Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải tại các khu công nghiệp huyện Long Thành

Khóa luận đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm nước thải công nghiệp tại Long Thành bằng chỉ số nemerow và phân tích thành phần chính.

• Tác giả: Lê Nguyễn Thanh Trí
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Hiền Thân
• Trường học: Trường Đại Học Thủ Dầu Một
• Chuyên ngành: An Toàn Sức Khỏe Môi Trường
• Đề tài: Đánh Giá Rủi Ro Môi Trường Từ Ô Nhiễm Hữu Cơ Nước Thải Các Khu Công Nghiệp Huyện Long Thành Bằng Chỉ Số NEMEROW Và Phân Tích Thành Phần Chính
• Loại tài liệu: báo cáo tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bình Dương

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• 1. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết
• 1.2. Mục tiêu tổng quát
• 1.3. Mục tiêu cụ thể
• 1.4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tài liệu nghiên cứu trong nước và ngoài nước
• 2.2. Tổng quan huyện Long Thành
• 2.2.1. Đặc điểm địa chất, địa hình
• 2.2.2. Đặc điểm khí hậu
• 2.2.3. Đặc điểm sông ngòi và thủy văn
• 2.2.4. Diện tích, dân số
• 2.2.5. Điều kiện phát triển kinh tế - xã hội
• 3. CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Tiến trình thực hiện
• 3.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Trọng số các chất ô nhiễm tính toán chỉ số rủi ro môi trường
• 3.2.2. Hiện trạng xử lý nước thải của công nghiệp công nghiệp
• 3.2.3. Thực trạng rủi ro môi trường do ô nhiễm nước thải hữu cơ tại khu công nghiệp Long Thành
• 3.2.4. Đề xuất giải pháp giảm thiểu
• 3.3. Dữ liệu nghiên cứu
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đánh giá hiện trạng xử lý tại các khu công nghiệp
• 4.2. Thực trạng rủi ro môi trường do ô nhiễm nước thải hữu cơ tại khu công nghiệp Long Thành
• 4.3. Trọng số các chất ô nhiễm tính toán chỉ số rủi ro môi trường
• 4.4. Đề xuất giải pháp giảm thiểu
• 4.4.1. Xác định nguồn và nguyên nhân ô nhiễm
• 4.4.2. Đề xuất giải pháp
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đánh giá rủi ro ô nhiễm hữu cơ nước thải

Đánh giá rủi ro ô nhiễm hữu cơ nước thải tại khu công nghiệp Long Thành là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh phát triển kinh tế hiện nay. Khu công nghiệp Long Thành, với sự phát triển mạnh mẽ, đã tạo ra nhiều cơ hội việc làm và thu hút đầu tư. Tuy nhiên, đi kèm với đó là nguy cơ ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước. Việc đánh giá rủi ro này không chỉ giúp nhận diện các nguồn ô nhiễm mà còn đề xuất các biện pháp quản lý hiệu quả.

1.1. Khái niệm về ô nhiễm hữu cơ nước thải

Ô nhiễm hữu cơ nước thải là sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ trong nước thải, có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường. Các nguồn ô nhiễm này chủ yếu đến từ hoạt động sản xuất công nghiệp và sinh hoạt.

1.2. Tầm quan trọng của việc đánh giá rủi ro môi trường

Đánh giá rủi ro môi trường giúp xác định mức độ ô nhiễm và tác động của nó đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Điều này là cần thiết để xây dựng các chính sách bảo vệ môi trường hiệu quả.

II. Vấn đề ô nhiễm nước thải tại khu công nghiệp Long Thành

Khu công nghiệp Long Thành đang đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến ô nhiễm nước thải. Các hoạt động sản xuất không được kiểm soát chặt chẽ đã dẫn đến việc xả thải nước thải chưa qua xử lý ra môi trường. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây ra các vấn đề sức khỏe cho cộng đồng.

2.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm nước thải

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước thải tại khu công nghiệp Long Thành bao gồm việc xả thải không đúng quy định, thiếu hệ thống xử lý nước thải hiệu quả và ý thức bảo vệ môi trường của các doanh nghiệp còn hạn chế.

2.2. Tác động của ô nhiễm nước thải đến môi trường

Ô nhiễm nước thải có thể gây ra các tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái, làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sức khỏe của động thực vật và con người. Các chất độc hại trong nước thải có thể tích tụ trong chuỗi thực phẩm.

III. Phương pháp đánh giá rủi ro ô nhiễm hữu cơ nước thải

Để đánh giá rủi ro ô nhiễm hữu cơ nước thải, nghiên cứu sử dụng chỉ số Nemerow và phương pháp phân tích thành phần chính (PCA). Các phương pháp này giúp xác định mức độ ô nhiễm và nguồn gốc của các chất ô nhiễm trong nước thải.

3.1. Chỉ số Nemerow trong đánh giá rủi ro

Chỉ số Nemerow là một công cụ hữu ích để đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải. Chỉ số này giúp xác định các thông số ô nhiễm chính và mức độ rủi ro môi trường từ nước thải.

