất ô nhiễm dưới ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia và bảo vệ sức khỏe cho hơn 180.000 cư dân toàn huyện.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa Lý thuyết phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển và Lý thuyết đánh giá rủi ro sinh thái môi trường. Các mô hình phát tán chất khí và hạt bụi giúp giải thích quy luật lan truyền chất thải từ nguồn điểm như ống khói nhà máy cơ khí, lò gạch và nguồn diện như khu dân cư làng nghề Cự Đà, Thanh Thùy dưới tác động của các thông số vi khí hậu như nhiệt độ trung bình từ 27,1 độ C đến 28,3 độ C, tốc độ gió từ 2,1 m/s đến 3,2 m/s và độ ẩm không khí từ 80% đến 96%.

Khung lý thuyết của đề tài vận dụng các khái niệm cốt lõi trong khoa học môi trường gồm: Bụi lơ lửng tổng số (TSP), các hợp chất khí vô cơ độc hại như carbon monoxide (CO), sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), amoniac (NH3), hydro sulfide (H2S), và hydrocacbon tổng số (CnHm). Mức độ suy thoái không khí được đối chiếu với hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật môi trường Việt Nam, trọng tâm là QCVN 05:2009/BTNMT về chất lượng không khí xung quanh, QCVN 06:2009/BTNMT về một số chất độc hại trong không khí xung quanh và QCVN 26:2010/BTNMT về giới hạn tối đa cho phép của tiếng ồn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp lấy mẫu phân tầng ngẫu nhiên có chủ đích để xác lập cỡ mẫu gồm 29 vị trí quan trắc (ký hiệu từ K1 đến K29). Cỡ mẫu này đại diện cho 4 phân vùng chức năng: khu vực dân cư thuần nông (như K1, K7, K11), làng nghề chế biến lương thực thực phẩm (như K4, K14, K25, K28), làng nghề thủ công mỹ nghệ và cơ khí luyện kim (như K3, K6, K27, K29), cùng các cụm công nghiệp và trục giao thông huyết mạch (như K17, K18, K22, K26). Việc lựa chọn 29 điểm phân bổ đều tại 21 xã, thị trấn đảm bảo độ bao phủ không gian toàn diện và độ tin cậy thống kê cao.

Dữ liệu sơ cấp được thu thập qua 2 đợt đo đạc thực địa trong năm 2013 (đợt 1 vào tháng 4 và đợt 2 vào tháng 9) nhằm phản ánh đầy đủ đặc điểm vi khí hậu hai mùa. Nhóm tác giả sử dụng các thiết bị hiện trường đạt chuẩn quốc tế gồm máy đo vi khí hậu DAVIS Instruments 7978 của Mỹ, thiết bị đo mức ồn EXTECH Instruments 407730 của Đức, máy phân tích khí độc tức thời OLDHAM MX21 Plus của Pháp, cùng bơm lấy mẫu khí BUCK-VSS 5 của Mỹ và KIMOTO của Nhật Bản để phân tích sắc ký khí tại phòng thí nghiệm chuyên ngành Hóa - Lý. Dữ liệu sơ cấp sau đó được xử lý tổng hợp, so sánh với nguồn dữ liệu thứ cấp năm 2012 do Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Thanh Oai cùng Công ty TNHH Tư vấn Môi trường Hà Nội cung cấp, phục vụ phân tích xu hướng biến động đa thời gian.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích chuỗi dữ liệu thực nghiệm tại 29 vị trí quan trắc trên địa bàn huyện Thanh Oai năm 2013 đã chỉ ra các phát hiện trọng tâm:

Thứ nhất, ô nhiễm tiếng ồn xảy ra nghiêm trọng mang tính cục bộ tại các làng nghề kim khí. Tại trạm quan trắc K27 (làng nghề kim cơ khí Thanh Thùy), mức áp suất âm thanh tương đương ghi nhận lên tới 105 dBA, vượt 50% so với giới hạn tối đa cho phép 70 dBA quy định trong QCVN 26:2010/BTNMT đối với khu vực thông thường ban ngày. Trong khi đó, các khu dân cư thuần nông duy trì độ ồn trong khoảng an toàn từ 53,1 dBA đến 62,9 dBA.

