Luận án tiến sĩ cơ sở dự báo lượng nước thải phục vụ đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng khu công nghiệp trong điều kiện việt nam

Luận án tiến sĩ phân tích phương pháp dự báo lượng nước thải phục vụ đánh giá tác động môi trường cho dự án hạ tầng khu công nghiệp tại Việt Nam.

• Tác giả: Phạm Thanh Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Mạnh Khải
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Cơ Sở Dự Báo Lượng Nước Thải Phục Vụ Đánh Giá Tác Động Môi Trường Dự Án Đầu Tư Xây Dựng Cơ Sở Hạ Tầng Khu Công Nghiệp Trong Điều Kiện Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và điểm mới của luận án
• 1.6.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.6.3. Điểm mới của luận án
• 2. KCN VÀ NƯỚC THẢI KCN Ở VIỆT NAM
• 2.1. Thực trạng đầu tư và phát triển các KCN ở Việt Nam
• 2.2. Phân loại KCN ở Việt Nam
• 3. ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO LƯỢNG NƯỚC THẢI KCN
• 3.1. Phương pháp dự báo nước thải của các ngành công nghiệp
• 3.1.1. Phương pháp dự báo nước thải của các ngành công nghiệp trên thế giới
• 3.1.2. Hệ số tiêu thụ nước và phát sinh nước thải của một số ngành công nghiệp tại Việt Nam
• 3.2. Phương pháp dự báo nước thải KCN
• 3.2.1. Tổng quan về phương pháp xây dựng hệ số phát thải
• 3.2.2. Phương pháp đo đạc nguồn thải
• 3.2.3. Phương pháp khảo sát/phỏng vấn gián tiếp
• 3.2.4. Phương pháp tính toán cân bằng vật chất
• 3.2.5. Các tiêu chí đánh giá hệ số phát thải
• 3.2.6. Phương pháp xử lý số liệu thống kê
• 3.2.6.1. Đại lượng trung bình
• 3.2.6.2. Phương sai
• 3.2.6.3. Phương pháp sai số toàn phương trung bình quân phương
• 3.2.6.4. Phân tích hồi quy tương quan
• 3.2.6.5. Phân tích thành phần chính
• 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 4.2. Địa điểm nghiên cứu
• 4.3. Đối tượng nghiên cứu KCN trên địa bàn tỉnh Đồng Nai
• 4.3.1. KCN Long Thành
• 4.3.2. KCN Nhơn Trạch III GĐ2
• 4.4. Phương pháp nghiên cứu
• 4.4.1. Phương pháp tổng quan, nghiên cứu và thu thập tài liệu
• 4.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát, phỏng vấn thực địa
• 4.4.3. Phương pháp khảo sát và đo đạc lượng nước thải phát sinh tại từng nhà máy trong KCN
• 4.4.4. Phương pháp tính toán cân bằng nước
• 4.4.5. Phương pháp xử lý số liệu thống kê
• 4.4.6. Tính toán kiểm chứng kết quả nghiên cứu
• 4.4.7. Xác định một số nguyên tắc trong quá trình nghiên cứu
• 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 5.1. Đánh giá các phương pháp dự báo lượng nước thải KCN đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM ở Việt Nam
• 5.2. Thực trạng áp dụng các phương pháp ước tính lượng nước thải KCN trong các báo cáo ĐTM
• 5.3. So sánh lượng nước thải thực tế và lượng nước thải dự báo theo các phương pháp dự báo
• 5.4. Đánh giá cơ sở hạ tầng và quản lý thu gom nước thải KCN tại Đồng Nai
• 5.4.1. Đánh giá cơ sở hạ tầng và quản lý thu gom nước thải
• 5.4.2. Đánh giá đặc điểm lượng phát sinh nước thải
• 5.5. Nghiên cứu cân bằng nước tại KCN Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2
• 5.5.1. Đặc điểm của KCN Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2
• 5.5.2. Thực trạng nước thải của các ngành nghề trong KCN Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2
• 5.5.3. Cân bằng nước của KCN Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2
• 5.6. Xây dựng hệ số phát sinh nước thải qua phân tích số liệu thống kê
• 5.6.1. Hệ số phát sinh nước thải của các ngành công nghiệp
• 5.6.2. Hệ số phát sinh nước thải của KCN
• 5.7. Xây dựng công thức tính toán lượng nước thải qua phân tích hồi quy
• 5.7.1. Phân tích tương quan hồi quy cho 06 ngành công nghiệp của 11 KCN thuộc tỉnh Đồng Nai
• 5.7.2. Phân cụm số liệu và phân tích hồi quy theo nhóm ngành
• 5.7.3. Xây dựng công thức dự báo lượng nước thải KCN
• 5.8. Kiểm chứng kết quả dự báo lượng nước thải KCN
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Dự báo nước thải

Dự báo lượng nước thải là một yếu tố quan trọng trong việc đánh giá tác động môi trường (ĐTM) cho các dự án xây dựng khu công nghiệp (KCN) tại Việt Nam. Việc dự báo chính xác lượng nước thải giúp xác định quy mô và công suất của trạm xử lý nước thải tập trung (XLNTTT). Nếu dự báo không chính xác, có thể dẫn đến tình trạng quá tải hoặc lãng phí trong đầu tư. Theo nghiên cứu, các phương pháp dự báo hiện tại thường thiếu chính xác, gây ra nhiều vấn đề trong thực tiễn. Do đó, việc cải thiện các phương pháp dự báo là cần thiết để đảm bảo hiệu quả trong quản lý nước thải và bảo vệ môi trường.

1.1. Phương pháp dự báo nước thải

Các phương pháp dự báo nước thải hiện tại bao gồm phương pháp thống kê, phương pháp hồi quy và phương pháp phân tích thành phần chính. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng. Phương pháp thống kê thường dựa vào dữ liệu lịch sử, trong khi phương pháp hồi quy có thể cung cấp dự báo dựa trên các yếu tố ảnh hưởng đến phát sinh nước thải. Việc áp dụng các phương pháp này cần được điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện cụ thể của từng KCN tại Việt Nam.

II. Đánh giá tác động môi trường

Đánh giá tác động môi trường là một quy trình quan trọng trong việc phát triển KCN. Quy trình này không chỉ giúp nhận diện các tác động tiêu cực mà còn đề xuất các biện pháp giảm thiểu. Theo quy định, báo cáo ĐTM phải bao gồm dự báo về lượng nước thải phát sinh từ KCN. Điều này giúp các cơ quan quản lý có cơ sở để phê duyệt dự án và đảm bảo rằng các biện pháp bảo vệ môi trường được thực hiện. Việc thực hiện ĐTM đúng cách sẽ góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

2.1. Quy trình ĐTM

Quy trình ĐTM bao gồm nhiều bước, từ việc thu thập thông tin, phân tích tác động đến việc đề xuất các biện pháp giảm thiểu. Các yếu tố như quy mô KCN, loại hình sản xuất và công nghệ sử dụng đều ảnh hưởng đến lượng nước thải phát sinh. Do đó, việc phân tích kỹ lưỡng các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của dự báo và hiệu quả của các biện pháp bảo vệ môi trường.