3.2. Phân tích thành phần chính PCA

Phân tích thành phần chính (PCA) giúp xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng nước thải. Phương pháp này cho phép phân tích mối quan hệ giữa các thông số ô nhiễm và đánh giá mức độ rủi ro.

IV. Kết quả nghiên cứu về ô nhiễm nước thải tại Long Thành

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng nước thải tại các khu công nghiệp Long Thành có nhiều vấn đề nghiêm trọng. Một số khu công nghiệp có mức độ ô nhiễm vượt tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt là về chỉ số pH và các chất hữu cơ.

4.1. Đánh giá chất lượng nước thải

Chất lượng nước thải tại các khu công nghiệp Long Thành cho thấy nhiều thông số vượt tiêu chuẩn cho phép. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp xử lý nước thải hiệu quả hơn.

4.2. Mức độ rủi ro ô nhiễm từ nước thải

Mức độ rủi ro ô nhiễm từ nước thải tại khu công nghiệp Long Thành được đánh giá từ thấp đến cực cao. Khu công nghiệp Lộc An - Bình Sơn có mức độ rủi ro cực cao, trong khi Long Đức không có rủi ro.

V. Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải tại Long Thành

Để giảm thiểu ô nhiễm nước thải tại khu công nghiệp Long Thành, cần có các giải pháp đồng bộ từ việc nâng cao ý thức của doanh nghiệp đến việc cải thiện hệ thống xử lý nước thải.

5.1. Cải thiện hệ thống xử lý nước thải

Cần đầu tư nâng cấp hệ thống xử lý nước thải tại các khu công nghiệp để đảm bảo nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường.

5.2. Tăng cường quản lý và giám sát

Cần có các biện pháp quản lý và giám sát chặt chẽ hơn đối với các doanh nghiệp trong khu công nghiệp để đảm bảo việc xả thải được thực hiện đúng quy định.

VI. Kết luận và hướng đi tương lai cho khu công nghiệp Long Thành

Việc đánh giá rủi ro ô nhiễm hữu cơ nước thải tại khu công nghiệp Long Thành là rất cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Cần có các biện pháp cụ thể để giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước.

6.1. Tầm quan trọng của bảo vệ môi trường

Bảo vệ môi trường không chỉ là trách nhiệm của các doanh nghiệp mà còn là trách nhiệm của toàn xã hội. Cần nâng cao nhận thức cộng đồng về vấn đề này.

6.2. Định hướng phát triển bền vững

Khu công nghiệp Long Thành cần hướng tới phát triển bền vững, kết hợp giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Các giải pháp cần được thực hiện đồng bộ và hiệu quả.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai nằm trong Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, giữ vai trò quan trọng trong tam giác phát triển Thành phố Hồ Chí Minh – Bình Dương – Đồng Nai. Với vị trí chiến lược và sự hình thành của các dự án hạ tầng lớn như Sân bay Quốc tế Long Thành, địa phương đã thu hút mạnh mẽ các nguồn lực đầu tư công nghiệp. Tính đến thời điểm nghiên cứu, toàn tỉnh Đồng Nai có hơn 32 khu công nghiệp (KCN) được phê duyệt, trong đó huyện Long Thành có 5 KCN đang vận hành (An Phước, Gò Dầu, Lộc An – Bình Sơn, Long Đức, Long Thành) và 2 KCN đang xây dựng (Phước Bình, Amata Long Thành) cùng 4 cụm công nghiệp.

Sự gia tăng nhanh chóng của các hoạt động sản xuất công nghiệp đã tạo ra áp lực lớn đối với môi trường tiếp nhận, đặc biệt là tài nguyên nước. Ô nhiễm hữu cơ từ nước thải công nghiệp tiềm ẩn nguy cơ đe dọa trực tiếp đến hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe cộng đồng. Theo số liệu của Ngân hàng Thế giới được trích dẫn trong văn bản, thiệt hại hàng năm do ô nhiễm môi trường đối với sức khỏe cộng đồng tại Việt Nam ước tính lên tới 780 triệu USD. Việc đánh giá rủi ro môi trường đối với nguồn thải sau xử lý của các khu công nghiệp là yêu cầu thực tiễn cấp bách nhằm phục vụ công tác quản lý và bảo vệ môi trường lưu vực sông Đồng Nai và sông Thị Vải.

Đề tài khóa luận tập trung giải quyết 3 câu hỏi nghiên cứu:

1. Hiện trạng thu gom và xử lý nước thải công nghiệp tại huyện Long Thành diễn ra như thế nào?
2. Chất lượng nước thải đầu ra của các KCN tại huyện Long Thành có mức độ rủi ro môi trường ra sao?
3. Các giải pháp nào cần được thực hiện để giảm thiểu rủi ro từ nước thải KCN đến môi trường?

Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu là đánh giá hiện trạng xử lý nước thải tại các KCN huyện Long Thành và xác định các rủi ro môi trường do ô nhiễm hữu cơ từ nguồn nước thải này.

