Tổng quan nghiên cứu

Quá trình công nghiệp hóa tại Việt Nam đang diễn ra mạnh mẽ với hơn 326 khu công nghiệp và hàng trăm cụm công nghiệp được thành lập trên cả nước. Tuy nhiên, áp lực xả thải công nghiệp lên môi trường tiếp nhận là một thách thức lớn khi ước tính có khoảng 70% trong tổng số hơn 1 triệu m³ nước thải mỗi ngày trên toàn quốc từng bị xả thẳng ra nguồn tiếp nhận mà không qua xử lý đạt chuẩn. Cụm công nghiệp Tử Đà - An Đạo nằm trên địa bàn hai xã Tử Đà và An Đạo, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ, được thành lập và đi vào hoạt động từ tháng 7 năm 2012 dưới sự đầu tư hạ tầng của Công ty Cổ phần Việt Nam - Korea. Dự án ban đầu có quy mô 33,136 ha, thu hút 18 doanh nghiệp với 16 nhà máy sản xuất ổn định, đạt tỷ lệ lấp đầy trên 95%.

Trước nhu cầu mở rộng sản xuất, Ủy ban nhân dân tỉnh Phú Thọ đã phê duyệt chủ trương mở rộng diện tích thêm 29,864 ha theo Quyết định số 2443/QĐ-UBND, nâng tổng quy mô cụm công nghiệp lên 63,0 ha. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là đánh giá mức độ ảnh hưởng của nguồn nước thải từ hoạt động sản xuất, sinh hoạt trong cụm công nghiệp đến hệ thống nước mặt tại mương tiêu nội đồng dài gần 4 km dẫn ra sông Lô (cách cụm công nghiệp 3 km) và tầng nước ngầm tại khu dân cư lân cận. Mục tiêu cụ thể của đề tài là khảo sát hiện trạng hạ tầng kỹ thuật, định lượng các chỉ tiêu hóa lý trong nước thải sau trạm xử lý tập trung, đánh giá biến động chất lượng nước mặt, nước ngầm và đề xuất hệ thống giải pháp kiểm soát ô nhiễm nước toàn diện. Nghiên cứu được triển khai thực địa từ tháng 03/2019 đến tháng 11/2019, đóng vai trò cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn giúp cân bằng giữa phát triển kinh tế địa phương và bảo vệ an ninh nguồn nước cho hơn 10.000 người dân khu vực phụ cận.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết đánh giá tác động môi trường theo quy định của Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014, Nghị định số 18/2015/NĐ-CP và Nghị định số 40/2019/NĐ-CP của Chính phủ. Đồng thời, đề tài áp dụng mô hình quản lý phát triển cụm công nghiệp bền vững theo Nghị định số 68/2017/NĐ-CP và Thông tư số 31/2016/TT-BTNMT nhằm xác lập ranh giới kỹ thuật cho các khu chức năng sản xuất tập trung.

Khung phân tích lý thuyết tập trung vào 4 khái niệm cốt lõi:

  • Cụm công nghiệp: Khu vực sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp có quy mô diện tích từ 10 ha đến 75 ha, có hạ tầng kỹ thuật hoàn chỉnh và không có dân cư sinh sống bên trong.
  • Đánh giá tác động môi trường: Hoạt động phân tích, dự báo các nguy cơ ô nhiễm tiềm tàng từ dự án mở rộng hạ tầng công nghiệp để thiết lập các biện pháp giảm thiểu khả thi.
  • Ô nhiễm môi trường nước: Sự biến đổi tiêu cực về tính chất vật lý, hóa học và sinh học của nguồn nước mặt, nước ngầm vượt quá ngưỡng cho phép của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
  • Chỉ thị môi trường: Tập hợp các tham số đặc trưng (BOD5, COD, TSS, Amoni, Kim loại nặng, Coliform) phản ánh trạng thái suy thoái hoặc khả năng tự làm sạch của thủy vực tiếp nhận.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu kết hợp giữa số liệu thứ cấp từ các báo cáo đánh giá tác động môi trường đã được phê duyệt, niên giám thống kê kinh tế - xã hội huyện Phù Ninh năm 2018 và dữ liệu sơ cấp qua điều tra thực địa.

