Tổng quan nghiên cứu

Theo thống kê trên phạm vi cả nước, Việt Nam hiện có khoảng 2.000 làng nghề truyền thống và làng nghề mới đang hoạt động, đóng góp đáng kể vào chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn. Tại tỉnh Bắc Giang, toàn tỉnh có 33 làng nghề với hơn 6.400 hộ sản xuất, thu hút trên 20.800 nhân khẩu và tạo việc làm ổn định cho 68,4% lực lượng lao động trong độ tuổi tại địa bàn. Tuy nhiên, sự phát triển mang tính tự phát và phân tán của các cơ sở tiểu thủ công nghiệp đang kéo theo tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí ở mức báo động, đe dọa trực tiếp đến đời sống dân sinh và chất lượng sống của cộng đồng.

Huyện Hiệp Hòa là vùng đồng bằng trung du trù phú được bồi đắp bởi phù sa sông Cầu, đóng vai trò đầu mối trung chuyển sản vật giữa đồng bằng và miền núi. Hoạt động của 5 nhóm làng nghề trọng điểm tại địa phương gồm nuôi tằm ươm tơ, chế biến lương thực thực phẩm kết hợp chăn nuôi, tái chế phế liệu, thủ công mỹ nghệ và sản xuất vật liệu xây dựng đã đem lại nguồn thu nhập chiếm tới 80% tổng thu nhập của nhiều hộ gia đình. Đi liền với lợi ích kinh tế, khối lượng nước thải chứa nồng độ chất hữu cơ cao và lượng phế thải rắn phát sinh hàng ngày hầu như chưa qua xử lý, gây quá tải hạ tầng tiếp nhận.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng các thành phần môi trường tại hệ thống làng nghề huyện Hiệp Hòa giai đoạn 2010 - 2011, nhận diện nguyên nhân phát sinh ô nhiễm và đề xuất các mô hình công nghệ sinh học xử lý dòng thải phù hợp với điều kiện kinh tế nông thôn. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc cung cấp cơ sở dữ liệu quan trắc định lượng phục vụ công tác quy hoạch, giảm thiểu từ 75% đến 85% tải lượng ô nhiễm hữu cơ và định hình giải pháp phát triển bền vững làng nghề đến năm 2015, tầm nhìn 2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết sinh thái công nghiệp nông thôn kết hợp với mô hình phát triển bền vững, nhằm cân bằng giữa tăng trưởng tiểu thủ công nghiệp và bảo vệ tài nguyên sinh thái. Các khái niệm trung tâm được vận hành xuyên suốt đề tài bao gồm Tiêu chuẩn môi trường Việt Nam (TCVN, QCVN), ô nhiễm môi trường (ONMT), tải lượng phát thải, sản xuất sạch hơn (SXSH) và kinh tế tuần hoàn trong nông nghiệp. Khung phân tích xem xét hoạt động của làng nghề như một hệ thống mở tiếp nhận nguyên liệu thô và thải bỏ các dòng ô nhiễm vật lý, hóa học vào ba môi trường tiếp nhận: đất, nước và không khí.

Cơ sở pháp lý của đề tài gắn liền với hệ thống văn bản quy phạm pháp luật của Nhà nước như Luật Bảo vệ môi trường năm 2005, Nghị quyết số 41-NQ/TW của Bộ Chính trị về bảo vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, Nghị định số 66/2006/NĐ-CP của Chính phủ về phát triển ngành nghề nông thôn, Thông tư số 46/2011/TT-BTNMT quy định về bảo vệ môi trường làng nghề và Quyết định số 58/2006/QĐ-UBND của UBND tỉnh Bắc Giang. Bên cạnh đó, tác giả tiếp thu bài học quản lý xí nghiệp hương trấn của Trung Quốc, nơi đã kiên quyết đóng cửa hơn 84.000 cơ sở ô nhiễm và kiểm soát trên 90% trong số 238.000 doanh nghiệp vi phạm, đồng thời vận dụng kinh nghiệm áp dụng công cụ thuế phí xả thải carbon và phí xử lý chất thải rắn từ khối các quốc gia công nghiệp phát triển G8.