Bốn mục tiêu cụ thể được xác định gồm:

1. Đánh giá hiện trạng thu gom, xử lý nước thải và chất lượng nước sau xử lý của hệ thống xử lý nước thải tập trung tại các KCN huyện Long Thành.
2. Đánh giá chất lượng nước thải sau xử lý của hệ thống xử lý nước thải tập trung các KCN trên địa bàn theo các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
3. Tính toán và đánh giá rủi ro ô nhiễm hữu cơ từ nước thải các KCN đến môi trường bằng chỉ số Nemerow cải tiến kết hợp phân tích thành phần chính (PCA).
4. Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu rủi ro ô nhiễm.

• Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sau hệ thống xử lý tập trung của các khu công nghiệp.
• Phạm vi không gian: 5 KCN đang hoạt động trên địa bàn huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai (KCN An Phước, KCN Gò Dầu, KCN Lộc An – Bình Sơn, KCN Long Đức, KCN Long Thành).
• Phạm vi thời gian: Thực hiện nghiên cứu từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2020, sử dụng chuỗi số liệu quan trắc môi trường giai đoạn 2018 – 2019 (từ tháng 10/2018 đến tháng 9/2019).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên các cơ sở lý thuyết về rủi ro môi trường, đặc tính ô nhiễm hữu cơ và các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng nước:

• Khái niệm rủi ro môi trường: Mối đe dọa thực tế hoặc tiềm ẩn về các tác động bất lợi đối với sinh vật sống và môi trường sống do các dòng thải, chất thải và sự suy giảm tài nguyên từ hoạt động của con người/tổ chức (theo Merkhofer, 1993).
• Ô nhiễm hữu cơ và nước thải công nghiệp: Đánh giá thông qua các thông số đặc trưng bao gồm nhu cầu oxy sinh hóa ($BOD_5$), nhu cầu oxy hóa học ($COD$), pH, Tổng Nitơ, Tổng Phốt pho, Amoni và Florua.
• Khung quy chuẩn kỹ thuật quốc gia:
  • QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp, sử dụng Cột A để so sánh và tính toán nồng độ tối đa cho phép $C_{max} = C \times K_q \times K_f$ (trong đó $K_q$ là hệ số lưu lượng nguồn tiếp nhận, $K_f$ là hệ số lưu lượng nguồn thải).
  • QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, sử dụng Cột A1 để đánh giá mức độ rủi ro phát tán ô nhiễm vào nguồn tiếp nhận tự nhiên.

Phương pháp nghiên cứu định lượng kết hợp thống kê và mô hình hóa bao gồm:

• Phương pháp thu thập và thống kê dữ liệu: Thu thập chuỗi dữ liệu thứ cấp từ Báo cáo tổng hợp nhiệm vụ quan trắc giám sát nước thải tại hệ thống xử lý nước thải tập trung của các KCN trên địa bàn tỉnh Đồng Nai (12 đợt quan trắc, tần suất 1 tháng/lần từ tháng 10/2018 đến tháng 9/2019).
• Phương pháp phân tích thành phần chính (PCA): Nhằm xác định trọng số đóng góp ($W_i$) của 7 thông số ô nhiễm (pH, Nitơ tổng, P tổng, Amoni, $BOD_5$, $COD$, Florua). Dữ liệu được chuẩn hóa, tính toán ma trận hệ số, trích xuất các giá trị riêng (Eigenvalue > 1), kiểm tra tỷ lệ phương sai giải thích và thực hiện phép xoay nhân tố Varimax.
• Chỉ số ô nhiễm Nemerow cải tiến ($P_s$): Đánh giá mức độ rủi ro môi trường tổng hợp có tính đến trọng số khách quan từ PCA theo công thức: $$P_s = \sqrt{\frac{(\sum W_i \cdot P_i)^2 + P_{max}^2}{2}}$$ Trong đó $P_i$ là chỉ số ô nhiễm đơn lẻ ($P_i = C_i / C_s$ so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột A1), $P_{max}$ là giá trị ô nhiễm đơn lẻ lớn nhất, $W_i$ là trọng số của thông số thứ $i$.
• Thang phân cấp rủi ro Nemerow: $P_s < 1$ (Không ô nhiễm/Không có rủi ro); $1 < P_s < 2$ (Cần chú ý/Tốt); $2 < P_s < 3$ (Rủi ro thấp/Trung bình); $3 < P_s < 5$ (Rủi ro cao/Xấu); $P_s > 5$ (Rủi ro nghiêm trọng/Cực cao/Kém).
• Phương pháp Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Sử dụng phần mềm ArcGIS 10.3 để không gian hóa vị trí các điểm quan trắc và lập bản đồ phân bố rủi ro ô nhiễm.
• Phương pháp phân tích nguyên nhân - hệ quả (Biểu đồ xương cá / Ishikawa): Phân loại các nhóm nguyên nhân gây ô nhiễm nước thải hữu cơ (Môi trường, Máy móc, Vật liệu, Đo lường, Phương pháp, Con người) để xây dựng hệ thống giải pháp kỹ thuật và quản lý.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu

Chương mở đầu xác định tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh phát triển công nghiệp hóa mạnh mẽ tại tỉnh Đồng Nai nói chung và huyện Long Thành nói riêng. Tác giả trình bày rõ mục tiêu tổng quát, 4 mục tiêu cụ thể, 3 câu hỏi nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu (5 KCN trên địa bàn huyện Long Thành giai đoạn 2018–2019). Chương này cũng nêu bật ý nghĩa thực tiễn của đề tài trong việc cung cấp cơ sở khoa học định lượng hỗ trợ các nhà quản lý môi trường kiểm soát tải lượng xả thải và bảo tồn hệ sinh thái thủy sinh.