III. Quản lý nước thải

Quản lý nước thải trong KCN là một thách thức lớn đối với các nhà đầu tư và cơ quan quản lý. Việc xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải hiệu quả là cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các KCN cần có kế hoạch quản lý nước thải rõ ràng, bao gồm việc xây dựng trạm XLNTTT và các biện pháp xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao hiệu quả hoạt động của KCN.

3.1. Các biện pháp quản lý

Các biện pháp quản lý nước thải bao gồm việc áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến, xây dựng hệ thống thu gom nước thải đồng bộ và thực hiện các chương trình giám sát chất lượng nước. Việc áp dụng các tiêu chuẩn môi trường quốc gia và quốc tế cũng là một yếu tố quan trọng trong quản lý nước thải. Các KCN cần thường xuyên đánh giá và điều chỉnh các biện pháp quản lý để đảm bảo hiệu quả và tính bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ chuyên ngành Khoa học môi trường (mã số 62 44 03 01) của nghiên cứu sinh Phạm Thanh Tuấn có tiêu đề: "Cơ sở dự báo lượng nước thải phục vụ đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng khu công nghiệp trong điều kiện Việt Nam", được thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội năm 2018 dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Mạnh Khải và TS. Mai Thanh Dung. Công trình có sự hỗ trợ của đề tài khoa học cấp Bộ Tài nguyên và Môi trường mã số TNMT.04 do tác giả làm chủ nhiệm.

Tính cấp thiết của nghiên cứu bắt nguồn từ thực tiễn phát triển khu công nghiệp (KCN) tại Việt Nam. Tính đến tháng 8 năm 2016, cả nước đã có 318 KCN được thành lập, trong đó 216 KCN đi vào hoạt động, đóng góp trên 50% giá trị sản xuất công nghiệp và 53% giá trị kim ngạch xuất khẩu. Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm môi trường từ nước thải KCN đặt ra yêu cầu quản lý nghiêm ngặt. Theo quy định pháp luật về bảo vệ môi trường, nước thải KCN phải được xử lý 02 cấp: xử lý cục bộ tại từng cơ sở sản xuất và xử lý tập trung tại trạm xử lý nước thải tập trung (XLNTTT). Trong báo cáo Đánh giá tác động môi trường (ĐTM), quy mô và công suất của trạm XLNTTT là thông số mang tính pháp lý bắt buộc chủ đầu tư hạ tầng phải thực hiện đúng.

Khoảng trống nghiên cứu và bất cập thực tiễn được tác giả chỉ ra: nếu lượng nước thải dự báo thấp hơn thực tế sẽ gây quá tải hệ thống xử lý và gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận; ngược lại, nếu lượng nước thải dự báo cao hơn thực tế sẽ gây lãng phí chi phí đầu tư xây dựng, quản lý và vận hành. Trong giai đoạn 5 năm trước thời điểm nghiên cứu, tình trạng trạm XLNTTT đã xây dựng xong nhưng thiếu nước thải đầu vào để vận hành ổn định diễn ra phổ biến. Nguyên nhân xuất phát từ việc các phương pháp dự báo lượng nước thải KCN đang áp dụng trong các báo cáo ĐTM tại Việt Nam thiếu chính xác, không phản ánh đúng thực tế xả thải của các loại hình công nghiệp.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm 02 mục tiêu cụ thể:

1. Xác định hiệu quả của các phương pháp dự báo lượng nước thải đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM dự án xây dựng cơ sở hạ tầng KCN tại Việt Nam.
2. Xác định cơ sở khoa học dự báo lượng nước thải KCN phục vụ công tác đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Nội dung nghiên cứu bao gồm:

1. Đánh giá các phương pháp dự báo lượng nước thải KCN đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM ở Việt Nam, so sánh kết quả nước thải KCN dự báo và thực tế để kiểm chứng sai số.
2. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến việc phát sinh nước thải để xác định cơ sở dự báo lượng nước thải KCN.
3. Xây dựng phương pháp dự báo lượng nước thải KCN phục vụ công tác đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Phương pháp dự báo lượng nước thải KCN đã và đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN của Việt Nam.
• Phạm vi không gian và tập dữ liệu:
  • 195 KCN đang hoạt động trên phạm vi cả nước đã được phê duyệt báo cáo ĐTM để phân tích số liệu phát sinh nước thải toàn KCN.
  • 114 KCN (trên tổng số 195 KCN hoạt động) có tỷ lệ lấp đầy từ 80% trở lên để đánh giá tính chính xác của các phương pháp dự báo lượng nước thải đã áp dụng.
  • 11 KCN trên địa bàn tỉnh Đồng Nai có đầy đủ chuỗi số liệu trong giai đoạn 5 năm (2012 - 2016) để phục vụ xây dựng phương pháp dự báo.
  • 02 KCN khảo sát chuyên sâu tại Đồng Nai: KCN Long Thành và KCN Nhơn Trạch III Giai đoạn 2 (GĐ2) để đo đạc lượng nước thải phát sinh thực tế tại từng nhà máy, tính toán cân bằng nước và xác định các yếu tố ảnh hưởng.
  • 02 KCN tại tỉnh Bình Dương: KCN VSIP II và KCN VSIP IIA được sử dụng để tính toán thử nghiệm và kiểm chứng kết quả dự báo.
• Phạm vi thời gian: Số liệu thống kê, điều tra thực địa và chuỗi quan trắc tập trung chủ yếu trong giai đoạn 2012 - 2016, cập nhật đến năm 2018.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tác giả đã hệ thống hóa các tài liệu và công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến dự báo phát sinh nước thải và xây dựng hệ số phát thải:

Trên thế giới, tài liệu nền tảng về phương pháp đánh giá nhanh phát thải được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) công bố năm 1993 mang tên "Assessment of Sources of Air, Water, and Land Pollution", tổng hợp số liệu từ những năm 1980 dựa trên quy mô công suất sản phẩm hoặc tiêu thụ nguyên liệu. Sau đó, Cục Bảo vệ Môi trường Liên bang Mỹ (US-EPA) ban hành chuỗi tài liệu hướng dẫn hệ số phát thải cho các ngành sản xuất công nghiệp dựa trên các đợt thanh tra tuân thủ môi trường. Năm 2007, Ủy ban châu Âu (EC) ban hành tài liệu về hệ số phát thải tiêu chuẩn cho 167 quá trình sản xuất công nghiệp. Cùng năm 2007, Ngân hàng Thế giới (WB) ban hành "Environmental, Health, and Safety General Guidelines" cung cấp thông số cho 54 lĩnh vực công nghiệp và dịch vụ. Năm 2013, Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) phối hợp Viện Công nghệ Á châu (AIT) công bố hướng dẫn kiểm kê phát thải tập trung vào khí thải. Tuy nhiên, các tài liệu quốc tế này chỉ xây dựng hệ số phát sinh nước thải cho từng cơ sở sản xuất độc lập dựa trên đơn vị sản phẩm hoặc nguyên liệu, do mô hình quản lý nước thải tại các nước phát triển yêu cầu từng doanh nghiệp tự xử lý đạt chuẩn trước khi thải bỏ, không áp dụng mô hình trạm XLNTTT 02 cấp như KCN tại Việt Nam.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu xác định định mức sử dụng nước và hệ số phát sinh nước thải được thực hiện rải rác thông qua các chương trình Sản xuất sạch hơn (CP) do Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp (thuộc Chương trình hợp tác Việt Nam - Đan Mạch) và Trung tâm Sản xuất sạch Việt Nam triển khai:

• Ngành chế biến thủy sản: Dự án Seaqip/Seafish của Bộ Thủy sản (2003) xác định mức sử dụng nước từ 3 - 40 $m^3$/tấn sản phẩm. Năm 2011, Chi cục Bảo vệ Môi trường TP.HCM khảo sát tại Xí nghiệp Agrex Saigon và Xí nghiệp chế biến hàng xuất khẩu Quận 8 xác định mức tiêu thụ nước dao động từ 4,3 - 93,8 $m^3$/tấn nguyên liệu hoặc 25 - 267 $m^3$/tấn thành phẩm (mức tối ưu trung bình khoảng 30 $m^3$/tấn thành phẩm).
• Ngành giết mổ heo: Đề tài áp dụng sản xuất sạch hơn tại cơ sở giết mổ Tân Phú Trung, Củ Chi (2006) ghi nhận hệ số phát sinh nước thải là 3,0 $m^3$/tấn heo sống (chưa áp dụng CP) và 2,05 $m^3$/tấn heo sống (đã áp dụng CP).
• Ngành giấy và bột giấy: Hợp phần Sản xuất sạch hơn Việt Nam - Đan Mạch ghi nhận định mức 150 - 300 $m^3$/tấn giấy, giảm xuống 20 - 60 $m^3$/tấn khi có CP. Trung tâm Công nghệ Môi trường TP.HCM (ENTEC, 2009) khảo sát tại Đồng Nai ghi nhận hệ số 13,33 - 43,19 $m^3$/tấn. Tổng cục Môi trường (2011) công bố định mức sản xuất bột giấy từ 20 - 300 $m^3$/tấn sản phẩm, sản xuất giấy từ bột là 0,5 - 13,5 $m^3$/tấn sản phẩm, sản xuất giấy tái chế là 0,06 - 50 $m^3$/tấn sản phẩm.
• Ngành dệt nhuộm: Nghiên cứu của Trung tâm Sản xuất sạch Việt Nam (2007) cho thấy lượng nước tiêu thụ dao động 16 - 900 $m^3$/tấn sản phẩm; cụ thể: vải cotton tiêu thụ 80 - 240 $m^3$/tấn, vải cotton dệt thoi 70 - 180 $m^3$/tấn, len 100 - 250 $m^3$/tấn, vải polyacrylic 10 - 70 $m^3$/tấn sản phẩm.
• Ngành sản xuất tinh bột sắn: Tiêu thụ nước 30 - 40 $m^3$/tấn sản phẩm, trong đó nước thải chiếm 80 - 90% lượng nước sử dụng.
• Ngành sản xuất bia: Tiêu thụ nước công nghệ truyền thống 2,0 - 3,5 $m^3$/100 lít bia, trung bình 0,7 - 1,5 $m^3$/100 lít bia, và công nghệ tốt nhất 0,4 $m^3$/100 lít bia; mô hình nhà máy điển hình tiêu thụ 0,65 $m^3$/100 lít bia, trong đó lượng nước thất thoát không đi vào nước thải khoảng 0,15 $m^3$/100 lít bia.
• Ngành thuộc da: Tiêu thụ nước công nghệ truyền thống khoảng 30 $m^3$/tấn da nguyên liệu.
• Ngành hoàn tất kim loại: Định mức mạ điện đạt 10 - 20 lít/$m^2$ bề mặt; mạ kẽm quay 10 - 210 lít/$m^2$, mạ kẽm treo 10 - 600 lít/$m^2$, mạ niken 20 - 50 lít/$m^2$, mạ crom cứng 20 lít/$m^2$, mạ thiếc quay 50 lít/$m^2$.
• Ngành tấm lợp amiăng xi măng: Lượng nước trung bình sử dụng là 9 lít/tấm (kích thước 870 x 1.200 mm), một số nhà máy lên đến 40 lít/tấm.
• Ngành chế biến mủ cao su: Định mức của Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam là 16 $m^3$/tấn mủ. Khảo sát của ENTEC (2009) tại Đồng Nai cho thấy hệ số tại 4 cơ sở: Long Thành (9,18 $m^3$/tấn), Hàng Gòn (12,96 $m^3$/tấn), An Lộc (16,30 $m^3$/tấn), Bình Lộc (15,32 $m^3$/tấn).

Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết: Toàn bộ các hệ số đã công bố trong và ngoài nước đều tính toán dựa trên quy mô sản lượng hoặc nguyên liệu đầu vào. Tuy nhiên, tại thời điểm lập báo cáo ĐTM cho dự án hạ tầng KCN, chủ đầu tư chưa thể xác định được công suất sản phẩm hay định mức nguyên liệu của các dự án thứ cấp tương lai, mà chỉ có dữ liệu quy hoạch diện tích đất công nghiệp phân bổ cho các ngành nghề. Mặt khác, các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành như TCXDVN 33:2006 (quy định định mức cấp nước 45 $m^3$/ha.ngđ cho một số ngành và 22 $m^3$/ha.ngđ cho ngành khác) và TCXDVN 7957:2008 (tính nước thải theo diện tích $Q = q \times F$ với $q$ dao động từ 15 đến 70 $m^3$/ha.ngđ) đều thiếu căn cứ phân loại cụ thể cho từng ngành công nghiệp và tạo ra sai số lớn. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống: xác lập cơ sở khoa học và xây dựng hệ số phát sinh nước thải trực tiếp theo diện tích chiếm đất của từng nhóm ngành công nghiệp trong KCN tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm áp dụng