Phương pháp nghiên cứu

Để bảo đảm tính đại diện và độ tin cậy khoa học, đề tài triển khai khảo sát xã hội học với cỡ mẫu 150 hộ gia đình sản xuất theo phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên tại 4 xã trọng điểm: Hợp Thịnh, Mai Đình, Xuân Cẩm và Mai Trung. Phương pháp chọn mẫu phân tầng được áp dụng nhằm bao phủ đầy đủ 5 nhóm ngành nghề đặc trưng có mức độ phát thải khác nhau, từ khâu gia công thô sơ đến quy trình sử dụng hóa chất và nhiệt điện than.

Chương trình quan trắc hiện trường được thực hiện trong hai năm 2010 và 2011 với tổng cộng 36 mẫu nước mặt, nước ngầm và nước thải công đoạn; 18 mẫu không khí xung quanh và khí thải lò nung; 15 mẫu đất nông nghiệp và bùn thải tiếp nhận. Các chỉ tiêu lý hóa như pH, DO, BOD5, COD, TSS, phenol, kim loại nặng Pb2+, Cr2+, cùng các khí độc SO2, CO, NO2 và nồng độ bụi tổng số được đo đạc, bảo quản và phân tích theo đúng quy chuẩn TCVN hiện hành tại phòng thí nghiệm chuyên sâu. Lý do lựa chọn kết hợp phân tích hóa lý và thực nghiệm sinh học là nhằm xác định chính xác tải lượng chất ô nhiễm thực tế, từ đó thiết kế thử nghiệm mô hình ủ phân hữu cơ vi sinh (composting) hiếu khí kéo dài 35 ngày và mô hình hồ sinh học xử lý nước thải, tạo cơ sở thực nghiệm vững chắc cho các khuyến nghị kỹ thuật.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích chất lượng môi trường tại các làng nghề huyện Hiệp Hòa đã làm nổi bật 4 phát hiện thực chứng:

Thứ nhất, môi trường nước tại nhóm làng nghề chế biến nông sản thực phẩm bị ô nhiễm hữu cơ đặc biệt nghiêm trọng. Nước thải từ quy trình tách bột sắn, làm bún bánh và sản xuất đậu phụ ghi nhận nồng độ BOD5 dao động từ 2.500 đến 5.000 mg/L, trong khi chỉ số COD đạt ngưỡng từ 13.300 đến 20.000 mg/L. Dòng thải chung tại các cống rãnh khu dân cư vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia từ 5 đến 32 lần, làm suy giảm nghiêm trọng hàm lượng oxy hòa tan (DO) và phát sinh mùi hôi thối do quá trình phân hủy kỵ khí.

Thứ hai, nhóm tái chế phế liệu và dệt nhuộm phát sinh lượng lớn nước thải chứa hóa chất độc hại và kim loại nặng. Tại các cơ sở giặt tẩy và nhuộm sợi, khoảng 25% đến 30% lượng phẩm màu công nghiệp và 85% đến 90% hóa chất phụ trợ bị thải trực tiếp ra môi trường. Hàm lượng COD trong nước thải dao động 630 - 1.260 mg/L (vượt chuẩn 2 - 12 lần), nồng độ phenol đạt 0,2 mg/L (vượt 10 lần) và hàm lượng ion chì Pb2+ ghi nhận mức 0,6 mg/L (vượt 6 lần ngưỡng cho phép). Tiếng ồn từ các dàn máy dệt đạt mức 70 - 90 dB, vượt ngưỡng an toàn lao động.