Chương II: Tổng quan hiện trạng nghiên cứu

Chương II tổng hợp bức tranh lý luận và thực tiễn qua 3 phần chính:

• Khái niệm nền tảng: Phân định rõ bản chất của rủi ro môi trường, ô nhiễm hữu cơ, phân loại nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất bẩn và nước thải sản xuất không bẩn) cùng các chỉ tiêu đặc trưng ($BOD$, $COD$, $TOC$, $DOC$, kim loại nặng).
• Tổng quan tài liệu nghiên cứu: Khảo cứu các công trình quốc tế ứng dụng chỉ số Nemerow (Inengite và cộng sự, 2015; Qian Zhang và cộng sự, 2018; Ihya Sulthonuddin và cộng sự, 2019; Yuting Zhang và cộng sự, 2020) và các nghiên cứu trong nước về đánh giá rủi ro sinh thái, tích tụ ô nhiễm (Dương Thanh Nghị, 2009; Nguyễn Thị Thu Hà, 2012; Ngô Thị Bích, 2014; Từ Bình Minh, 2016; Lê Thị Trinh, 2018).
• Tổng quan khu vực nghiên cứu (Huyện Long Thành): Cung cấp các số liệu về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội. Huyện có diện tích tự nhiên $431,01 \text{ km}^2$, mật độ dân số khoảng 570 người/$\text{km}^2$. Về địa chất, đất hình thành trên phù sa cổ chiếm 69,6% ($30.000\text{ ha}$), đá bazan chiếm 16,9% ($7.300\text{ ha}$). Địa hình bằng phẳng với 91,9% diện tích có độ dốc $< 3^\circ$. Mạng lưới thủy văn chịu tác động trực tiếp từ sông Đồng Nai (đoạn qua huyện dài $7\text{ km}$, sâu 5–10 m) và sông Thị Vải (đoạn qua huyện dài $13\text{ km}$, rộng trung bình $400\text{ m}$, chịu ảnh hưởng bán nhật triều không đều và xâm nhập mặn 5–6 tháng/năm). Hệ thống công nghiệp gồm 5 KCN đang vận hành, 2 KCN đang xây dựng và 4 cụm công nghiệp với 225 doanh nghiệp (191 doanh nghiệp FDI) tạo việc làm cho hơn 37.000 lao động.

Chương III: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương III trình bày tiến trình nghiên cứu gồm các bước thu thập tài liệu thứ cấp, xử lý số liệu quan trắc 12 đợt, tính toán nồng độ chuẩn hóa, phân tích nhân tố PCA trên phần mềm thống kê, tính toán chỉ số Nemerow truyền thống và cải tiến, ứng dụng ArcGIS 10.3 xây dựng bản đồ rủi ro và áp dụng sơ đồ Ishikawa để nhận diện nguyên nhân cốt lõi. Khung tính toán hệ số quy chuẩn $C_{max}$ theo QCVN 40:2011/BTNMT và tính hệ số vượt chuẩn $A_i$ đối với QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột A1 được mô tả chi tiết kèm các bảng tra hệ số $K_q, K_f$.

Chương IV: Kết quả và thảo luận

Nội dung chương tập trung vào 4 phát hiện trọng tâm:

1. Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải theo QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A):
   • Về công nghệ: 4 KCN (Gò Dầu, Long Đức, Long Thành, An Phước) vận hành công nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank; KCN Lộc An – Bình Sơn sử dụng công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí theo mẻ SBR.
   • Về chất lượng nước thải: Đa số các thông số hữu cơ và hóa lý tại 5 KCN đều đạt giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT. Tuy nhiên, thông số pH tại KCN An Phước ghi nhận vượt chuẩn (giá trị trung bình đạt 9,78; dao động từ 9,51 đến 10,04 so với ngưỡng quy định 6–9).
2. Xác định trọng số thông số bằng phân tích PCA:
   • Phân tích trích xuất được các thành phần chính giải thích phương sai tích lũy. 5 thành phần đầu tiên giải thích tới 95,4% tổng phương sai của mẫu dữ liệu.
   • Thành phần D1 có hệ số tải cao nhất ở Tổng Phốt pho ($0,8233$) và Florua ($0,6083$). Thành phần D2 phản ánh ô nhiễm hữu cơ với hệ số tải cao ở $BOD_5$ ($0,9432$) và $COD$ ($0,7432$). Thành phần D3, D4, D5 có hệ số tải cao lần lượt ở Nitơ tổng ($0,9399$), pH ($0,9123$) và Amoni ($0,8327$).
   • Trọng số tính toán tương ứng ($W_i$) cho các thông số: $BOD_5$ ($0,19$), $COD$ ($0,17$), Tổng Phốt pho ($0,16$), Florua ($0,14$), Nitơ tổng ($0,14$), pH ($0,12$), Amoni ($0,12$).
3. Đánh giá rủi ro môi trường theo chỉ số Nemerow cải tiến:
   • Khi đối chiếu với tiêu chuẩn nước mặt QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột A1), chỉ số rủi ro môi trường tổng hợp ($P_s$) của các KCN có sự phân hóa rõ rệt từ mức thấp đến cực cao.
4. Phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp:
   • Bảng phân tích nguyên nhân và sơ đồ xương cá chỉ ra các nguồn rủi ro: sự cố hệ thống xử lý nước thải, thiếu kiểm soát tách dòng nước mưa dẫn đến việc xả tràn nước thải chưa đạt chuẩn, công nhân thiếu đào tạo quy trình ứng phó hóa chất nguy hại, lưu chứa chất thải nguy hại ngoài trời và thiếu đơn vị thu gom chuyên trách.