• Nguyên lý đánh giá nhanh nguồn thải: Dựa trên công thức cơ bản: $$\text{Tải lượng ô nhiễm} = \text{Quy mô hoạt động} \times \text{Hệ số ô nhiễm}$$ Trong nghiên cứu này, quy mô hoạt động được xác định theo diện tích đất công nghiệp quy hoạch cho từng ngành nghề ($ha$), còn hệ số phát sinh nước thải được biểu diễn bằng đơn vị $m^3/ha.\text{ngày đêm}$ ($m^3/ha.ngđ$).
• Định luật bảo toàn khối lượng và phương pháp cân bằng vật chất: Áp dụng quy trình phân tích cân bằng dòng vật chất của Paul và Rechberger (2004) để tính toán cân bằng nước. Luận án thiết lập đường biên nghiên cứu bao quanh toàn bộ ranh giới KCN và mô hình hóa các dòng nước vào/ra (nước cấp từ mạng lưới tập trung, nước ngầm tự khai thác, nước thất thoát do bay hơi/ngấm vào sản phẩm, nước thải xả vào mạng lưới thu gom tập trung).
• Tiêu chí đánh giá hệ số phát thải theo phân cấp của US-EPA: Sử dụng 5 cấp độ tin cậy (A: rất tin cậy, dữ liệu cấp quốc gia liên tục $\ge 10$ năm; B: trên trung bình, dữ liệu $\ge 2$ tỉnh liên tục $\ge 5$ năm; C: trung bình, dữ liệu $\ge 1$ tỉnh liên tục $\ge 3$ năm; D: dưới trung bình, dữ liệu $\ge 5$ KCN liên tục $\ge 3$ năm; E: thấp nhất).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Phương pháp điều tra, khảo sát, phỏng vấn thực địa: Sử dụng phiếu điều tra và biểu mẫu đề nghị cung cấp thông tin gửi đến ban quản lý KCN, công ty phát triển hạ tầng và các doanh nghiệp thứ cấp tại 11 KCN tỉnh Đồng Nai. Điển hình tại KCN Đức Hòa 1 (Long An), khảo sát số liệu nước cấp và nước thải của 41 doanh nghiệp trong 3 tháng liên tiếp (tháng 5, 6, 7 năm 2016).
• Phương pháp khảo sát và đo đạc lưu lượng thực tế: Đo đạc lượng nước thải phát sinh thực tế tại từng nhà máy trong 02 KCN điển hình (Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2) bằng phương pháp thủy lực đo lưu lượng theo công thức Manning qua hệ số nhám và độ dốc đường ống thu gom.
• Phương pháp tính toán cân bằng nước: Thiết lập bảng cân bằng nước chi tiết cho từng cơ sở sản xuất và tổng hợp cho 13 nhóm ngành nghề trong 02 KCN nghiên cứu sâu.
• Phương pháp xử lý số liệu thống kê:
  • Tính đại lượng trung bình cộng ($\bar{X}$), trung vị ($Med$), phương sai và độ lệch chuẩn ($S$).
  • Tính sai số bình phương trung bình ($MSE$) và sai số toàn phương trung bình quân phương ($RMSE$) theo các công thức: $$MSE = \frac{1}{N} \sum_{i=1}^N (O_i - F_i)^2$$ $$RMSE = \sqrt{\frac{1}{N} \sum_{i=1}^N (O_i - F_i)^2}$$ Trong đó $O_i$ là lượng nước thải thực tế ($m^3/ngđ$), $F_i$ là lượng nước thải dự báo ($m^3/ngđ$), $N$ là số kỳ quan sát.
  • Phân tích hồi quy tương quan: Xác định hệ số tương quan Pearson ($r$) để đánh giá mức độ liên hệ tuyến tính giữa diện tích đất công nghiệp và lượng nước thải phát sinh (phân cấp tương quan từ yếu $0 < r \le 0,5$ đến rất chặt $0,9 < r < 1,0$).
  • Phân tích thành phần chính (PCA): Sử dụng biểu đồ độ dốc tỷ lệ phần trăm yếu tố ảo để phân cụm các ngành nghề công nghiệp có đặc tính phát sinh nước thải tương đồng.

Nguồn tư liệu và dữ liệu

• Báo cáo ĐTM đã được phê duyệt của 195 KCN đang hoạt động trên phạm vi cả nước.
• Dữ liệu vận hành hạ tầng, tỷ lệ lấp đầy và lưu lượng xả thải thực tế của 114 KCN lấp đầy từ 80% trở lên.
• Hồ sơ kỹ thuật, số liệu hóa đơn tiêu thụ nước cấp và đo đạc lưu lượng nước thải của 11 KCN trên địa bàn tỉnh Đồng Nai trong chuỗi thời gian 5 năm (2012 - 2016).
• Số liệu đo đạc thực địa chi tiết tại từng nhà máy thuộc KCN Long Thành và KCN Nhơn Trạch III GĐ2.
• Chuỗi dữ liệu kiểm chứng tại 02 KCN độc lập: KCN VSIP II và KCN VSIP IIA (Bình Dương).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: KCN và nước thải KCN ở Việt Nam

Chương 1 tổng thuật thực trạng phát triển KCN, đặc điểm hệ thống thoát nước và cơ chế ĐTM tại Việt Nam. Tính đến tháng 8/2016, cả nước có 318 KCN với tổng diện tích 57,9 ngàn ha đất tự nhiên; trong đó 216 KCN đi vào hoạt động, thu hút 6.160 dự án FDI (vốn đăng ký 95 tỷ USD) và 269 dự án hạ tầng trong nước. Phân bố KCN tập trung cao nhất tại vùng Đông Nam Bộ (33% với 105 KCN), tiếp đến là Đồng bằng sông Hồng (25% với 79 KCN) và Tây Nam Bộ (16% với 51 KCN).

Về thoát nước và xử lý nước thải, cả nước có 189/216 KCN đang hoạt động đã đầu tư trạm XLNTTT (đạt 87,5%), tổng công suất thiết kế đạt 720 ngàn $m^3/ngđ$. Tuy nhiên, công tác vận hành bộc lộ nhiều bất cập: KCN Cầu Nghìn (Thái Bình) phát sinh hơn 1.000 $m^3/ngđ$ chưa có trạm XLNTTT; KCN An Hạ (TP.HCM) xây dựng trạm công suất 2.000 $m^3/ngđ$ nhưng thiếu nguồn thải; KCN Hòa Bình (Kon Tum) xây trạm nhưng không có mạng lưới thu gom. Khảo sát tại KCN Đức Hòa 1 (Long An) trong 3 tháng (5-7/2016) trên 41 doanh nghiệp cho thấy tổng lượng nước thải thu gom chỉ bằng 1/3 lượng nước cấp; nhiều doanh nghiệp có tỷ lệ nước thải/nước cấp biến động bất thường như 4 doanh nghiệp vượt 80% (Jianon Biotech, Phú Tường, Tacheng, TSC), 16 doanh nghiệp nhỏ hơn hoặc bằng 20%, và 3 doanh nghiệp vượt quá 100% (Chemtex Cord, Đồng Xanh, Jianon Biotech). Bảng dưới đây tóm tắt định mức sử dụng nước của một số ngành công nghiệp điển hình được tác giả tổng hợp:

Ngành công nghiệp	Định mức sử dụng nước theo sản phẩm	Ghi chú nguồn tài liệu
Chế biến thủy sản	3 - 40 $m^3$/tấn sản phẩm (tối ưu khoảng 30 $m^3$/tấn)	Seaqip/Seafish (2003); Chi cục BVMT TP.HCM (2011)
Giết mổ heo	2,05 - 3,0 $m^3$/tấn heo sống	Đề tài Tân Phú Trung (2006)
Giấy và bột giấy	20 - 60 $m^3$/tấn (khi có CP); 150 - 300 $m^3$/tấn (chưa CP)	Hợp phần VN - Đan Mạch; ENTEC (2009)
Vải cotton dệt nhuộm	80 - 240 $m^3$/tấn sản phẩm	Trung tâm Sản xuất sạch Việt Nam (2007)
Sản xuất bia	0,4 - 1,0 $m^3$/100 lít bia (vận hành tốt)	Trung tâm Sản xuất sạch Việt Nam (2007)
Chế biến mủ cao su	9,18 - 16,30 $m^3$/tấn mủ cao su	Khảo sát 4 nhà máy tại Đồng Nai (2009)

Đánh giá cơ sở pháp lý và kỹ thuật trong ĐTM, tác giả phân tích các bất cập:

• TCXDVN 33:2006 quy định định mức cấp nước 45 $m^3/ha.ngđ$ cho ngành thực phẩm, bia, dệt, giấy và 22 $m^3/ha.ngđ$ cho các ngành khác, nhưng không nêu rõ tính theo diện tích toàn khu hay diện tích nhà máy, đồng thời tính nước thải thông qua hệ số 80% hoặc 100% dẫn đến sai số kép.
• TCXDVN 7957:2008 đưa ra công thức $Q = q \times F$ với $q$ chia 3 mức (ít nước thải: 15 - 25 $m^3/ha.ngđ$; trung bình: 30 - 40 $m^3/ha.ngđ$; nhiều nước thải: 50 - 70 $m^3/ha.ngđ$), chênh lệch giá trị lớn nhất và nhỏ nhất lên tới 4,6 lần nhưng không có hướng dẫn định danh ngành nghề thuộc mức nào.
• Thông tin đầu vào tại thời điểm lập ĐTM chỉ có diện tích quy hoạch các phân khu chức năng (đất công nghiệp thường chiếm không quá 70%, cây xanh tối thiểu 10%, hạ tầng kỹ thuật khoảng 20%), không có số liệu về quy mô công suất sản phẩm hay lượng nguyên liệu của doanh nghiệp thứ cấp.

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết đối tượng nghiên cứu và quy trình triển khai các phương pháp thực nghiệm. Luận án lựa chọn 11 KCN tại tỉnh Đồng Nai giai đoạn 2012 - 2016 nhờ địa phương này dẫn đầu cả nước về phát triển KCN và có hệ thống dữ liệu quản lý hoàn chỉnh.

Hai KCN đại diện được chọn khảo sát đo đạc thực tế gồm:

1. KCN Long Thành: Quy mô diện tích đất công nghiệp cho thuê lớn, tập hợp đa dạng các ngành nghề như hóa chất, dược phẩm, dệt, nhuộm, may mặc, da giày, cơ khí, điện tử, sản phẩm gỗ.
2. KCN Nhơn Trạch III GĐ2: Mang tính chất KCN hỗ trợ, tập trung các ngành cơ khí, bao bì, vật liệu xây dựng, hóa chất, may mặc.

Quy trình khảo sát tại hai KCN này được thực hiện bằng việc đo lưu lượng tại hố ga đấu nối từng nhà máy bằng công thức thủy lực Manning, đối chiếu hóa đơn tiêu thụ nước cấp để xác định tỷ lệ chuyển đổi nước thải/nước cấp. Đường biên cân bằng nước KCN được xác lập chặt chẽ bao gồm toàn bộ các nguồn cấp (nước máy KCN, nước ngầm tự khai thác) và các đường thất thoát (bốc hơi tháp giải nhiệt, ngấm sản phẩm, tưới cây, rò rỉ mạng lưới). Dữ liệu sau đó được xử lý trên máy tính để loại bỏ sai số thống kê, tính toán chỉ số $RMSE$ để so sánh các mô hình dự báo và phân tích thành phần chính (PCA) nhằm gom nhóm các ngành có tính chất phát sinh nước thải đồng nhất.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả phân tích định lượng của luận án qua các nội dung chính:

1. Đánh giá sai số các phương pháp dự báo ĐTM hiện hành: Khảo sát 114 KCN hoạt động có tỷ lệ lấp đầy từ 80% trở lên trên toàn quốc, tác giả so sánh lưu lượng nước thải dự báo trong ĐTM và lưu lượng thực tế vận hành. Kết quả phân tích chỉ số sai số toàn phương trung bình quân phương ($RMSE$) và tỷ lệ nước thải dự báo/thực tế cho thấy:

• Nhóm dự báo theo TCXDVN 7957:2008 và nhóm theo TCXDVN 33:2006 đều có giá trị $RMSE$ rất lớn, lượng nước thải dự báo thường cao hơn thực tế từ 1,5 đến hơn 3 lần, dẫn đến việc thiết kế trạm XLNTTT dư thừa công suất nghiêm trọng.
• Nhóm báo cáo ĐTM không nêu rõ căn cứ dự báo có sai số dao động lớn nhất, phụ thuộc hoàn toàn vào cảm tính của đơn vị tư vấn.

2. Nghiên cứu cân bằng nước tại KCN Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2: Tính toán cân bằng nước chi tiết cho từng nhà máy thuộc 13 nhóm ngành công nghiệp tại 02 KCN này đã xác định được tỷ lệ nước thải/nước cấp thực tế và hệ số phát sinh nước thải theo diện tích chiếm đất của từng ngành:

• Ngành nhuộm, dệt, thực phẩm, hóa chất có lượng phát sinh nước thải trên một đơn vị diện tích cao nhất.
• Ngành may mặc, sản phẩm đồ gỗ, bao bì, cơ khí và vật liệu xây dựng có lượng nước thải phát sinh thấp, chủ yếu là nước thải sinh hoạt của công nhân và vệ sinh nhà xưởng.
• Tỷ lệ nước thải/nước cấp trung bình của 8 nhóm ngành chính tại KCN Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2 không đạt mức 80% như quy định tại Nghị định 80/2014/NĐ-CP, mà biến thiên mạnh từ 20% đến 75% tùy thuộc vào công đoạn sản xuất (do lượng nước ngấm vào sản phẩm, bay hơi qua lò hơi, làm mát hoặc tưới rửa thất thoát).

3. Xây dựng hệ số phát sinh nước thải và phương trình hồi quy: Phân tích chuỗi số liệu 5 năm (2012 - 2016) của 11 KCN tỉnh Đồng Nai kết hợp phương pháp phân tích thành phần chính (PCA), luận án phân chia các ngành công nghiệp thành các nhóm có mức độ phát sinh nước thải tương đồng. Tác giả xác lập hệ số phát sinh nước thải trung bình ($m^3/ha.ngđ$) theo diện tích đất cho từng ngành, đồng thời thiết lập phương trình hồi quy tương quan tuyến tính giữa diện tích đất công nghiệp quy hoạch ($F_i$, đơn vị $ha$) và lưu lượng nước thải phát sinh ($Q_i$, đơn vị $m^3/ngđ$).