Thứ ba, môi trường không khí tại các cụm sản xuất gạch ngói và ươm tơ bị đe dọa bởi bụi và khí nhiệt phân. Trung bình để sản xuất 1 kg kén tơ cần đốt cháy 1,5 kg than và 0,08 kg củi, xả thải lượng lớn khí CO2, SO2 và bụi than vào không gian sống. Hoạt động nung đốt vật liệu xây dựng làm nồng độ bụi lơ lửng tại khu vực lò nung vượt tiêu chuẩn từ 1,5 đến 3,0 lần, với hệ số phát thải bụi trong khâu bốc dỡ và vận chuyển đạt khoảng 0,17 đến 0,40 kg bụi trên mỗi tấn thành phẩm.

Thứ tư, nguồn thải rắn từ hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm kết hợp với chế biến thức ăn tận thu tạo áp lực chất thải rất lớn. Định mức phát sinh chất thải rắn của lợn đạt 1,5 kg/con/ngày, trâu bò đạt 3,0 kg/con/ngày và gia cầm đạt 0,1 kg/con/ngày. Phần lớn lượng bã rong, xỉ than và phân chuồng chưa được thu gom đồng bộ mà xả thẳng xuống mương thủy lợi, gây tắc nghẽn dòng chảy và ô nhiễm thứ cấp tầng nước mặt.

Thảo luận kết quả

Các số liệu quan trắc có thể được mô tả trực quan và hiệu quả thông qua biểu đồ cột so sánh nồng độ COD, BOD5 thực tế với giới hạn QCVN, kết hợp bảng ma trận phân hạng ô nhiễm theo 6 nhóm ngành. Phân tích nguyên nhân cho thấy tình trạng ô nhiễm gia tăng xuất phát từ đặc thù lịch sử khi trên 85% cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp nằm xen kẽ trong khu dân cư đông đúc. Tỷ lệ cơ giới hóa và công nghệ xử lý tại chỗ còn rất thô sơ, trong khi nhận thức của hơn 70% chủ hộ sản xuất vẫn coi việc phát sinh chất thải là điều tất yếu của mưu sinh, dẫn đến tâm lý ỷ lại vào chính quyền địa phương.

So sánh với các nghiên cứu tương đồng tại lưu vực sông Đáy và sông Nhuệ, mức độ ô nhiễm hữu cơ tại Hiệp Hòa có nét tương đồng về tính chất nhưng lại có lợi thế lớn về khả năng ứng dụng công nghệ sinh học nông nghiệp. Thử nghiệm mô hình ủ đống phế thải hữu cơ có bổ sung chế phẩm vi sinh cho thấy diễn biến nhiệt độ đống ủ tăng nhanh từ 32°C lên 65°C chỉ sau 5 đến 7 ngày đầu, duy trì nhiệt độ cao đủ để tiêu diệt 100% trứng giun sán và mầm bệnh thực vật. Sau 35 ngày ủ, khối lượng chất thải hữu cơ giảm 45%, tạo ra sản phẩm mùn hữu cơ giàu dinh dưỡng phục vụ trồng trọt, chứng minh tính khả thi vượt trội về kinh tế và môi trường khi chuyển đổi chất thải thành tài nguyên.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, tác giả khuyến nghị 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể:

Thứ nhất, quy hoạch không gian và di dời các cơ sở gây ô nhiễm nặng vào cụm công nghiệp tập trung. UBND huyện Hiệp Hòa cần chủ trì phối hợp với UBND các xã Hợp Thịnh, Mai Đình hoàn thiện quy hoạch cụm tiểu thủ công nghiệp tập trung quy mô 15 - 20 ha cách xa khu dân cư tối thiểu 500m trước năm 2015. Mục tiêu di dời 100% các hộ sản xuất gạch ngói thủ công và tái chế kim loại vào khu tập trung có hạ tầng thu gom nước thải riêng biệt.