Kết quả và đóng góp

Tên Khu công nghiệp	Công nghệ xử lý chính	Đánh giá theo QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A)	Chỉ số Nemerow ($P_s$) theo QCVN 08-MT	Mức độ rủi ro môi trường
KCN Lộc An – Bình Sơn	Bùn hoạt tính hiếu khí SBR	Đạt chuẩn tất cả thông số	6,7	Rủi ro nghiêm trọng / cực cao
KCN An Phước	Bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank	Vượt chuẩn thông số pH (TB: 9,78)	4,0	Rủi ro cao
KCN Gò Dầu	Bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank	Đạt chuẩn tất cả thông số	3,4	Rủi ro cao
KCN Long Thành	Bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank	Đạt chuẩn tất cả thông số	3,0	Rủi ro cao
KCN Long Đức	Bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank	Đạt chuẩn tất cả thông số	2,5	Rủi ro thấp

Thông số quan trắc	pH	Nitơ tổng (N-tổng)	Phốt pho tổng (P-tổng)	Amoni ($NH_4^+$)	$BOD_5$	$COD$	Florua
Trọng số PCA ($W_i$)	0,12	0,14	0,16	0,12	0,19	0,17	0,14
Hệ số tải nhân tố chính	D4 (0,9123)	D3 (0,9399)	D1 (0,8233)	D5 (0,8327)	D2 (0,9432)	D2 (0,7432)	D1 (0,6083)

Nghiên cứu chỉ ra nghịch lý kỹ thuật: Mặc dù nước thải đầu ra của hầu hết các KCN đều đạt quy chuẩn xả thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT, nhưng khi xả vào nguồn tiếp nhận tự nhiên, mức độ rủi ro môi trường đối với hệ sinh thái nước mặt (tính theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột A1) vẫn ở mức cao và cực cao tại 4/5 KCN (KCN Lộc An - Bình Sơn $P_s = 6,7$; KCN An Phước $P_s = 4,0$; KCN Gò Dầu $P_s = 3,4$; KCN Long Thành $P_s = 3,0$).

Các giải pháp giảm thiểu được tác giả đề xuất:

• Thiết lập chương trình quan trắc, kiểm tra định kỳ nghiêm ngặt đối với chất lượng nước thải tại các trạm xử lý tập trung.
• Tách riêng hoàn toàn hệ thống thoát nước mưa và mạng lưới thu gom nước thải công nghiệp; lắp đặt gờ cao, bờ kè, sàn dốc ngăn nước tràn.
• Nghiêm cấm hành vi xả hóa chất nguy hại vào mạng lưới thoát nước sinh hoạt; ký hợp đồng xử lý chất thải nguy hại với các đơn vị được cấp phép đầy đủ.
• Định kỳ bảo trì, nạo vét hệ thống cống rãnh, mương dẫn dòng tránh nứt vỡ hoặc tắc nghẽn dòng chảy ngược; kiểm tra máy móc nhằm ngăn chặn rò rỉ dầu mỡ, nhiên liệu.
• Tổ chức tập huấn cho người lao động về an toàn hóa chất và ngăn chặn ô nhiễm nước; phân công nhân sự chuyên trách vận hành trạm xử lý và xây dựng kịch bản ứng phó sự cố khẩn cấp.

Đóng góp của đề tài thể hiện ở việc kết hợp công cụ thống kê đa biến PCA với chỉ số chất lượng nước Nemerow cải tiến, giúp loại bỏ tính chủ quan khi gán trọng số đồng đều cho các chất ô nhiễm, tạo lập quy trình định lượng rủi ro nguồn thải sát thực với điều kiện tiếp nhận của thủy vực.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nghiên cứu chỉ tập trung khai thác chuỗi số liệu thứ cấp trong 12 đợt quan trắc của giai đoạn 2018–2019 đối với 7 thông số chất lượng nước cơ bản; chưa mở rộng đo đạc thực nghiệm các hợp chất ô nhiễm vi lượng, kim loại nặng chuyên sâu hay độc học sinh thái trên các loài chỉ thị cụ thể.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Khóa luận mở ra hướng tiếp cận cần xem xét, rà soát khoảng cách giới hạn nồng độ giữa QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 08-MT:2015/BTNMT gắn liền với đánh giá sức chịu tải của các nguồn tiếp nhận chính như lưu vực sông Đồng Nai và sông Thị Vải.