Phương pháp lấy mẫu và phân tích môi trường được thiết lập với cỡ mẫu gồm 07 mẫu hiện trường đại diện:

  • Mẫu nước thải (03 mẫu tại điểm NT1): Thu thập tại cửa xả sau hệ thống xử lý nước thải tập trung của cụm công nghiệp tại 3 thời điểm vận hành khác nhau.
  • Mẫu nước mặt (02 mẫu): Điểm NM1 lấy tại mương thủy lợi cách điểm xả thải 50 m về phía hạ lưu; điểm NM2 lấy cách điểm xả thải 50 m về phía thượng lưu để làm đối chứng nền.
  • Mẫu nước ngầm (02 mẫu): Điểm NG1 thu thập tại giếng khoan hộ gia đình thuộc xã Tử Đà; điểm NG2 thu thập tại giếng khoan hộ dân thuộc xã An Đạo.

Phương pháp chọn mẫu tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật lấy mẫu tiêu chuẩn TCVN 5993:1995, TCVN 5999:1995 đối với nước thải và TCVN 5994:1995 đối với nước mặt, nước ngầm. Việc phân tích phòng thí nghiệm sử dụng các phương pháp chuẩn quốc tế Standard Methods (SMEWW) như SMEWW 5220C (xác định COD với giới hạn phát hiện 2,0 mg/l), SMEWW 5210D (BOD5 với giới hạn 1,5 mg/l), SMEWW 2540D (TSS với giới hạn 7,0 mg/l), TCVN 6638:2000 (Amoni, Tổng Nitơ) và quang phổ hấp thụ nguyên tử SMEWW 3111C, 3112B, 3114B cho kim loại nặng (Fe, Mn, Cu, Pb, Cd, As, Hg). Lý do lựa chọn các phương pháp này là nhằm bảo đảm tính pháp lý, độ lặp lại cao và cho phép so sánh trực tiếp kết quả đo đạc với QCVN 40:2011/BTNMT (cột B), QCVN 08-MT:2015/BTNMT và QCVN 09-MT:2015/BTNMT. Timeline thực hiện khảo sát, lấy mẫu và tổng hợp phân tích kéo dài liên tục trong 9 tháng từ tháng 03/2019 đến tháng 11/2019.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả khảo sát thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra 4 phát hiện quan trọng:

Thứ nhất, về hiện trạng hạ tầng và tỷ lệ lấp đầy: Khu đất 33,136 ha giai đoạn 1 đã thu hút 18 dự án với 16 nhà máy hoạt động ổn định, đạt tỷ lệ lấp đầy trên 95%. Định hướng mở rộng thêm 29,864 ha để nâng quy mô toàn cụm lên 63,0 ha dự kiến sẽ tiếp nhận thêm từ 35 đến 40 doanh nghiệp mới, chủ yếu thuộc các ngành cơ khí chính xác, linh kiện điện tử, phụ tùng ô tô xe máy và hạt nhựa, không phát sinh nước thải sản xuất phức tạp.

Thứ hai, về hiệu quả xử lý nước thải tập trung: Hệ thống xử lý nước thải tập trung ứng dụng công nghệ lọc sinh học giá thể chuyển động kết hợp hồ sinh thái đạt hiệu suất xử lý cao. Nước thải sau trạm xử lý có các thông số COD, BOD5, TSS, Tổng N, Tổng P và Coliform đều giảm từ 75% đến hơn 88% so với nồng độ đầu vào, đáp ứng đầy đủ yêu cầu xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT cột B trước khi xả ra môi trường.

Thứ ba, về chất lượng nước mặt nguồn tiếp nhận: Mương nội đồng dài gần 4 km tại xã An Đạo tiếp nhận dòng xả sau xử lý. Kết quả phân tích cho thấy tại điểm hạ lưu NM1 (cách cống xả 50 m), chỉ số COD và TSS cao hơn khoảng 15% đến 18% so với điểm thượng lưu NM2, nhưng vẫn nằm trong giới hạn kiểm soát cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

Thứ tư, về chất lượng nước ngầm: Hai mẫu nước ngầm NG1 và NG2 tại khu dân cư tiếp giáp xã Tử Đà và An Đạo đều có các chỉ tiêu kim loại nặng độc hại như Asen, Chì, Thủy ngân, Cadimi nằm sâu dưới ngưỡng quy chuẩn QCVN 09-MT:2015/BTNMT (nhiều chỉ tiêu dưới ngưỡng phát hiện 0,0005 mg/l), cho thấy hoạt động công nghiệp chưa gây ra hiện tượng thẩm thấu ô nhiễm vào tầng chứa nước ngầm.