Thứ hai, phát sinh nồng độ khí mùi và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi tại các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm. Hàm lượng hydrocacbon CnHm tại làng nghề làm miến Cự Đà (xã Cự Khê - điểm K25) đạt 181 microgam/m3 và tại đường làng thôn Óc Lý (xã Thanh Văn - điểm K24) đạt 206 microgam/m3. Mặc dù chỉ số CnHm vẫn nằm trong ngưỡng giới hạn tối đa 5000 microgam/m3 của QCVN 06:2009/BTNMT, nhưng sự kết hợp giữa hơi CnHm với khí amoniac NH3 và hydro sulfide H2S từ quá trình lên men tinh bột dong riềng đã tạo ra mùi hôi chua nồng nặc, tác động trực tiếp đến môi trường sống.

Thứ ba, gia tăng nồng độ bụi và khí đốt nhiên liệu tại các điểm công nghiệp và trục đường giao thông lớn. Tại Cụm công nghiệp Thanh Oai (K17), Cổng công ty cơ khí Sao Mai (K18) và Quốc lộ 21B qua xã Bích Hòa (K22), nồng độ bụi lơ lửng và sulfur dioxide SO2 tăng từ 10% đến 20% so với dữ liệu năm 2012, tỷ lệ thuận với tốc độ gia tăng của 40 dự án đầu tư mới trên địa bàn huyện trong năm 2013.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm cục bộ tại Thanh Oai bắt nguồn từ quy hoạch làng nghề truyền thống chưa tách rời khỏi khu dân cư sinh hoạt. Tại xã Thanh Thùy, hàng trăm máy đột dập, mài, cắt kim loại đặt trực tiếp trong khuôn viên nhà xưởng hở sát đường làng là nguồn phát sinh tiếng ồn trực tiếp 105 dBA. Đối với làng nghề chế biến lương thực thực phẩm, việc xả thải nước ngâm bột chưa qua xử lý ra hệ thống mương hở kết hợp với nhiệt độ môi trường mùa hè vượt 28 độ C đã thúc đẩy vi khuẩn kỵ khí phân hủy chất hữu cơ, giải phóng lượng lớn NH3 và H2S mùi trứng thối.

Xét trên bình diện tổng thể, chất lượng không khí huyện Thanh Oai vẫn ở mức ô nhiễm trung bình theo QCVN 05:2009/BTNMT, tốt hơn đáng kể so với khu vực nội thành Hà Nội - nơi có nồng độ CO vượt quy chuẩn tới 5 lần và tỷ lệ hộ gia đình có người mắc bệnh đường hô hấp lên tới 72% theo khảo sát y tế. Toàn bộ chuỗi dữ liệu được trực quan hóa thông qua hệ thống biểu đồ so sánh nồng độ TSP, CO, SO2, NO2 giữa 29 trạm quan trắc hai năm 2012 và 2013, kết hợp bảng ma trận đánh giá nguồn thải giúp làm rõ mối liên hệ giữa cơ cấu kinh tế công nghiệp - xây dựng chiếm 49,8% với tải lượng phát thải ra môi trường xung quanh.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể nhằm kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm không khí trên địa bàn:

Thứ nhất, quy hoạch di dời các cơ sở tiểu thủ công nghiệp ô nhiễm vào khu vực sản xuất tập trung. Ủy ban nhân dân huyện Thanh Oai chủ trì phối hợp cùng các xã Thanh Thùy, Bích Hòa, Phương Trung xây dựng lộ trình di dời 100% các xưởng rèn, đột dập kim khí xen cài trong khu dân cư vào Điểm công nghiệp làng nghề Thanh Thùy; mục tiêu hạ mức ồn khu dân cư từ 105 dBA xuống dưới 65 dBA; thời gian hoàn thành giai đoạn 2015 - 2020.