Thứ hai, triển khai đồng bộ công nghệ xử lý sinh học nước thải và phế thải rắn hữu cơ. Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện phối hợp cùng Sở Khoa học và Công nghệ chuyển giao kỹ thuật xây dựng hệ thống Biogas kết hợp hồ sinh học hiếu khí cho 100% cơ sở chế biến nông sản và chăn nuôi quy mô vừa, hướng tới giảm 90% nồng độ COD và BOD5 trong nước thải trước quý IV năm 2014. Nhân rộng quy trình ủ compost phế thải rắn hữu cơ 35 ngày tại 500 hộ nuôi tằm và trồng dâu, đặt mục tiêu tái chế 80% phế phẩm nông nghiệp thành phân bón vi sinh.

Thứ ba, hoàn thiện cơ chế kinh tế môi trường và chính sách hỗ trợ vốn. UBND tỉnh Bắc Giang và Sở Tài chính ban hành biểu mức thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải tiểu thủ công nghiệp từ 20.000 đến 50.000 đồng/hộ/tháng trong giai đoạn 2013 - 2014. Thành lập Quỹ hỗ trợ môi trường làng nghề để trợ cấp 30% đến 50% kinh phí lắp đặt công trình biogas, bể lắng lọc và hệ thống hấp thụ khí thải cho các hộ chuyển đổi công nghệ sạch.

Thứ tư, nâng cao năng lực quản lý nhà nước và phát triển mạng lưới tự quản môi trường cộng đồng. Kiện toàn tổ chức và nâng cao năng lực cho đội ngũ cán bộ địa chính - môi trường cấp xã. Thành lập 4 Hợp tác xã Vệ sinh môi trường tại 4 xã nghiên cứu trọng điểm vào đầu năm 2013 nhằm tổ chức thu gom định kỳ 100% rác thải sinh hoạt và xỉ than sản xuất, kết hợp tuyên truyền nâng cao ý thức chấp hành luật pháp môi trường cho trên 95% người dân làng nghề.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả thực nghiệm của luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cho 4 nhóm đối tượng sau:

Thứ nhất, các nhà quản lý môi trường và chính quyền địa phương cấp huyện, xã. Luận văn cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn giúp UBND các huyện và Phòng Tài nguyên và Môi trường xây dựng quy hoạch phân khu làng nghề, định mức hỗ trợ vốn và ban hành quy chế tự quản bảo vệ môi trường nông thôn sát với thực tế phát sinh chất thải.

Thứ tư, sinh viên, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Nông nghiệp sinh thái. Tài liệu đóng vai trò là một case study điển hình về phương pháp luận điều tra thực địa, quy trình chọn mẫu phân tầng và kỹ thuật phân tích hóa lý môi trường lưu vực nông thôn Đồng bằng Bắc Bộ.

Thứ ba, ban quản trị các hợp tác xã, chủ doanh nghiệp và hộ sản xuất tiểu thủ công nghiệp tại các làng nghề. Các cơ sở có thể học hỏi và áp dụng ngay quy trình kỹ thuật ủ phân compost 35 ngày và mô hình hồ sinh học chi phí thấp, giúp tiết kiệm từ 15% đến 20% chi phí xử lý chất thải đồng thời tạo thêm nguồn thu phụ phẩm.

Thứ tư, các tổ chức phát triển nông thôn, tổ chức phi chính phủ và đơn vị tư vấn chuyển giao công nghệ sạch. Dữ liệu khảo sát chi tiết về tải lượng phát thải và định mức tiêu hao nguyên liệu (than củi, nước) là nguồn thông số đầu vào chính xác để lập dự án đầu tư công nghệ sản xuất sạch hơn (SXSH) tại khu vực nông thôn Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Mức độ ô nhiễm nước thải tại các làng nghề chế biến thực phẩm huyện Hiệp Hòa nguy hiểm như thế nào? Nước thải chế biến nông sản có hàm lượng chất hữu cơ cực kỳ cao với chỉ số COD lên tới 20.000 mg/L và BOD5 đạt 5.000 mg/L, vượt tiêu chuẩn cho phép từ 5 đến 32 lần. Nguồn thải này gây tắc nghẽn cống rãnh, phân hủy yếm khí phát sinh mùi hôi thối và hủy hoại hệ sinh thái thủy sinh địa phương.

