Tổng quan nghiên cứu
Trong hơn 30 năm đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, Việt Nam đã phát triển mạng lưới khu công nghiệp rộng khắp trên 57/63 tỉnh, thành phố, tạo động lực tăng trưởng kinh tế then chốt nhưng đồng thời tạo áp lực lớn lên tài nguyên nước tiếp nhận. Tại tỉnh Bắc Giang, giá trị sản xuất công nghiệp duy trì tốc độ tăng trưởng ấn tượng bình quân 29,2%/năm trong giai đoạn 2011–2015, đưa tỷ trọng công nghiệp trong cơ cấu kinh tế tăng từ 21,3% năm 2010 lên 30,0% năm 2015. Tính đến cuối năm 2017, toàn tỉnh có 6 khu công nghiệp được thành lập với khoảng 220 dự án đang hoạt động trên tổng diện tích 279 ha đất công nghiệp đã giải phóng mặt bằng. Sự gia tăng quy mô các ngành nghề sản xuất kéo theo khối lượng xả thải khổng lồ, điển hình tại Khu công nghiệp Song Khê với diện tích quy hoạch 158,7 ha nằm trên địa bàn giáp ranh giữa thành phố Bắc Giang và huyện Yên Dũng.
Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực trạng phát sinh dòng thải phức tạp với lưu lượng ước tính khoảng 2.000 m3/ngày đêm, trong khi cơ sở hạ tầng bảo vệ môi trường chưa đồng bộ hoàn toàn giữa hai phân khu. Mục tiêu của công trình là đánh giá toàn diện thực trạng phát sinh, công tác bảo vệ môi trường đối với nước thải, định lượng mức độ ảnh hưởng của dòng thải tới hệ thống nước mặt tại kênh T3 và nước dưới đất lân cận, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp quản lý nhà nước và kỹ thuật khả thi. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại Khu công nghiệp Song Khê và vùng phụ cận từ tháng 5/2017 đến tháng 4/2018. Công trình mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp luận cứ khoa học giúp cơ quan quản lý nâng cao tỷ lệ xử lý nước thải đạt chuẩn kỹ thuật lên 100%, bảo vệ an toàn nguồn cấp nước sinh hoạt và giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm cho hơn 23% dân cư địa phương đang sử dụng nguồn nước ngầm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Luận văn xây dựng luận cứ dựa trên 2 lý thuyết quản lý môi trường hiện đại. Thứ nhất là Lý thuyết Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM), nhìn nhận nguồn nước là một thể thống nhất giữa hệ thống tự nhiên và hệ thống nhân tạo. Mô hình này đòi hỏi sự tích hợp giữa 3 thành tố: quản lý sử dụng đất, kiểm soát nguồn phát sinh nước thải và bảo vệ chất lượng nước lưu vực sông. Thứ hai là Mô hình Áp lực - Trạng thái - Đáp ứng (DPSIR), phân tích chuỗi tác động từ hoạt động sản xuất công nghiệp tạo tải lượng ô nhiễm (áp lực), làm suy giảm chất lượng nước mặt và nước ngầm (trạng thái), từ đó định hình các công cụ chính sách và kỹ thuật kiểm soát (đáp ứng).
Khung nghiên cứu chuẩn hóa 4 khái niệm chuyên ngành: khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước, hệ số phát thải trung bình, nồng độ ô nhiễm cực đại cho phép (Cmax) và cơ chế tự làm sạch của thủy vực. Hệ thống căn cứ pháp lý được áp dụng đồng bộ gồm Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13, Nghị định số 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải, Nghị định số 38/2015/NĐ-CP về quản lý chất thải và phế liệu, cùng Thông tư số 35/2015/TT-BTNMT quy định về bảo vệ môi trường khu công nghiệp.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu kết hợp phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp và điều tra sơ cấp thực địa trong giai đoạn từ tháng 5/2017 đến tháng 4/2018. Dữ liệu thứ cấp được tổng hợp từ Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Dũng, Ban Quản lý các Khu công nghiệp tỉnh Bắc Giang và Niên giám thống kê năm 2015. Về dữ liệu sơ cấp, tác giả tiến hành điều tra với cỡ mẫu gồm 30 doanh nghiệp đang hoạt động trong khu công nghiệp (phân bố theo 13 loại hình sản xuất đặc trưng) và phỏng vấn 20 hộ dân sinh sống tại khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của nguồn xả thải trong tháng 6 và tháng 7 năm 2017.
Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có phân tầng được áp dụng để quan trắc 14 vị trí mẫu nước thực tế: bao gồm 07 mẫu nước thải tại cống xả của các nhà máy điển hình, 04 mẫu nước mặt trên kênh tiêu T3 (thu thập tại vị trí cách điểm xả 20 m và 200 m theo dòng chảy) và 03 mẫu nước dưới đất tại giếng khoan của người dân, nhà máy. Việc lựa chọn phương pháp phân tích phòng thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) và đối chiếu trực tiếp với các Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia (QCVN 40:2011/BTNMT cho nước thải công nghiệp, QCVN 14:2008/BTNMT cho nước thải sinh hoạt, QCVN 08-MT:2015/BTNMT cho nước mặt và QCVN 09-MT:2015/BTNMT cho nước ngầm) nhằm đảm bảo tính pháp lý, độ chuẩn xác và tính đại diện khoa học cao cho toàn bộ kết quả đánh giá.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Nghiên cứu đã làm rõ 4 phát hiện then chốt về hiện trạng môi trường tại khu vực khảo sát. Thứ nhất, tính đến tháng 3/2018, Khu công nghiệp Song Khê có 44 doanh nghiệp đang vận hành (20 cơ sở ở khu phía Bắc, 24 cơ sở ở khu phía Nam), tạo ra tổng lưu lượng nước thải khoảng 1.880 đến 2.000 m3/ngày đêm, trong đó khu phía Bắc đóng góp 1.500 m3/ngày (tương đương 75%) và khu phía Nam phát sinh 500 m3/ngày (chiếm 25%). Thứ hai, hiệu quả xử lý cục bộ tại các nhà máy thứ cấp chưa đồng đều; nước thải sản xuất của nhiều cơ sở có nồng độ chất ô nhiễm vượt tiêu chuẩn từ 1,02 đến 9,56 lần, đồng thời nước thải sinh hoạt hầu hết không đạt chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT ở các thông số Amoni và Coliform.
Thứ ba, tại cống xả tập trung của khu phía Nam, nước thải sau xử lý vẫn ghi nhận nhiều thông số vượt giới hạn cột B QCVN 40:2011/BTNMT: BOD5 vượt 2,49 lần, COD vượt 1,59 lần, tổng chất rắn lơ lửng (TSS) vượt 1,67 lần, Coliform vượt 1,56 lần, Amoni vượt 1,20 lần và tổng Photpho vượt 1,04 lần. Thứ tư, hệ thống tiếp nhận kênh tiêu T3 bị ô nhiễm hữu cơ, kim loại và vi sinh rất nghiêm trọng, thể hiện qua các chỉ tiêu COD, BOD5, TSS, Amoni, Nitrit, Photphat, Pb, As, Cu, Zn và Coliform vượt ngưỡng QCVN 08-MT:2015 từ 1,10 đến 20,70 lần.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân trực tiếp của tình trạng ô nhiễm bắt nguồn từ việc khu phía Bắc với 20 doanh nghiệp hoạt động vẫn chưa đưa vào sử dụng trạm xử lý nước thải tập trung công suất 2.000 m3/ngày đêm, trong khi trạm công suất 1.500 m3/ngày đêm tại khu phía Nam hoạt động chưa ổn định các công đoạn xử lý sinh học và khử trùng. Bên cạnh đó, các doanh nghiệp gia công may mặc, linh kiện điện tử và chế biến vật liệu chưa tối ưu hóa quy trình phân tách dòng thải tại nguồn. Khi đối chiếu với các nghiên cứu quan trắc trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy năm 2013 và lưu vực sông Cầu, hiện trạng ô nhiễm tại kênh T3 thể hiện rõ tính chất tích lũy điển hình của các kênh tiêu thoát nước tiếp nhận nguồn thải công nghiệp đa ngành chưa được xử lý triệt để.