4. Thiết lập công thức tổng hợp dự báo lượng nước thải KCN: Lượng nước thải phát sinh toàn KCN ($Q_{KCN}$) được tổng hợp từ lưu lượng dự báo của từng ngành công nghiệp theo diện tích quy hoạch phân khu: $$Q_{KCN} = \sum_{i=1}^n Q_i = \sum_{i=1}^n (q_i \times F_i) \quad \text{hoặc} \quad Q_{KCN} = \sum_{i=1}^n f(F_i)$$ Trong đó $F_i$ là diện tích đất công nghiệp dành cho ngành công nghiệp thứ $i$; $q_i$ là hệ số phát sinh nước thải chuẩn hóa của ngành $i$; $f(F_i)$ là hàm hồi quy tương quan tương ứng.

5. Kiểm chứng kết quả dự báo: Áp dụng công thức và bộ hệ số xây dựng được để tính toán thử nghiệm dự báo lượng nước thải cho 02 KCN độc lập tại tỉnh Bình Dương là KCN VSIP II và KCN VSIP IIA. So sánh giá trị dự báo với lượng nước thải xả thải thực tế quan trắc được tại hai KCN này cho thấy sai số giữa tính toán và thực tế rất nhỏ, đồ thị lưu lượng tính toán bám sát lưu lượng thực tế qua các năm, chứng minh tính phù hợp và độ tin cậy của phương pháp dự báo mới.

Kết quả và những đóng góp mới

Các đóng góp mới về mặt lý luận và thực tiễn của luận án gồm:

1. Đóng góp về lý luận và phương pháp luận:

• Tổng hợp và chỉ ra một cách có hệ thống các sai số kỹ thuật của các phương pháp dự báo lượng nước thải KCN đang được áp dụng trong báo cáo ĐTM tại Việt Nam theo các quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành (TCXDVN 33:2006, TCXDVN 7957:2008).
• Lần đầu tiên tại Việt Nam, luận án áp dụng phương pháp phân tích cân bằng nước kết hợp công cụ thống kê đa biến (phân tích thành phần chính PCA, phân tích tương quan hồi quy) để xác lập cơ sở khoa học dự báo lượng nước thải KCN dựa trên diện tích đất công nghiệp phân bổ cho từng ngành nghề, giải quyết hạn chế thiếu hụt thông tin sản lượng đầu vào tại thời điểm lập ĐTM.

2. Đóng góp về mặt thực tiễn:

• Xây dựng được bộ hệ số phát sinh nước thải ($m^3/ha.ngđ$) và hệ thống phương trình hồi quy dự báo lưu lượng nước thải cho các ngành công nghiệp chủ yếu trong KCN tại Việt Nam.
• Cung cấp công cụ tính toán dự báo có độ chính xác cao đã được kiểm chứng độc lập tại các KCN tỉnh Bình Dương (VSIP II, VSIP IIA), giúp chủ đầu tư hạ tầng KCN lựa chọn đúng quy mô công suất và phân kỳ đầu tư trạm XLNTTT.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất:

• Đề nghị Bộ Xây dựng và Bộ Tài nguyên và Môi trường rà soát, điều chỉnh sửa đổi các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong TCXDVN 7957:2008 và TCXDVN 33:2006 liên quan đến tiêu chuẩn nước thải KCN theo hướng phân định rõ hệ số theo diện tích đất của từng ngành nghề công nghiệp cụ thể.
• Cơ quan quản lý nhà nước về ĐTM (Bộ TN&MT, UBND cấp tỉnh) cần sử dụng bộ hệ số và phương pháp tính toán của luận án làm căn cứ kỹ thuật phục vụ công tác thẩm định, phê duyệt báo cáo ĐTM các dự án đầu tư xây dựng hạ tầng KCN.
• Các công ty phát triển hạ tầng KCN cần tăng cường kiểm soát đồng hồ đo lưu lượng nước thải đấu nối tại từng doanh nghiệp thứ cấp và quản lý chặt chẽ hiện tượng nước mưa chảy vào hệ thống thu gom nước thải tập trung.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Chuỗi số liệu khảo sát chuyên sâu và đo đạc cân bằng nước chi tiết chủ yếu tập trung tại địa bàn tỉnh Đồng Nai (11 KCN, trọng tâm là KCN Long Thành và KCN Nhơn Trạch III GĐ2), đại diện cho vùng kinh tế trọng điểm phía Nam; chưa bao phủ toàn diện các KCN đặc thù gắn với chế biến nông lâm thủy sản tại Đồng bằng sông Cửu Long hoặc các tỉnh miền Trung, miền Bắc.
• Hệ số phát sinh nước thải được xây dựng theo mặt bằng trình độ công nghệ sản xuất phổ biến trong giai đoạn 2012 - 2016; khi công nghệ sản xuất sạch hơn hoặc tự động hóa thay đổi trong tương lai, các định mức này cần được cập nhật.

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Mở rộng phạm vi điều tra, đo đạc cân bằng nước tại các KCN thuộc các vùng kinh tế khác trên cả nước để hoàn thiện ngân hàng dữ liệu phát thải cấp quốc gia.
• Nghiên cứu cập nhật hệ số phát sinh nước thải theo xu hướng chuyển đổi mô hình KCN sinh thái, tái sử dụng tuần hoàn nước thải trong nội bộ KCN.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho các nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Khoa học môi trường, Quản lý môi trường, Kỹ thuật hạ tầng đô thị và công nghiệp: Tham khảo phương pháp luận phân tích cân bằng nước KCN, kỹ thuật đo đạc thủy lực đường cống thu gom và ứng dụng thống kê đa biến (PCA, hồi quy) trong dự báo môi trường.
• Đơn vị tư vấn lập báo cáo ĐTM và chủ đầu tư hạ tầng KCN: Sử dụng trực tiếp bộ hệ số phát sinh nước thải theo ngành và công thức dự báo để xác định công suất trạm XLNTTT tối ưu, tránh lãng phí vốn đầu tư và bảo đảm tính khả thi kỹ thuật.
• Cơ quan quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường (Cục Thẩm định và Đánh giá tác động môi trường thuộc Bộ TN&MT, Sở TN&MT các tỉnh, Ban quản lý các KCN): Sử dụng làm công cụ chuẩn hóa trong công tác thẩm định nội dung ĐTM và kiểm tra, giám sát tuân thủ quy chuẩn môi trường KCN.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao các báo cáo ĐTM dự án hạ tầng KCN ở Việt Nam không thể dự báo nước thải dựa trên công suất sản phẩm của doanh nghiệp?

Tại thời điểm lập báo cáo ĐTM cho dự án xây dựng cơ sở hạ tầng KCN, dự án mới ở giai đoạn nghiên cứu khả thi và chuẩn bị mặt bằng. Các nhà đầu tư thứ cấp chưa đăng ký hoặc chưa vào hoạt động nên không có dữ liệu về công nghệ cụ thể, quy mô công suất tính theo sản phẩm hay khối lượng tiêu thụ nguyên liệu. Thông tin kỹ thuật duy nhất có sẵn là quy hoạch phân khu chức năng và diện tích đất công nghiệp ($ha$) dự kiến thu hút đầu tư cho từng ngành nghề. Do đó, phương pháp dự báo bắt buộc phải dựa trên diện tích đất của các ngành công nghiệp.

