Tổng quan nghiên cứu

Khai thác và chế biến sứa biển tại tỉnh Quảng Ninh đã trở thành ngành kinh tế mũi nhọn mang lại nguồn thu nhập vượt bậc cho ngư dân các vùng hải đảo. Trong giai đoạn 2007 - 2011, toàn tỉnh ghi nhận hơn 4.229 tàu thuyền tham gia đánh bắt với sản lượng thành phẩm năm 2010 đạt khoảng 15.000 tấn, mang lại giá trị xuất khẩu ước tính 339,5 tỷ đồng. Riêng tại huyện Vân Đồn, sản lượng chế biến sứa năm 2011 đạt 3.000 tấn, chiếm 94,12% tổng sản lượng chế biến thủy sản toàn huyện và đem về doanh thu 125 tỷ đồng. Tuy nhiên, sự phát triển bùng nổ mang tính tự phát của 86 cơ sở sơ chế sứa trên toàn tỉnh, trong đó có 41 xưởng tập trung tại huyện Vân Đồn, đã tạo ra sức ép nặng nề lên chất lượng môi trường biển ven bờ.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá toàn diện hiện trạng công nghệ sản xuất, đặc tính xả thải và mức độ ô nhiễm môi trường nước tại các cơ sở sơ chế sứa thuộc hai xã đảo Minh Châu và Quan Lạn, huyện Vân Đồn. Từ việc phân tích các chỉ tiêu hóa lý thực nghiệm so với các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, luận văn làm rõ mối tương quan giữa hoạt động chế biến theo mùa vụ và nguy cơ suy thoái môi trường sống của các loài thủy sinh quý hiếm như sá sùng, tu hài. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài thể hiện qua việc cung cấp hệ thống dữ liệu định lượng tin cậy, đóng góp luận cứ khoa học chuẩn xác nhằm hỗ trợ cơ quan quản lý ban hành các chính sách quy hoạch vùng chế biến tập trung, cân bằng giữa phát triển kinh tế biển và bảo tồn đa dạng sinh học theo Quyết định số 742/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết đánh giá chất lượng nước dựa trên hệ thống chỉ thị hóa lý và sinh học môi trường thủy vực của Kolkwitz - Marson kết hợp thang phân loại ô nhiễm của Sládeček. Cơ chế phát tán chất ô nhiễm và khả năng tự làm sạch của môi trường biển ven bờ dưới tác động của chế độ nhật triều vịnh Bái Tử Long tạo nền tảng lý luận để phân tích diễn biến chất lượng nước.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt được chuẩn hóa bao gồm: Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), Nhu cầu oxy hóa học (COD), Tổng chất rắn lơ lửng (TSS), Oxy hòa tan (DO) và nồng độ ion Cl-. Khung tham chiếu đánh giá mức độ ô nhiễm được căn cứ trực tiếp vào hai văn bản quy chuẩn môi trường bắt buộc: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước biển ven bờ (QCVN 10:2008/BTNMT) với ngưỡng DO tối thiểu cho đời sống thủy sinh là 5,0 mg/l và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với nước thải chế biến thủy sản (QCVN 11:2008/BTNMT) với giới hạn BOD5 ở mức 50 mg/l, COD ở mức 80 mg/l và TSS ở mức 100 mg/l.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp chọn mẫu phân tầng kết hợp không gian và thời gian triều cường. Tổng cỡ mẫu quan trắc thực địa gồm 72 mẫu nước biển ven bờ được thu thập tại 4 cụm vị trí thuộc 2 xã Minh Châu và Quan Lạn (gồm 2 khu vực gần xưởng sứa và 2 khu vực đối chứng không có xưởng). Mẫu được lấy theo 2 mặt cắt ngang và dọc với cự ly từ 6 m đến 50 m tính từ mép bờ, lặp lại qua 3 đợt thu mẫu: trước mùa vụ, cao điểm mùa vụ và sau khi kết thúc vụ chế biến 01 tháng. Đồng thời, 9 mẫu nước thải trực tiếp tại cửa xả của các xưởng sản xuất được lấy định kỳ 1 tháng/lần trong suốt vụ mùa kéo dài 3 tháng.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm chuẩn hóa nhằm đảm bảo tính pháp lý và độ tin cậy tuyệt đối: thông số pH đo theo TCVN 6492:2011, TSS phân tích theo TCVN 6625:2000, BOD5 xác định theo TCVN 6001:2008 và COD theo TCVN 6491:1999 tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Khoa học và Sản xuất giống thủy sản Quảng Ninh. Bên cạnh đó, tác giả tiến hành điều tra xã hội học qua 22 phiếu phỏng vấn sâu cán bộ quản lý cấp huyện, xã và khảo sát thống kê kỹ thuật tại 86 cơ sở sơ chế sứa trên toàn địa bàn tỉnh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nước thải sơ chế sứa có mức độ ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng vượt ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật nhiều lần. Kết quả phân tích 9 mẫu nước thải tại các xưởng thuộc xã Minh Châu và Quan Lạn cho thấy hàm lượng TSS dao động từ 200 mg/l đến 230 mg/l (trung bình 213 - 221 mg/l), vượt quy chuẩn QCVN 11:2008/BTNMT hơn 2,1 lần. Nồng độ BOD5 ghi nhận từ 160 mg/l đến 200 mg/l (trung bình 175 - 194,6 mg/l), vượt giới hạn cho phép từ 3,5 đến 3,89 lần. Chỉ số COD dao động trong khoảng 190 - 250 mg/l (trung bình 200 - 241 mg/l), vượt chuẩn từ 2,5 đến 3,01 lần.