Để trực quan hóa các phát hiện này, số liệu nghiên cứu có thể được biểu diễn hiệu quả thông qua biểu đồ cột so sánh nồng độ chất ô nhiễm trước và sau trạm xử lý, kết hợp bảng ma trận tương quan giữa lưu lượng xả và mức độ vượt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT. Sự suy thoái chất lượng nước tại kênh T3 trực tiếp đe dọa sông Thương – nơi tiếp nhận dòng chảy qua kênh T6 với lưu lượng tự nhiên bình quân 2,5 tỷ m3/năm, vốn đóng vai trò cấp nước sinh hoạt và nông nghiệp cho thành phố Bắc Giang và huyện Yên Dũng. Đáng chú ý, khoảng 23% dân số xã Nội Hoàng đang dùng nước giếng khoan sinh hoạt chịu rủi ro tiềm tàng khi nồng độ Amoni, Phenol và Fe trong nước ngầm đã bắt đầu có dấu hiệu tăng cao cục bộ.
Đề xuất và khuyến nghị
Dựa trên các kết quả định lượng, tác giả kiến nghị 4 nhóm giải pháp trọng tâm nhằm kiểm soát nguồn thải và phục hồi môi trường nước:
- Đẩy nhanh hoàn thiện hạ tầng xử lý tập trung: Ban Quản lý các Khu công nghiệp tỉnh Bắc Giang cần chỉ đạo chủ đầu tư hạ tầng khu phía Bắc khẩn trương hoàn thành trạm xử lý nước thải công suất 2.000 m3/ngày đêm trong năm 2018, bảo đảm 100% cơ sở đấu nối hoàn chỉnh và giảm thiểu trên 90% tải lượng ô nhiễm hữu cơ xả ra kênh tiêu T3.
- Tăng cường kiểm tra, hậu kiểm và xử phạt vi phạm: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang chủ trì thực hiện thanh tra định kỳ 3 tháng/lần đối với toàn bộ 44 doanh nghiệp đang hoạt động, kiên quyết đình chỉ hoặc xử phạt nghiêm các cơ sở có thông số phát thải vượt quy chuẩn từ 1,02 đến 9,56 lần theo quy định pháp luật.
- Nâng cấp công nghệ và áp dụng sản xuất sạch hơn: Khuyến khích các nhà máy dệt may, cơ khí và linh kiện áp dụng công nghệ keo tụ - tạo bông kết hợp màng lọc sinh học MBR, đặt mục tiêu tuần hoàn và tái sử dụng ít nhất 20% lượng nước thải công nghiệp cho mục đích làm mát máy móc và vệ sinh nhà xưởng giai đoạn 2019–2020.
- Nâng cao năng lực giám sát và trách nhiệm cộng đồng: Ủy ban nhân dân huyện Yên Dũng và Ủy ban nhân dân xã Song Khê tổ chức tối thiểu 2 khóa tập huấn chuyên môn môi trường hằng năm cho cán bộ cơ sở, đồng thời thiết lập cơ chế giám sát cộng đồng với sự tham gia của 20 hộ dân xung quanh kênh T3 để tiếp nhận và xử lý nhanh các sự cố môi trường.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Nội dung luận văn mang tính ứng dụng thực tiễn và giá trị học thuật cao cho 4 nhóm đối tượng sau:
- Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Cung cấp nguồn số liệu thực tế về mô hình quản lý 6 khu công nghiệp và 27 cụm công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bắc Giang, làm cơ sở hoàn thiện quy hoạch phân vùng xả thải theo Luật Bảo vệ môi trường 2014.
- Chủ đầu tư xây dựng và kinh doanh hạ tầng khu công nghiệp: Hỗ trợ tài liệu kỹ thuật thực tế để thiết kế, vận hành tối ưu các trạm xử lý nước thải tập trung quy mô từ 1.500 đến 2.000 m3/ngày đêm, kiểm soát mạng lưới thu gom và các hố ga đấu nối.
- Doanh nghiệp sản xuất và chuyên viên vận hành môi trường: Giúp 44 cơ sở công nghiệp nhận diện các chất ô nhiễm đặc thù (BOD5, COD, Amoni, Coliform, kim loại nặng) để nâng cấp hệ thống xử lý nội bộ đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT trước khi xả thải.
- Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Môi trường: Là tài liệu nghiên cứu chuyên khảo về quy trình khảo sát hiện trường với 14 điểm lấy mẫu, phương pháp phân tích số liệu thống kê và mô hình đánh giá tác động dòng thải đến thủy vực tiếp nhận.
