Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường không khí đang trở thành vấn đề cấp bách toàn cầu, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sự phát triển bền vững của xã hội. Tại Việt Nam, ngành sản xuất phân bón đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp nhưng cũng là nguồn phát sinh ô nhiễm không khí đáng kể, đặc biệt tại các khu công nghiệp như KCN Phú Thành, huyện Lạc Thủy, tỉnh Hòa Bình. Theo số liệu, tiêu thụ phân bón của Việt Nam đạt gần 11 triệu tấn năm 2018, trong đó phân NPK chiếm 35,5%, phân Urê 22,2%, phân Lân 9%, với hơn 90% là phân vô cơ. Tuy nhiên, hoạt động sản xuất phân bón tại các nhà máy thường phát sinh khí độc như SO2, H2S, NO2, NH3 và bụi, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng không khí và sức khỏe cộng đồng.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá mức độ ô nhiễm không khí tại nhà máy sản xuất phân bón tổng hợp ở KCN Phú Thành, xác định các nguồn phát sinh ô nhiễm, đồng thời đề xuất các giải pháp xử lý hiệu quả nhằm giảm thiểu tác động môi trường. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi nhà máy và khu vực lân cận, với dữ liệu thu thập trong năm 2019-2020. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao nhận thức, hỗ trợ quản lý môi trường và phát triển công nghệ xử lý khí thải tại các nhà máy sản xuất phân bón, góp phần bảo vệ sức khỏe người dân và phát triển bền vững ngành nông nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình về ô nhiễm môi trường không khí, quản lý chất lượng không khí và công nghệ xử lý khí thải. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết ô nhiễm không khí và tác động sức khỏe: Nghiên cứu các thành phần ô nhiễm như bụi PM2.5, khí SO2, NO2, H2S, NH3 và ảnh hưởng của chúng đến hệ hô hấp, tim mạch và môi trường sinh thái. Khung lý thuyết này dựa trên các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế như QCVN 05:2013/BTNMT về chất lượng không khí xung quanh, QCVN 19:2009/BTNMT về khí thải công nghiệp.

  2. Mô hình xử lý khí thải công nghiệp: Bao gồm các phương pháp hấp thụ, hấp phụ, thiêu đốt và xử lý sinh học. Đặc biệt, công nghệ xử lý mùi bằng chế phẩm sinh học WEVIRO được nghiên cứu chi tiết với cơ chế khử mùi dựa trên phản ứng hóa học và vi sinh vật có lợi.

Các khái niệm chính bao gồm: ô nhiễm mùi, bụi khí thải, hiệu suất xử lý khí thải, nồng độ khí độc hại, và tiêu chuẩn kỹ thuật môi trường.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ quan trắc môi trường không khí tại các vị trí trọng điểm trong và xung quanh nhà máy sản xuất phân bón tại KCN Phú Thành. Cỡ mẫu gồm 15 điểm quan trắc được lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có trọng số, đảm bảo đại diện cho các khu vực sản xuất, kho nguyên liệu và khu dân cư lân cận.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Phân tích nồng độ bụi tổng hợp và các khí SO2, NO2, NH3, H2S bằng thiết bị đo chuyên dụng theo tiêu chuẩn QCVN.
  • Đánh giá mức độ ô nhiễm so với quy chuẩn quốc gia.
  • Sử dụng mô hình đánh giá tác động môi trường để xác định nguồn phát sinh và phạm vi ảnh hưởng.
  • Thời gian nghiên cứu kéo dài 12 tháng, từ tháng 1/2019 đến tháng 12/2019, nhằm bao quát các điều kiện khí hậu và hoạt động sản xuất khác nhau.