Mô hình ủ phân vi sinh hiếu khí trong 35 ngày mang lại hiệu quả thực tế ra sao? Thực nghiệm cho thấy nhiệt độ đống ủ tăng nhanh lên 65°C sau một tuần, giúp tiêu diệt triệt để vi sinh vật gây bệnh và hạt cỏ dại. Sau 35 ngày, hơn 80% hợp chất hữu cơ thô được chuyển hóa thành mùn phân bón tơi xốp giàu dinh dưỡng, giảm 45% thể tích rác thải đổ ra môi trường.

Tại sao các làng nghề dệt nhuộm và tái chế lại có nguy cơ gây độc hại sinh thái cao? Các làng nghề này xả ra nguồn nước thải chứa hàm lượng hóa chất khó phân hủy sinh học, với nồng độ ion kim loại nặng chì Pb2+ đạt 0,6 mg/L vượt chuẩn 6 lần và phenol đạt 0,2 mg/L vượt chuẩn 10 lần. Đây là các độc chất có khả năng tích lũy sinh học, ngấm vào tầng nước ngầm và gây bệnh nan y cho người dân.

Nguyên nhân cốt lõi khiến công tác bảo vệ môi trường làng nghề gặp khó khăn là gì? Nguyên nhân chủ yếu do mặt bằng sản xuất chật hẹp, hơn 85% cơ sở nằm ngay trong khuôn viên đất ở của hộ gia đình. Đi cùng với đó là nguồn vốn đầu tư hạn hẹp, công nghệ sản xuất thô sơ lạc hậu và ý thức tự giác bảo vệ môi trường chung của người dân còn nhiều hạn chế.

Kinh nghiệm quốc tế nào từ Trung Quốc và nhóm G8 có thể vận dụng cho huyện Hiệp Hòa? Địa phương có thể học tập quy chuẩn kiểm soát môi trường nghiêm ngặt của Trung Quốc như cơ chế giải trình môi trường bắt buộc trước khi cấp phép hoạt động, kết hợp công cụ đánh thuế và thu phí xả thải tỷ lệ thuận với mức độ ô nhiễm từ mô hình của các nước G8.

Kết luận

  • Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường tại 5 nhóm làng nghề chính trên địa bàn huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2010 - 2011.
  • Chỉ rõ mức độ ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng trong nước thải chế biến thực phẩm (COD vượt 32 lần) và ô nhiễm hóa chất độc hại trong làng nghề dệt nhuộm, tái chế (Pb2+ vượt 6 lần, phenol vượt 10 lần).
  • Đã kiểm chứng thành công tính khả thi và hiệu quả của mô hình ủ phân hữu cơ vi sinh 35 ngày, xử lý triệt để phế thải rắn và tạo sản phẩm mùn vi sinh phục vụ nông nghiệp sạch.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ gồm quy hoạch cụm làng nghề, chuyển giao công nghệ sinh học, thu phí bảo vệ môi trường và thành lập các hợp tác xã tự quản môi trường.
  • Thiết lập lộ trình hành động cụ thể từ năm 2012 đến 2015 nhằm giảm thiểu từ 75% đến 85% lượng chất ô nhiễm phát sinh, hướng đến mục tiêu phát triển bền vững tiểu thủ công nghiệp nông thôn.

Các cấp chính quyền địa phương, tổ chức quản lý và cộng đồng dân cư cần khẩn trương phối hợp ứng dụng các mô hình kỹ thuật sinh học và hoàn thiện quy hoạch cụm công nghiệp tập trung ngay hôm nay, nhằm bảo vệ môi trường sống trong lành và bảo tồn giá trị văn hóa truyền thống của các làng nghề quê hương.