Câu hỏi thường gặp
-
Nguồn gốc và lưu lượng phát sinh nước thải tại Khu công nghiệp Song Khê như thế nào? Nước thải phát sinh từ 44 cơ sở sản xuất thuộc hai nguồn chính là nước thải sinh hoạt của công nhân và nước thải sản xuất các ngành dệt may, chế biến nông sản, cơ khí, điện tử. Tổng lưu lượng xả thải ước tính khoảng 1.880 đến 2.000 m3/ngày đêm, trong đó khu phía Bắc chiếm 1.500 m3/ngày và khu phía Nam phát sinh 500 m3/ngày.
-
Hiệu quả xử lý nước thải tại các trạm tập trung hiện nay đạt mức nào? Hiệu quả xử lý tại trạm tập trung khu phía Nam chưa đạt quy chuẩn xả thải cột B QCVN 40:2011/BTNMT khi các chỉ tiêu BOD5 vượt 2,49 lần, COD vượt 1,59 lần, TSS vượt 1,67 lần và Coliform vượt 1,56 lần. Trong khi đó, khu phía Bắc với 20 doanh nghiệp vẫn đang trong quá trình xây dựng trạm xử lý tập trung.
-
Mức độ ô nhiễm nước mặt tại kênh tiếp nhận T3 nghiêm trọng ra sao? Kênh tiêu T3 ghi nhận nồng độ ô nhiễm rất cao do tiếp nhận trực tiếp dòng thải chưa qua xử lý triệt để. Các chỉ tiêu điển hình như COD, BOD5, Amoni, Nitrit, Photphat, Pb, As và vi sinh vật đều vượt giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015 từ 1,10 đến 20,70 lần, làm mất cân bằng hệ sinh thái thủy vực.
-
Dòng thải công nghiệp có ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm của khu dân cư lân cận không? Kết quả khảo sát 3 vị trí giếng khoan cho thấy nước ngầm đã xuất hiện dấu hiệu ô nhiễm nhẹ Amoni, Phenol, Fe và Coliform. Tình trạng này đe dọa trực tiếp tới nguồn nước sinh hoạt của hơn 23% người dân xã Nội Hoàng vốn đang khai thác nước ngầm hàng ngày.
-
Giải pháp kỹ thuật nào được ưu tiên để giải quyết dứt điểm tình trạng xả thải vượt chuẩn? Giải pháp cấp bách nhất là đẩy nhanh tiến độ đưa trạm xử lý tập trung 2.000 m3/ngày đêm ở khu phía Bắc vào vận hành trong năm 2018, đồng thời cải tạo công nghệ keo tụ và xử lý sinh học tại trạm khu phía Nam để 100% dòng thải đầu ra đạt chuẩn môi trường trước khi đổ vào kênh tiêu.
Kết luận
Luận văn đã giải quyết toàn diện các mục tiêu nghiên cứu với 5 kết luận cốt lõi:
- Đánh giá chi tiết hiện trạng phát sinh khoảng 2.000 m3 nước thải/ngày đêm từ 44 doanh nghiệp đang hoạt động trên diện tích 158,7 ha tại Khu công nghiệp Song Khê.
- Định lượng mức độ vượt chuẩn từ 1,02 đến 9,56 lần của nước thải sản xuất cục bộ và chỉ tiêu BOD5 vượt 2,49 lần tại điểm xả trạm tập trung theo QCVN 40:2011/BTNMT.
- Xác định sự suy giảm nghiêm trọng của môi trường nước mặt kênh T3 với nhiều thông số vượt giới hạn quy chuẩn từ 1,10 đến 20,70 lần.
- Cảnh báo nguy cơ lan truyền ô nhiễm đến nguồn cấp nước sông Thương có lưu lượng 2,5 tỷ m3/năm và nguồn nước ngầm đang phục vụ 23% dân cư xã Nội Hoàng.
- Xây dựng hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật, quản lý và kiểm tra giám sát đồng bộ, đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho công tác bảo vệ môi trường công nghiệp tại Bắc Giang.
Các bước triển khai tiếp theo cần tập trung nghiệm thu và vận hành chính thức trạm xử lý nước thải khu phía Bắc trước quý 4/2018. Cơ quan quản lý, chủ đầu tư hạ tầng và cộng đồng doanh nghiệp cần tăng cường phối hợp thực thi các giải pháp đề xuất, hướng tới mục tiêu phát triển công nghiệp bền vững gắn liền với an ninh nguồn nước.