Phương pháp đề xuất giải pháp dựa trên phân tích hiệu quả các công nghệ xử lý khí thải hiện có, kết hợp với khảo sát thực tế và tham khảo các nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nồng độ bụi và khí thải vượt quy chuẩn: Kết quả quan trắc cho thấy nồng độ bụi tại khu vực nghiền, trộn và sàng vượt mức cho phép từ 15-30%, với giá trị trung bình khoảng 0,12 mg/m³ so với giới hạn 0,1 mg/m³ theo QCVN 19:2009/BTNMT. Các khí SO2, NO2, NH3 và H2S cũng vượt quy chuẩn từ 10-25% tại các điểm gần khu vực sản xuất hữu cơ sinh học.

  2. Nguồn phát sinh ô nhiễm chính: Các công đoạn sản xuất phân bón hữu cơ sinh học và NPK khoáng đa, trung lượng trộn hữu cơ dạng bột và viên nén là nguồn phát sinh bụi và khí độc hại chủ yếu. Ngoài ra, hoạt động vận chuyển nguyên liệu cũng góp phần làm tăng tải lượng bụi trong không khí với khoảng 20 xe ra vào mỗi ngày.

  3. Ảnh hưởng đến khu vực xung quanh: Nồng độ khí độc và bụi tại khu dân cư lân cận cao hơn 10% so với khu vực không có hoạt động sản xuất, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người dân như dị ứng da, cay mắt, mệt mỏi và khó thở.

  4. Hiệu quả xử lý hiện tại còn hạn chế: Hệ thống xử lý khí thải hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu, đặc biệt trong việc kiểm soát mùi hôi phát sinh từ quá trình ủ hảo khí sinh khối phân hữu cơ. Nồng độ H2S tại khu vực ủ men đạt 0,08 ppm, vượt ngưỡng cho phép 0,05 ppm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm không khí tại nhà máy là do công nghệ xử lý khí thải chưa đồng bộ và hiệu quả thấp, đặc biệt trong xử lý mùi hôi và bụi phát sinh từ các công đoạn nghiền, trộn. So sánh với các nghiên cứu trong ngành sản xuất phân bón tại các khu công nghiệp khác cho thấy mức độ ô nhiễm tương tự, tuy nhiên việc áp dụng công nghệ sinh học như WEVIRO có thể cải thiện đáng kể chất lượng không khí.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ nồng độ các khí SO2, NO2, NH3, H2S tại các điểm quan trắc và bảng so sánh với tiêu chuẩn QCVN để minh họa mức độ vượt chuẩn. Bảng tải lượng bụi phát sinh từ các hoạt động vận chuyển và sản xuất cũng giúp làm rõ nguồn gốc ô nhiễm.

Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng các giải pháp công nghệ xử lý khí thải hiện đại, đồng thời tăng cường quản lý vận hành và giám sát môi trường để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng công nghệ xử lý sinh học WEVIRO: Triển khai sử dụng chế phẩm sinh học WEVIRO tại các khu vực phát sinh mùi hôi như khu ủ hảo khí sinh khối phân hữu cơ, nhằm khử nhanh các khí độc như H2S, CH4, NH3 trong vòng 12-24 giờ. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý nhà máy, thời gian: 6 tháng đầu năm 2021.

  2. Lắp đặt hệ thống lọc bụi túi vải tại khu vực nghiền, trộn và sàng: Giảm nồng độ bụi phát sinh xuống dưới giới hạn cho phép, nâng cao hiệu quả thu gom bụi lên 85-90%. Chủ thể thực hiện: Nhà thầu công nghệ môi trường, thời gian: quý III/2021.

  3. Tăng cường quản lý vận chuyển nguyên liệu: Giảm tải lượng bụi phát sinh từ hoạt động vận chuyển bằng cách tưới nước định kỳ, sử dụng xe có che phủ kín và thiết lập lộ trình vận chuyển hợp lý. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý nhà máy, thời gian: liên tục.

  4. Xây dựng chương trình giám sát môi trường định kỳ: Thiết lập hệ thống quan trắc tự động nồng độ bụi và khí độc, báo cáo định kỳ để kịp thời điều chỉnh hoạt động sản xuất. Chủ thể thực hiện: Phòng môi trường nhà máy, thời gian: bắt đầu từ quý I/2021.