2. Sự khác biệt cơ bản về quản lý nước thải KCN giữa Việt Nam và các nước phát triển là gì?

Ở các nước phát triển, từng cơ sở sản xuất trong KCN tự chịu trách nhiệm xử lý toàn bộ nước thải của mình đạt quy chuẩn trước khi thải ra môi trường, nên không có mô hình thu gom và trạm XLNTTT chung cho cả KCN. Tại Việt Nam, pháp luật quy định KCN phải áp dụng mô hình thoát nước riêng và xử lý nước thải 02 cấp: cơ sở xử lý sơ bộ tại chỗ, sau đó đấu nối vào mạng lưới thu gom chung để tiếp tục xử lý tập trung tại trạm XLNTTT của KCN trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

3. Những bất cập chính của TCXDVN 7957:2008 khi áp dụng dự báo nước thải KCN là gì?

TCXDVN 7957:2008 đưa ra công thức $Q = q \times F$, trong đó tiêu chuẩn nước thải $q$ chia thành 3 dải: ít nước thải (15 - 25 $m^3/ha.ngđ$), trung bình (30 - 40 $m^3/ha.ngđ$), và nhiều nước thải (50 - 70 $m^3/ha.ngđ$). Tiêu chuẩn này không hướng dẫn định danh ngành công nghiệp nào thuộc mức nào, khiến việc áp dụng mang tính suy đoán chủ quan; khoảng cách giữa giá trị lớn nhất (70) và nhỏ nhất (15) gấp tới 4,6 lần, gây ra sai số $RMSE$ rất lớn khi so sánh với thực tế.

4. Tại sao tỷ lệ nước thải/nước cấp tại KCN Đức Hòa 1 lại có nhiều biến động bất thường (vượt 80% hoặc nhỏ hơn 20%)?

Qua khảo sát 41 doanh nghiệp tại KCN Đức Hòa 1, tác giả xác định các nguyên nhân kỹ thuật và quản lý: (1) một số doanh nghiệp xả trộm nước thải chưa qua xử lý ra ngoài môi trường không qua đồng hồ thu gom; (2) không vận hành trạm xử lý sơ bộ; (3) doanh nghiệp khai thác thêm nguồn nước ngầm tự khoan bên ngoài mà công ty hạ tầng không kiểm soát được; (4) hệ thống thoát nước cục bộ quản lý kém, để nước mưa chảy tràn hòa lẫn vào đường ống nước thải làm lưu lượng tăng vọt trong mùa mưa.

Kết luận

Luận án của tác giả Phạm Thanh Tuấn đã giải quyết trọn vẹn vấn đề bất cập giữa lý thuyết dự báo trong báo cáo ĐTM và thực tế phát sinh nước thải tại các KCN ở Việt Nam. Bằng việc phối hợp phương pháp cân bằng nước thực nghiệm và công cụ phân tích thống kê đa biến trên tập dữ liệu diện rộng, luận án đã xác lập thành công hệ số phát sinh nước thải theo diện tích đất cho các ngành công nghiệp chủ chốt. Công trình cung cấp cơ sở khoa học tin cậy giúp nâng cao chất lượng thẩm định ĐTM, tối ưu hóa công suất trạm xử lý nước thải tập trung và phục vụ công tác quản lý môi trường KCN tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Kể từ khi Khu công nghiệp (KCN) đầu tiên ở Việt Nam là Khu chế xuất (KCX) Tân Thuận1 được hình thành năm 1991, gần 3 thập kỷ qua, Việt Nam đã dần hình thành và phát triển các KCN trên địa bàn hầu hết các tỉnh trong cả nước. Tính đến tháng 8 năm 2016, đã có 318 KCN được hình thành, trong đó có 216 KCN đã đi vào hoạt động [26, 44]. Cho đến nay, có đến trên 50% giá trị công nghiệp, 53% giá trị kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam được hình thành từ các KCN và sẽ còn tiếp tục tăng trong các năm tiếp theo [43]. Trong tương lai gần, số lượng KCN vẫn sẽ tiếp tục tăng nhanh theo quy hoạch phát triển đã được phê duyệt.

Hiệu quả về kinh tế - xã hội của các KCN là không thể phủ nhận. Nhưng bên cạnh đó, vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải phát sinh từ KCN, đặc biệt là nước thải KCN, cũng nhận được sự quan tâm của không chỉ cơ quan nhà nước về bảo vệ môi trường mà còn của đông đảo tầng lớp nhân dân trong xã hội [55, 42]. Pháp luật về bảo vệ môi trường của Việt Nam có quy định cụ thể đối với bảo vệ môi trường KCN như sau: (1) Nước thải KCN phải được xử lý 02 cấp. Sau khi được xử lý cục bộ tại trạm xử lý của từng nhà máy, nước thải sẽ được đấu nối vào mạng lưới thu gom chung của KCN và được tiếp tục xử lý tại trạm xử lý nước thải tập trung (XLNTTT) trước khi thải ra môi trường [5, 12].

Pháp luật về bảo vệ môi trường cũng yêu cầu trong nội dung báo cáo ĐTM phải có dự kiến/dự báo quy mô, công suất của trạm XLNTTT và quy mô, công suất này có tính pháp lý, bắt buộc chủ dự án phải thực hiện khi triển khai xây dựng KCN. Chủ đầu tư KCN sẽ bị xử phạt nếu không xây dựng đúng quy mô, công suất 1 Khu chế xuất về bản chất là khu công nghiệp, chỉ khác là 100% sản phẩm được xuất khẩu. 2 ĐTM là công cụ dự báo. Theo định nghĩa tại Điều 3 Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 thì ĐTM là “việc phân tích, dự báo tác động đến môi trường của dự án đầu tư cụ thể để đưa ra biện pháp bảo vệ môi trường khi triển khai dự án đó”.

9 z trạm XLNTTT đã được phê duyệt. Như vậy, quy mô, công suất trạm XLNTTT được dự báo trong báo cáo ĐTM là căn cứ pháp lý để triển khai thực tế của KCN. Kết quả dự báo lượng nước thải trong báo cáo ĐTM có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn công suất và diện tích xây dựng của trạm XLNTTT của KCN. Nếu dự báo không chính xác sẽ dẫn đến gây hậu quả như sau: - Nếu khối lượng nước thải dự báo thấp hơn thực tế sẽ vượt quá công suất xử lý của trạm XLNTTT, không đảm bảo cho quá trình xử lý nước thải, gây ô nhiễm môi trường; - Nếu khối lượng nước thải dự báo cao hơn thực tế sẽ lãng phí trong đầu tư xây dựng, quản lý và vận hành trạm XLNTTT.