Giá trị tham khảo

Báo cáo tốt nghiệp là tài liệu tham khảo cho sinh viên, học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường và An toàn Sức khỏe Môi trường (HSE). Tài liệu cung cấp phương pháp luận chi tiết về việc ứng dụng kết hợp mô hình thống kê PCA và chỉ số Nemerow cải tiến để xử lý số liệu quan trắc môi trường. Đồng thời, các cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương và ban quản lý các KCN có thể tham khảo bảng chỉ số rủi ro cùng biểu đồ nguyên nhân - hệ quả để thiết lập các biện pháp kiểm soát nguồn thải phù hợp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần cải tiến chỉ số Nemerow bằng phương pháp phân tích thành phần chính (PCA)?

Theo công thức Nemerow truyền thống, tất cả các thông số ô nhiễm đều được coi là có vai trò ngang nhau ($W_i$ như nhau). Trên thực tế, mức độ tác động và tính chất biến thiên của từng chất ô nhiễm đến môi trường là khác biệt. Việc ứng dụng PCA cho phép trích xuất khách quan tỷ lệ đóng góp phương sai của từng nhân tố từ ma trận dữ liệu thực nghiệm, từ đó xác định bộ trọng số khoa học ($BOD_5$ chiếm $0,19$; $COD$ chiếm $0,17$; Phốt pho tổng chiếm $0,16$; Nitơ tổng chiếm $0,14$; Florua chiếm $0,14$; pH chiếm $0,12$; Amoni chiếm $0,12$), giúp phản ánh chính xác mức độ rủi ro môi trường thực tế.

2. Chất lượng nước thải sau xử lý tại 5 KCN huyện Long Thành đạt quy chuẩn nào và có thông số nào vượt chuẩn?

Chất lượng nước thải sau xử lý của cả 5 KCN được đánh giá theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A). Kết quả cho thấy hầu hết các thông số tại các KCN đều nằm trong giới hạn cho phép, ngoại trừ KCN An Phước có thông số pH vượt chuẩn với giá trị trung bình đạt 9,78 (dao động từ 9,51 đến 10,04 so với ngưỡng cho phép là 6 đến 9).

3. Khu công nghiệp nào có mức độ rủi ro môi trường cao nhất và thấp nhất theo chỉ số Nemerow cải tiến?

Theo kết quả tính toán chỉ số Nemerow cải tiến ($P_s$) đối chiếu với tiêu chuẩn nước mặt QCVN 08-MT:2015/BTNMT:

• KCN có rủi ro môi trường cao nhất là KCN Lộc An – Bình Sơn với chỉ số $P_s = 6,7$ (thuộc thang rủi ro nghiêm trọng / cực cao, $P_s > 5$).
• KCN có rủi ro môi trường thấp nhất là KCN Long Đức với chỉ số $P_s = 2,5$ (thuộc thang rủi ro thấp / trung bình, $2 < P_s < 3$).

4. Công nghệ xử lý nước thải chính đang được áp dụng tại các KCN trên địa bàn huyện Long Thành là gì?

Trong 5 KCN được khảo sát, có 4 KCN (KCN Gò Dầu, KCN Long Đức, KCN Long Thành, KCN An Phước) sử dụng công nghệ xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính hiếu khí qua bể Aerotank; riêng KCN Lộc An – Bình Sơn áp dụng công nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Nguyễn Thanh Trí đã đánh giá hiện trạng xử lý nước thải và định lượng mức độ rủi ro ô nhiễm hữu cơ tại 5 khu công nghiệp trên địa bàn huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai thông qua tích hợp chỉ số Nemerow cải tiến và phương pháp phân tích thành phần chính PCA. Kết quả nghiên cứu làm nổi bật sự phân hóa mức độ rủi ro từ thấp đến nghiêm trọng giữa các KCN khi xả thải ra nguồn tiếp nhận, dù phần lớn các thông số đều đạt quy chuẩn xả thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT. Hệ thống giải pháp kỹ thuật, quản lý và kiến nghị điều chỉnh chính sách dựa trên sức chịu tải môi trường là đóng góp thiết thực cho công tác bảo vệ môi trường lưu vực nước tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết Nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, Đồng Nai là một trong ba góc nhọn của tam giác phát triển Thành phố Hồ Chí Minh – Bình Dương – Đồng Nai. Đồng thời đây còn là một trong những tỉnh đi đầu trong cả nước về xây dựng và phát triển khu công nghiệp (KCN) và cụm công nghiệp với hơn 32 khu công nghiệp đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt và đi vào hoạt động như: Long Thành, An Phước, Nhơn Trạch II, Biên Hòa II, Amata, Gò Dầu, Suối Tre, Hố Nai, Giang Điền, Long Khánh, Dầu Giây, Định Quán, Long Đức, Tam Phước, Tân Phú, Xuân Lộc, Thạnh Phú,. Sự phát triển của các KCN đã mang lại hiệu quả kinh tế cho địa phương, tuy nhiên các nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cũng rất cao. Hầu như tất cả các loại ô nhiễm nước đều có hại cho sức khỏe của con người, động vật và thực vật.