Các giải pháp trên cần được phối hợp đồng bộ, có sự hỗ trợ từ các cơ quan quản lý nhà nước để đảm bảo hiệu quả và tuân thủ quy định pháp luật về bảo vệ môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý môi trường tại khu công nghiệp: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực tiễn và giải pháp xử lý ô nhiễm không khí, hỗ trợ xây dựng chính sách và quy trình quản lý môi trường hiệu quả.

  2. Doanh nghiệp sản xuất phân bón: Tham khảo để cải tiến công nghệ sản xuất, áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm, nâng cao trách nhiệm xã hội và tuân thủ quy chuẩn môi trường.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường: Cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm về ô nhiễm không khí trong ngành sản xuất phân bón, làm tài liệu tham khảo học thuật.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và nông nghiệp: Hỗ trợ đánh giá tác động môi trường, xây dựng các quy định và hướng dẫn kỹ thuật phù hợp với thực tế sản xuất và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Ô nhiễm không khí tại nhà máy phân bón ảnh hưởng thế nào đến sức khỏe người dân?
    Ô nhiễm không khí với các khí SO2, NO2, H2S và bụi mịn có thể gây kích ứng mắt, viêm đường hô hấp, dị ứng da, mệt mỏi và các bệnh mãn tính như hen suyễn, viêm phổi. Ví dụ, nồng độ SO2 vượt 1 ppm đã gây co thắt khí quản tạm thời.

  2. Phương pháp xử lý khí thải nào hiệu quả nhất cho nhà máy sản xuất phân bón?
    Công nghệ xử lý sinh học như sử dụng chế phẩm WEVIRO được đánh giá cao nhờ khả năng khử mùi nhanh, an toàn và thân thiện môi trường. Kết hợp với hệ thống lọc bụi túi vải giúp giảm bụi hiệu quả.

  3. Tại sao bụi phát sinh nhiều ở khu vực nghiền, trộn và sàng?
    Các công đoạn này tạo ra bụi do vật liệu phân bón dạng bột và viên nén được nghiền nhỏ, trộn lẫn, sàng lọc. Hoạt động vận chuyển nguyên liệu cũng làm tăng bụi trong không khí.

  4. Làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm từ hoạt động vận chuyển nguyên liệu?
    Có thể tưới nước định kỳ trên đường vận chuyển, sử dụng xe có che phủ kín, hạn chế tốc độ xe và thiết lập lộ trình vận chuyển hợp lý để giảm phát tán bụi.

  5. Nhà máy có thể tự giám sát chất lượng không khí như thế nào?
    Lắp đặt hệ thống quan trắc tự động nồng độ bụi và khí độc, kết nối với phần mềm quản lý để theo dõi liên tục và báo cáo định kỳ cho cơ quan chức năng, giúp kịp thời xử lý khi vượt ngưỡng.

Kết luận

  • Nồng độ bụi và khí độc hại tại nhà máy sản xuất phân bón KCN Phú Thành vượt quy chuẩn từ 10-30%, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe người dân.
  • Các công đoạn sản xuất hữu cơ sinh học và NPK là nguồn phát sinh ô nhiễm chính, cùng với hoạt động vận chuyển nguyên liệu.
  • Công nghệ xử lý khí thải hiện tại chưa đáp ứng yêu cầu, đặc biệt trong kiểm soát mùi hôi và bụi.
  • Đề xuất áp dụng công nghệ sinh học WEVIRO, hệ thống lọc bụi túi vải, quản lý vận chuyển và giám sát môi trường định kỳ để giảm thiểu ô nhiễm.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc quản lý môi trường tại các nhà máy sản xuất phân bón, hướng tới phát triển bền vững ngành nông nghiệp.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp đề xuất và theo dõi hiệu quả trong vòng 12 tháng để điều chỉnh phù hợp. Các doanh nghiệp và cơ quan quản lý được khuyến khích phối hợp chặt chẽ nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Hãy hành động ngay hôm nay để xây dựng môi trường sản xuất trong lành và bền vững!