Thứ hai, lắp đặt hệ thống chụp hút, thu gom bụi và xử lý khí thải tại nguồn. Ban quản lý cụm công nghiệp và các doanh nghiệp cơ khí, may mặc, sơn tạc tượng triển khai lắp đặt hệ thống buồng lắng bụi túi vải kết hợp tháp hấp thụ than hoạt tính; mục tiêu cắt giảm từ 30% đến 40% nồng độ bụi lơ lửng TSP và hơi dung môi hữu cơ CnHm; thời gian triển khai trong vòng 24 tháng.

Thứ ba, cải tiến công nghệ sản xuất sạch hơn và xử lý chất thải sinh học tại các làng nghề chế biến thực phẩm. Các hợp tác xã và hộ kinh doanh tại Cự Đà, Ước Lễ, Thanh Lương tiến hành chuyển đổi tối thiểu 80% lò đun than thủ công sang sử dụng khí hóa lỏng biogas hoặc điện, đồng thời xây dựng hệ thống cống ngầm có nắp đậy dẫn nước thải bột dong; mục tiêu giảm 85% phát thải khí mùi H2S và NH3; thực hiện định kỳ hàng năm.

Thứ tư, hoàn thiện thể chế và nâng cao năng lực quan trắc giám sát môi trường. Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Thanh Oai chủ trì thiết lập mạng lưới quan trắc chất lượng không khí định kỳ tối thiểu 4 đợt mỗi năm, tăng cường kiểm tra liên ngành và xử phạt nghiêm các vi phạm vượt quy chuẩn; mục tiêu đạt 100% cơ sở sản xuất ký cam kết tuân thủ quy định bảo vệ môi trường từ năm 2015.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, cơ quan quản lý nhà nước và chính quyền địa phương: Ủy ban nhân dân huyện Thanh Oai, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện, Chi cục Bảo vệ Môi trường thành phố Hà Nội có thể sử dụng số liệu từ 29 điểm quan trắc làm căn cứ khoa học chuẩn xác để xây dựng Đề án bảo vệ môi trường làng nghề và lập quy hoạch phát triển kinh tế xã hội giai đoạn tiếp theo.

Thứ hai, các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học: Các nhà nghiên cứu thuộc chuyên ngành Sinh thái học, Khoa học Môi trường và Quản lý Đất đai có thể tham khảo phương pháp luận thiết lập mạng lưới quan trắc 11 chỉ tiêu vi khí hậu và quy trình ứng dụng thiết bị đo đạc hiện trường kết hợp sắc ký khí phòng thí nghiệm.

Thứ ba, doanh nghiệp và các chủ cơ sở sản xuất làng nghề: Các cơ sở cơ khí tại Thanh Thùy, xưởng sản xuất miến tại Cự Đà và doanh nghiệp trong Cụm công nghiệp Thanh Oai cần khai thác luận văn để nhận diện rõ các nguồn phát thải ô nhiễm tại cơ sở mình, từ đó chủ động đầu tư hệ thống lọc khí và trang bị đồ bảo hộ lao động đạt chuẩn cho công nhân.

Thứ tư, các tổ chức xã hội và cộng đồng dân cư địa phương: Các tổ chức đoàn thể, hội nông dân, hội phụ nữ và người dân trên địa bàn huyện Thanh Oai có thể tham khảo tài liệu để nâng cao nhận thức về nguy cơ sức khỏe từ ô nhiễm khói bụi, từ đó tích cực tham gia vào phong trào giám sát môi trường cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

Nguồn phát thải gây ô nhiễm không khí chủ yếu tại huyện Thanh Oai xuất phát từ đâu?

Ô nhiễm không khí tại Thanh Oai phát sinh từ 3 nguồn chính gồm: 51 làng nghề truyền thống hoạt động nhỏ lẻ, 2 cụm điểm công nghiệp tập trung với 40 dự án đầu tư mới, và lượng lớn phương tiện giao thông trên trục Quốc lộ 21B dài khoảng 25 km, tạo ra lượng phát thải bụi và khí đốt nhiên liệu đáng kể.

Mức độ ô nhiễm tiếng ồn tại làng nghề cơ khí Thanh Thùy nguy hiểm ra sao?