Ô nhiễm nước có thể không gây hại cho sức khỏe của chúng ta ngay lập tức nhưng có thể gây hại sau khi tiếp xúc lâu dài. Bên cạnh đó ô nhiễm nước có thể gây tổn hại cho nền kinh tế. Ngân hàng Thế giới đã đưa con số: Mỗi năm ở Việt Nam thiệt hại 780 triệu USD trong các lĩnh vực sức khỏe cộng đồng vì ô nhiễm môi trường[1]. Cho nên việc đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải tại các KCN Long Thành là một vấn đề hết sức cần thiết trong thời điểm hiện nay.

Để góp phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường nước và hệ sinh thái dưới nước nguồn tiếp nhận và môi trường tại các khu vực KCN Long Thành. Chính vì vậy đề tài “Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các KCN huyện Long Thành bằng chỉ số NEMEROW và PCA” được chọn làm hướng nghiên cứu và thực hiện báo cao tốt nghiệp đại học ngành khoa học môi trường chuyên ngành sức khỏe môi trường. Nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin định lượng về mức độ ô nhiễm, nguyên nhân, ảnh hưởng của chất thải công nghiệp đến môi trường nước tại các KCN Long Thành .Từ đó biết được những rủi ro môi trường từ chất thải công nghiệp và đề ra những biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và kế hoạch quản lý chất lượng nước. Nguyễn Hiền Thân Trang 1 Lớp: D17MTSK SVTH: Lê Nguyễn Thanh Trí Đề tài : Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các khu công nghiệp huyện Long Thành bằng chỉ số NEMEROW và phân tích thành phần chính 1.1 Mục tiêu tổng quát Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của các KCN tại huyện Long Thành và xác định được các rủi ro môi trường do ô nhiễm hữu cơ từ nước thải công nghiệp.2 Mục tiêu cụ thể − Hiện trạng thu gom và xử lý nước thải của huyện Long Thành và đánh giá chất lượng nước sau xử lý nước thải tập trung − Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước thải sau xử lý của hệ thống xử lý nước thải tập trung các khu công nghiệp trên địa bàn Huyện Long Thành, Tỉnh Đồng Nai − Tính toán và đánh giá rủi ro ô nhiễm hữu cơ của nước thải từ các khu công nghiệp Huyện Long Thành đến môi trường − Đề xuất giải pháp giảm thiểu 1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, 1.1 Đối tượng Nước thải tập trung các khu công nghiệp 1.2 Phạm vi Phạm vi: Huyện Long Thành Thời gian: Tháng 9 – 12 năm 2020 1.4 Nội dung nghiêm cứu Theo đề cương đã duyệt, đề tài đã thực hiện 4 nội dung chính như sau: Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của các khu công nghiệp: Để thực hiện nội dung 1, đã tiến hành thu thập số liệu của 7 thông số: pH, Nito tổng, P tổng, Amoni, BOD5, COD, Florua tại 5 khu công nghiệp thuộc huyện Long Thành và xử lý số liệu theo QCVN 40:2011/BTNMT.

Nội dung 2: Thực trạng rủi ro môi trường do ô nhiễm nước thải hữu cơ tại khu công nghiệp Long Thành GVHD: ThS. Nguyễn Hiền Thân Trang 2 Lớp: D17MTSK SVTH: Lê Nguyễn Thanh Trí Đề tài : Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các khu công nghiệp huyện Long Thành bằng chỉ số NEMEROW và phân tích thành phần chính Để thực hiện nội dung 2, đã tiến hành xử lý số liệu của 5 khu công nghiệp theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Nội dung 3: Trọng số các chất ô nhiễm tính toán chỉ số rủi ro môi trường: Để thực hiện nội dung 3, đã sử dụng phương pháp trọng số phân tích thành phần chính để đánh giá các thông số: pH, Nito tổng, P tổng, Amoni, BOD5, COD, Florua ở các khu công nghiệp. Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp Để thực hiện nội dung này đã tiến hành thông qua sơ đồ xương cá để tìm nguyên nhân và xây dựng giải pháp giảm thiểu rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ.5 Ý nghĩa đề tài Nghiên cứu nhằm đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các khu công nghiệp đến môi trường, sẽ làm tăng hiệu quả công tác của các nhà quản lý môi trường đề xuất biện pháp xử lý và ứng phó cũng như phòng ngừa kịp thời các vị trí bị ô nhiễm.