Thảo luận kết quả

Các dữ liệu phân tích hóa lý khi được trực quan hóa qua biểu đồ cột so sánh đa thông số và bảng đối chiếu chuỗi thời gian đã làm nổi bật tương quan giữa tải lượng xả thải và khả năng tự làm sạch của mương thủy lợi. Nguyên nhân chính giúp cụm công nghiệp duy trì được chất lượng môi trường nước ổn định xuất phát từ chính sách sàng lọc dự án đầu tư ngay từ ban đầu. Chủ đầu tư đã chủ động từ chối các ngành nghề tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng như dệt nhuộm, xi mạ kim loại, hóa chất cơ bản, thuộc da và sản xuất giấy. Nhờ đó, lượng chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng phát sinh giảm hơn 60% so với các cụm công nghiệp hỗn hợp truyền thống.

So sánh với bức tranh chung tại nhiều cụm công nghiệp trên phạm vi toàn quốc, nơi có hơn 50% trạm xử lý nước thải vận hành không thường xuyên hoặc để xảy ra hiện tượng vượt chuẩn Coliform và Amoni từ 1,3 đến 1,5 lần, mô hình tại Tử Đà - An Đạo thể hiện sự kiểm soát kỹ thuật tương đối tốt. Tuy nhiên, khi quy mô tăng gần gấp đôi lên 63,0 ha với lưu lượng xả thải gia tăng, nguy cơ tích tụ chất dinh dưỡng (N, P) gây phú dưỡng hóa mương nội đồng và bồi lắng cục bộ tại khu vực thoát ra sông Lô là hoàn toàn có thể xảy ra nếu không nâng cấp công suất vận hành đồng bộ.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo đảm kiểm soát ô nhiễm lâu dài khi mở rộng diện tích cụm công nghiệp, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  1. Nâng cấp và mở rộng công suất trạm xử lý nước thải tập trung: Chủ đầu tư là Công ty Cổ phần Việt Nam - Korea cần triển khai xây dựng đơn nguyên xử lý nước thải số 2, nâng tổng công suất xử lý từ mức hiện tại lên khoảng 1.500 - 2.000 m³/ngày đêm trong giai đoạn 2020-2022. Mục tiêu đạt 100% lượng nước thải phát sinh từ 35-40 doanh nghiệp mở rộng được thu gom và xử lý đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT cột A trước khi xả ra mương nội đồng.
  2. Lắp đặt trạm quan trắc nước thải tự động, liên tục: Đầu tư lắp đặt hệ thống cảm biến đo đạc online các chỉ tiêu cốt lõi gồm pH, nhiệt độ, lưu lượng, COD, TSS và Amoni với tần suất truyền dữ liệu 24/7 trực tiếp về máy chủ của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Thọ, hoàn thành trước quý IV/2021 nhằm giảm 99% nguy cơ phát sinh sự cố xả thải chưa qua xử lý.
  3. Cải tạo hạ tầng thoát nước và thiết lập hành lang cây xanh đệm: Tiến hành nạo vét, kiên cố hóa bờ mương thoát nước dài gần 4 km từ cống xả đến điểm nhập lưu sông Lô; đồng thời quy hoạch dải cây xanh cách ly đạt tỷ lệ tối thiểu 15% đến 20% trên tổng diện tích 63,0 ha (tương đương hơn 9,4 ha cây xanh) trong giai đoạn 2020-2023 nhằm tăng khả năng hấp thụ bụi và điều hòa vi khí hậu.
  4. Tăng cường cơ chế thanh tra, giám sát liên ngành: Ủy ban nhân dân huyện Phù Ninh phối hợp với Phòng Tài nguyên và Môi trường, Ủy ban nhân dân hai xã Tử Đà, An Đạo duy trì lịch kiểm tra định kỳ 6 tháng/lần và thiết lập đường dây nóng cộng đồng để tiếp nhận, xử lý 100% phản ánh của người dân về môi trường trong vòng 48 giờ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

  • Ban quản lý và Chủ đầu tư hạ tầng khu, cụm công nghiệp: Cung cấp phương pháp luận thực tế trong việc thiết kế, vận hành hệ thống thu gom nước mưa - nước thải tách riêng và mô hình hồ sinh học xử lý nước thải công nghiệp nhẹ.
  • Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường cấp tỉnh, huyện: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Thọ, Ủy ban nhân dân huyện Phù Ninh có thể sử dụng bộ dữ liệu quan trắc thực địa để xây dựng định mức xả thải và phê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường cho các dự án mở rộng hạ tầng.
  • Học viên cao học, nghiên cứu sinh chuyên ngành Khoa học Môi trường và Quản lý Môi trường: Tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình bố trí điểm lấy mẫu hiện trường, phân tích thông số hóa lý theo TCVN/SMEWW và phương pháp xử lý số liệu ĐTM thực địa.
  • Các doanh nghiệp thứ cấp đang hoạt động trong cụm công nghiệp: Giúp ban lãnh đạo doanh nghiệp hiểu rõ quy chuẩn xả thải đầu vào của trạm xử lý tập trung để xây dựng hệ thống tiền xử lý cục bộ phù hợp tại nhà máy.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công nghệ xử lý nước thải tập trung tại Cụm công nghiệp Tử Đà - An Đạo có cấu động ra sao? Trạm xử lý sử dụng dây chuyền công nghệ sinh học giá thể chuyển động kết hợp hồ sinh học lắng lọc tự nhiên. Nước thải sau xử lý qua hệ thống đạt hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ BOD5, COD trên 80%, bảo đảm nước đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT cột B trước khi dẫn vào mương tưới tiêu nội đồng.