Trong trường hợp trạm xử lý nước thải có công suất quá lớn so với nước thải đầu vào thực tế, trạm xử lý cũng không thể vận hành hiệu quả vì lý do kỹ thuật. Trên thực tế, trong thời gian khoảng 05 năm trở lại đây, tình trạng KCN đã xây dựng xong hệ thống XLNTTT nhưng lại không có đủ nước thải để vận hành ổn định diễn ra khá phổ biến. Nguyên nhân của vấn đề này liệu có thể được xác định là do phương pháp dự báo lượng nước thải KCN được áp dụng trong các báo cáo ĐTM dự án xây dựng cơ sở hạ tầng KCN ở Việt Nam còn thiếu chính xác và không phù hợp với thực tế? Theo định hướng phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam trong các năm tới đây, việc hình thành và phát triển các khu sản xuất, kinh doanh, dịch vụ tập trung, trong đó có loại hình KCN vẫn là xu hướng chủ đạo. Do đó, việc nghiên cứu, đề xuất phương pháp dự báo nước thải KCN có tính chính xác cao là yêu cầu cấp thiết để bảo vệ môi trường.

Vì vậy, đề tài luận án “Cơ sở dự báo lượng nước thải phục vụ đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng khu công nghiệp trong điều kiện Việt Nam” được thực hiện sẽ góp phần dự báo khối lượng nước thải KCN phát sinh trong tương lai, giúp tiết kiệm chi phí xây dựng và vận hành trạm XLNTTT. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Xác định hiệu quả của các phương pháp dự báo lượng nước thải đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM dự án xây dựng cơ sở hạ tầng KCN tại Việt Nam. - Xác định cơ sở khoa học dự báo lượng nước thải KCN phục vụ công tác đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN phù hợp với điều kiện Việt Nam. Nội dung nghiên cứu - Đánh giá các phương pháp dự báo lượng nước thải KCN đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM ở Việt Nam, so sánh kết quả nước thải KCN dự báo và thực tế để kiểm chứng sai số khi dự báo lượng nước thải KCN trong báo cáo ĐTM; - Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến việc phát sinh nước thải để xác định cơ sở dự báo lượng nước thải KCN; - Xây dựng phương pháp dự báo lượng nước thải KCN phục vụ công tác đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Phương pháp dự báo lượng nước thải KCN đã và đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN của Việt Nam. - 195 KCN đang hoạt động trên phạm vi cả nước đã được phê duyệt báo cáo ĐTM để phân tích số liệu về phát sinh nước thải của toàn KCN. - 114 KCN (trên tổng số 195 KCN đã hoạt động trên phạm vi cả nước nói trên) có tỷ lệ lấp đầy từ 80% trở lên để nghiên cứu và đánh giá tính chính xác của các phương pháp dự báo lượng nước thải đã được áp dụng trong ĐTM dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN; - 11 KCN thuộc tỉnh Đồng Nai có đầy đủ số liệu trong khoảng thời gian 05 năm (2012 - 2016) để xây dựng phương pháp dự báo lượng nước thải KCN; - 02 KCN Long Thành và Nhơn Trạch III GĐ2 thuộc tỉnh Đồng Nai được lựa chọn là 02 KCN để khảo sát, đo đạc lượng nước thải phát sinh thực tế của từng nhà máy để tính toán cân bằng nước và xác định các yếu tố ảnh hưởng đến việc phát 11 z sinh nước thải KCN. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng quan và thu thập số liệu; - Phương pháp điều tra, phỏng vấn; - Phương pháp khảo sát và đo đạc thực tế; - Phương pháp tính toán cân bằng nước; - Phương pháp xử lý số liệu thống kê với sự hỗ trợ của phần mềm máy tính.

Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và điểm mới của luận án 6. Ý nghĩa khoa học Kết quả luận án sẽ cung cấp cơ sở và công cụ khoa học cho việc dự báo lượng nước thải KCN trong ĐTM dự án xây dựng cơ sở hạ tầng KCN nói riêng và cho khoa học ĐTM nói chung. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần dự báo chính xác khối lượng nước thải phát sinh trong KCN ngay từ giai đoạn phê duyệt đầu tư dự án. Điều này một mặt sẽ tránh lãng phí trong đầu tư xây dựng và vận hành hệ thống XLNTTT của KCN, mặt khác nâng cao hiệu quả hoạt động và xử lý của các trạm XLNTTT của KCN, qua đó làm giảm khả năng gây ô nhiễm môi trường do nước thải KCN.

Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần giúp cho các cơ quan quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường trong thẩm định, phê duyệt báo cáo ĐTM và điều chỉnh chính sách liên quan đến quản lý nước thải KCN. Điểm mới của luận án - Tổng hợp các phương pháp dự báo lượng nước thải phát sinh tại KCN đang được áp dụng trong các báo cáo ĐTM dự án xây dựng cơ sở hạ tầng KCN tại Việt Nam. - Xây dựng và kiểm chứng các phương pháp và hệ số dự báo lượng nước thải phát sinh tại KCN cho các ngành công nghiệp chủ yếu để định hướng phục vụ cho ĐTM dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng KCN trong điều kiện Việt Nam. KCN và nước thải KCN ở Việt Nam 1.

Thực trạng đầu tư và phát triển các KCN ở Việt Nam Như đã đề cập, khái niệm về KCN tại Việt Nam đã được hình thành từ năm 1991 với KCN đầu tiên của Việt Nam là KCX Tân Thuận. Kể từ thời điểm đó, nhận thức về KCN đã dần được hình thành và phát triển rõ ràng hơn. Theo văn bản pháp quy mới nhất về KCN là Nghị định số 29/2008/NĐ-CP ngày 14 tháng 3 năm 2008 của Chính phủ, được sửa đổi, bổ sung tại Nghị định số 164/2013/NĐ-CP ngày 12 tháng 11 năm 2013, KCN được định nghĩa là khu chuyên sản xuất hàng công nghiệp và thực hiện các dịch vụ cho sản xuất công nghiệp, có ranh giới địa lý xác định, được thành lập theo điều kiện, trình tự và thủ tục quy định pháp luật. KCX được định nghĩa là KCN chuyên sản xuất hàng xuất khẩu, thực hiện dịch vụ cho sản xuất hàng xuất khẩu và hoạt động xuất khẩu [11].

Bên cạnh đó, Việt Nam còn có loại hình cụm công nghiệp, là một dạng KCN ở quy mô nhỏ (thường dưới 70 ha) và không có hệ thống hạ tầng kỹ thuật hoàn chỉnh như KCN. Trong các quy định của pháp luật và các tài liệu, nghiên cứu có liên quan khác, trừ khi được chỉ rõ, thuật ngữ “khu công nghiệp” và “khu chế xuất” thường được gọi chung là KCN. Trong luận án này, thuật ngữ KCN cũng được sử dụng chung cho KCN và KCX, không bao gồm loại hình cụm công nghiệp.