Kết quả đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải của các không công nghiệp sẽ góp phần đánh giá về hiện trạng chất lượng nước thải tốt hay xấu đến môi trường đặt biệt là để bảo tồn động vật thủy sinh. Nguyễn Hiền Thân Trang 3 Lớp: D17MTSK SVTH: Lê Nguyễn Thanh Trí Đề tài : Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các khu công nghiệp huyện Long Thành bằng chỉ số NEMEROW và phân tích thành phần chính CHƯƠNG II: TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG NGHIÊN CỨU Dưới dự phát triển nhanh các khu công nghiệp được coi là ngành kinh tế đóng góp vai trò chính cho sự phát triển đất nước. Tuy nhiên mặt trái của sự phát triển các ngành công nghiệp luôn đi chung với các vấn đề về môi trường. Trong đó, nước thải là một trong những loại hình chất thải công nghiệp gây tác động lớn nhất đến môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng.1 Tổng quan Ô nhiễm môi trường hiện đang là chủ đề nóng trên các mặt báo và gây được sự chú ý lớn.

Đặc biệt tại Việt Nam, vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngày càng trở nên nghiên trọng. Để có cơ sở nhận thức đúng các kết quả nghiên cứu trong đề tài, cần làm rõ khái niệm về rủi ro môi trường và khái niệm về ô nhiễm hữu cơ. Khái niệm rủi ro môi trường: Rủi ro môi trường có thể được định nghĩa là “mối đe dọa thực tế hoặc tiềm ẩn về các tác động bất lợi đối với sinh vật sống và môi trường bởi nước thải, khí thải, chất thải, cạn kiệt tài nguyên, v., phát sinh từ các hoạt động của tổ chức”[2]. Khái niệm về ô nhiễm hữu cơ: “Ô nhiễm hữu cơ là thuật ngữ được sử dụng khi số lượng lớn các hợp chất hữu cơ.

Nó bắt nguồn từ nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp và nước thải nông nghiệp. các nhà máy xử lý nước thải và công nghiệp bao gồm chế biến thực phẩm, làm giấy và bột giấy, nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản”[3]. Khái niệm về nước thải công nghiệp: “Nước thải công nghiệp là nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất công nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp, hay hoạt động sinh hoạt của công nhân viên. Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công nghệ, tuổi thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức cán bộ công nhân viên”.

Trong nước thải công nghiệp lại được chia ra làm 2 loại: GVHD: ThS. Nguyễn Hiền Thân Trang 4 Lớp: D17MTSK SVTH: Lê Nguyễn Thanh Trí Đề tài : Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các khu công nghiệp huyện Long Thành bằng chỉ số NEMEROW và phân tích thành phần chính Nước thải sản xuất bẩn, là nước thải sinh ra từ quá trình sản xuất sản phẩm, xúc rửa máy móc thiết bị, từ quá trình sinh hoạt của công nhân viên, loại nước này chưa nhiều tạp chất, chất độc hại, vi khuẩn, … Nước thải sản xuất không bẩn là loại nước sinh ra chủ yếu khi làm nguội thiết bị, giải nhiệt trong các trạm làm lạnh, ngưng tụ hơi nước cho nên loại nước thải này thường được quy ước là nước sạch. Cơ sở nhận biết nước thải công nghiệp: Nước thải được sản sinh từ nước không được dùng trực tiếp trong các công đoạn sản xuất, nhưng tham gia các quá trình tiếp xúc với các khí. chất lỏng hoặc chất rắn trong quá trình sản xuất.

Nước thải được sản sinh ngay trong bản thân quá trình sản xuất. Vì là một thành phần của vật chất tham gia quá trình sản xuất, do đó chúng thường là nước thải có chứa nguyên liệu, hoá chất hay phụ gia của quá trình và chính vì vậy những thành phần nguyên liệu hoá chất này thường có nồng độ cào và trong nhiều trường hợp có thể được thu hồi lại. Ví dụ như nước thải này gồm có nước thải từ quá trình mạ điện, nước thải từ việc rửa hay vệ sinh các thiết bị phản ứng, nước chứa amonia hay phenol từ quá trình dập lửa của công nghiệp than cốc, nước ngưng từ quá trình sản xuất giấy. Do đặc trưng về nguồn gốc phát sinh lên loại nên loại nước thải này nhìn chung có nồng độ chất gây ô nhiễm lớn, có thể mang tính nguy hại ở mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào bản thân quá trình công nghệ và phương thức thải bỏ.

Nước thải công nghiệp loại này cũng có thể có nguồn gốc từ các sự cố rò rỉ sản phẩm hoặc nguyên liệu trong quá trình sản xuất, lưu chứa hay bảo quản sản phẩm,nguyên liệu. Thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp: Các thông số đặc trưng cho nước thải công nghiệp bao gồm nhiệt độ, mùi vị, màu sắc, độ đục, các chất ô nhiễm không tan như các chất có thể lắng được, chất rắn lơ lửng và các chất nổi như dầu, mỡ; các chất tan như các muối vô cơ, các hợp chất hữu cơ tan trong nước, axit, kiềm. Có những loại muối tan như muối sunfat, muối clorua không có khả năng phân hủy sinh học. Các chất hữu cơ: đặc trưng bởi các thông số BOD và COD GVHD: ThS.