  2. Việc mở rộng quy mô từ 33,136 ha lên 63,0 ha đặt ra thách thức môi trường lớn nhất nào? Thách thức lớn nhất là nguy cơ quá tải lưu lượng thu gom nước thải khi số lượng nhà máy tăng từ 16 lên 35-40 doanh nghiệp. Nếu không mở rộng trạm xử lý lên công suất 1.500 - 2.000 m³/ngày đêm, nguồn tiếp nhận mương nội đồng dài gần 4 km sẽ đối mặt với nguy cơ phú dưỡng hóa do gia tăng nồng độ Nitơ và Phốt pho.

  3. Chất lượng nước mặt tại mương tiêu nội đồng xã An Đạo hiện có bị ảnh hưởng tiêu cực không? Dữ liệu quan trắc tại điểm NM1 (cách cống xả 50 m hạ lưu) ghi nhận nồng độ COD và TSS tăng nhẹ khoảng 15% đến 18% so với điểm thượng lưu NM2. Dù có biến động nhưng toàn bộ các thông số vẫn nằm trong ngưỡng an toàn phục vụ canh tác nông nghiệp theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

  4. Nguồn nước ngầm của người dân xung quanh cụm công nghiệp có bị nhiễm kim loại nặng không? Kết quả kiểm tra tại các giếng khoan dân sinh (điểm NG1 xã Tử Đà và NG2 xã An Đạo) cho thấy hàm lượng các kim loại nặng như Asen, Chì, Thủy ngân, Cadimi đều nằm sâu dưới giới hạn cho phép của QCVN 09-MT:2015/BTNMT, chứng minh nguồn nước ngầm chưa chịu tác động thẩm thấu ô nhiễm.

  5. Tiêu chí lựa chọn doanh nghiệp đầu tư vào cụm công nghiệp mở rộng được quy định thế nào? Chủ đầu tư áp dụng chính sách sàng lọc khắt khe, chỉ ưu tiên các ngành công nghiệp sạch như gia công cơ khí, linh kiện điện tử viễn thông, bao bì hạt nhựa. Cụm công nghiệp kiên quyết từ chối tiếp nhận các ngành có nguy cơ ô nhiễm nặng như dệt nhuộm, hóa chất, mạ kim loại và cao su.

Kết luận

  • Luận văn đã đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt, nước ngầm và hiệu quả xả thải tại Cụm công nghiệp Tử Đà - An Đạo với quy mô mở rộng 63,0 ha.
  • Trạm xử lý nước thải tập trung hiện hữu hoạt động ổn định, loại bỏ từ 75% đến hơn 88% hàm lượng các chất ô nhiễm chính, bảo đảm nguồn thải đầu ra tuân thủ QCVN 40:2011/BTNMT cột B.
  • Kết quả quan trắc 07 điểm mẫu đại diện khẳng định tầng nước ngầm dân sinh và hệ thống mương tưới tiêu xã Tử Đà, An Đạo vẫn duy trì chất lượng trong ngưỡng quy chuẩn quốc gia.
  • Đề xuất hệ thống giải pháp nâng công suất xử lý lên 1.500 - 2.000 m³/ngày đêm, phủ xanh 15-20% diện tích và lắp đặt quan trắc tự động online truyền dữ liệu 24/7 giai đoạn 2020-2023.
  • Định hướng phát triển công nghiệp sạch tại huyện Phù Ninh là mô hình mẫu cần tiếp tục được nhân rộng để gắn kết tăng trưởng kinh tế với bảo vệ bền vững hệ sinh thái trung du Bắc Bộ.

Trong các bước tiếp theo của lộ trình 2020-2025, việc số hóa mạng lưới quan trắc và hoàn thiện đơn nguyên xử lý mở rộng cần được chủ đầu tư cùng cơ quan quản lý triển khai đồng bộ. Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm có thể khai thác toàn bộ dữ liệu thực nghiệm trong luận văn để ứng dụng vào công tác quy hoạch môi trường công nghiệp địa phương.