Tại điểm quan trắc K27 thuộc làng nghề kim cơ khí Thanh Thùy, mức ồn đo được đạt 105 dBA, vượt 50% so với giới hạn an toàn 70 dBA của QCVN 26:2010/BTNMT. Mức áp suất âm thanh cực đoan này có thể gây suy giảm thính lực nghiêm trọng, căng thẳng thần kinh và tổn hại sức khỏe lâu dài cho người lao động.

Các làng nghề chế biến thực phẩm tại Thanh Oai sinh ra những khí độc hại nào?

Quá trình phân hủy tinh bột dong riềng và nước thải hữu cơ tại các làng nghề như miến Cự Đà phát sinh khí amoniac NH3, hydro sulfide H2S mùi trứng thối đặc trưng, cùng nồng độ hydrocacbon CnHm lên tới 181 microgam/m3, gây kích ứng mắt và niêm mạc đường hô hấp của cộng đồng dân cư xung quanh.

Chất lượng không khí năm 2013 của huyện Thanh Oai có biến động gì so với năm 2012?

So sánh chuỗi dữ liệu hai năm cho thấy nồng độ bụi lơ lửng TSP và khí SO2 tại các khu công nghiệp tăng từ 10% đến 20% do mở rộng quy mô sản xuất. Tuy vậy, chất lượng không khí toàn huyện nhìn chung vẫn duy trì ở mức ô nhiễm trung bình theo QCVN 05:2009/BTNMT.

Luận văn đã áp dụng những quy chuẩn môi trường quốc gia nào để đánh giá?

Nghiên cứu đã đối chiếu kết quả quan trắc thực địa với 3 quy chuẩn môi trường bắt buộc: QCVN 05:2009/BTNMT về chất lượng không khí xung quanh, QCVN 06:2009/BTNMT quy định nồng độ chất độc hại với giới hạn CnHm là 5000 microgam/m3, và QCVN 26:2010/BTNMT quy định giới hạn độ ồn 70 dBA.

Kết luận

  • Hoàn thành khảo sát và quan trắc toàn diện chất lượng môi trường không khí tại 29 vị trí trọng điểm bao phủ 21 xã, thị trấn trên toàn địa bàn huyện Thanh Oai với 11 thông số chỉ thị lý - hóa.
  • Xác định chất lượng không khí tổng thể của huyện đạt mức ô nhiễm trung bình theo QCVN 05:2009/BTNMT, nhưng cảnh báo tình trạng ô nhiễm cục bộ nghiêm trọng về tiếng ồn (105 dBA) tại làng nghề cơ khí Thanh Thùy.
  • Định lượng sự hiện diện của các khí mùi đặc trưng (H2S, NH3) và hydrocacbon CnHm (lên tới 206 microgam/m3) tại các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm như Cự Đà, Tân Ước.
  • Làm rõ xu hướng biến động chất lượng không khí giai đoạn 2012 - 2013 với mức tăng 10% đến 20% nồng độ bụi và SO2 tại các cụm công nghiệp khi kinh tế công nghiệp chiếm 49,8% tổng giá trị sản xuất.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ từ quy hoạch di dời làng nghề, đầu tư thiết bị lọc bụi hấp thụ khí thải, ứng dụng công nghệ đốt sạch đến tăng cường giám sát môi trường định kỳ 4 đợt mỗi năm.

Đóng góp chính của luận văn là đã thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu quan trắc không khí thực nghiệm chuẩn mực cho huyện Thanh Oai, làm rõ mối tương quan giữa sự phát triển của 51 làng nghề với mức độ suy thoái môi trường cục bộ. Kế hoạch tiếp theo trong giai đoạn 2015 - 2025 là mở rộng mạng lưới quan trắc tự động và đẩy nhanh tiến độ di dời các cơ sở ô nhiễm. Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng người dân cần chung tay thực thi quyết liệt các giải pháp bảo vệ môi trường để giữ gìn bầu không khí trong lành và bảo vệ sức khỏe cho các thế hệ tương lai.