Thứ hai, tải lượng chất thải phát sinh từ các xưởng chế biến vượt quá năng lực tiếp nhận cục bộ. Mỗi ngày, một xưởng sứa công suất trung bình 25 - 35 tấn nguyên liệu xả thải từ 16 m3 đến 80 m3 nước rửa nhớt và nước vệ sinh; cuối vụ tháo xả khoảng 80 - 150 m3 nước ngâm mặn đậm đặc. Lượng chất thải rắn sinh hoạt từ 60 - 80 công nhân mỗi xưởng đạt 0,4 - 0,6 kg/người/ngày, cộng với khoảng 300 kg phế phẩm hữu cơ mỗi ngày.

Thứ ba, tỷ lệ cơ sở vi phạm quy chuẩn quản lý môi trường ở mức báo động. Toàn tỉnh có 85/86 xưởng (chiếm 98,8%) sản xuất ở quy mô hộ gia đình, 87% xưởng xả nước thải trực tiếp ra biển không qua xử lý. Khoảng 85% cơ sở không có biện pháp thu gom chất thải rắn, 100% xưởng không có giấy phép xả thải vào nguồn nước và 100% không thực hiện quan trắc định kỳ.

Thứ tư, môi trường nước biển ven bờ khu vực mở vẫn duy trì độ sạch nhờ động lực biển, nhưng đã xuất hiện dấu hiệu gia tăng độ mặn cục bộ. Hàm lượng DO ven bờ dao động từ 5,2 mg/l đến 5,8 mg/l, pH đạt 6,9 - 7,9 nằm trong ngưỡng an toàn của QCVN 10:2008/BTNMT. Tuy nhiên, hàm lượng Cl- tại các điểm gần xưởng sứa tăng lên mức 27,6 - 30,8 mg/l trong giai đoạn cao điểm do lượng muối mỏ thất thoát trong quá trình sơ chế.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến ô nhiễm hữu cơ bắt nguồn từ công nghệ sản xuất bán thủ công dùng tỷ lệ ngâm 100 phần sứa với 10 phần muối và 1 phần phèn chua. Quá trình quay nhớt từ 6 đến 10 tiếng giải phóng một lượng lớn dịch protein, chất nhầy và biểu mô sứa vào dòng nước rửa. Việc 35/86 xưởng không có hệ thống thoát sàn vào bể tự hoại khiến nước thải sinh hoạt hòa lẫn trực tiếp với dòng thải sản xuất.

Dữ liệu quan trắc được minh họa trực quan qua biểu đồ cột so sánh thông số TSS, BOD5 và COD giữa các đợt thu mẫu với ngưỡng giới hạn của QCVN 11:2008/BTNMT. Kết quả phản ánh rõ sự đối lập giữa điểm xả thải trực tiếp và vùng nước biển ven bờ. Mặc dù chế độ nhật triều với biên độ 3,5 - 4,8 m cùng dòng chảy ven bờ 0,25 - 0,4 m/s giúp pha loãng nhanh chất ô nhiễm ngoài lạch sâu, nhưng tại các vụng biển kín gió ở Minh Châu và Quan Lạn, sự tích tụ hữu cơ đáy đe dọa trực tiếp đến bãi sinh sản của loài sá sùng quý hiếm.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, quy hoạch đồng bộ mạng lưới cơ sở sơ chế sứa tập trung. Ủy ban nhân dân huyện Vân Đồn cần chủ trì phối hợp với Sở Xây dựng di dời 100% các xưởng sản xuất tự phát nằm rải rác vào 2 khu chế biến thủy sản tập trung xa khu dân cư trước quý 4 năm 2013, kiên quyết đình chỉ hoạt động đối với 14 xưởng xây dựng trái phép trong phân khu bảo vệ nghiêm ngặt của Vườn Quốc gia Bái Tử Long.

Thứ hai, chuẩn hóa quy trình công nghệ xử lý nước thải tại chỗ. Các chủ cơ sở cần phối hợp cùng Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Ninh triển khai lắp đặt hệ thống xử lý nước thải công suất 50 - 80 m3/ngày gồm bể tách rác thô, bể lắng cát, module xử lý sinh học kỵ khí UASB kết hợp hiếu khí Aerotank trong giai đoạn 2013 - 2014, đảm bảo 100% nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 11:2008/BTNMT trước khi xả ra biển.

Thứ ba, siết chặt kỷ cương quản lý nhà nước và thanh tra pháp lý. Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Vân Đồn định kỳ kiểm tra tối thiểu 2 đợt/vụ mùa, bắt buộc 100% cơ sở phải lập cam kết bảo vệ môi trường theo đúng thẩm quyền quy định tại Thông tư 05/2008/TT-BTNMT và hoàn thiện hồ sơ cấp phép xả thải theo Nghị định 34/2005/NĐ-CP, áp dụng mức xử phạt nghiêm khắc theo Nghị định 117/2009/NĐ-CP đối với các hành vi vi phạm.

Thứ tư, áp dụng kỹ thuật sản xuất sạch hơn nhằm tận thu phế phẩm. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn hướng dẫn chuyển giao công nghệ tận dụng toàn bộ nón sứa, dù sứa và óc sứa làm thực phẩm chế biến sâu, giảm lượng chất thải rắn hữu cơ từ 300 kg/ngày xuống dưới 60 kg/ngày/xưởng ngay trong mùa vụ năm 2013.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cán bộ quản lý môi trường và nông nghiệp cấp tỉnh, huyện: Luận văn cung cấp bức tranh toàn cảnh về hiện trạng 86 cơ sở chế biến sứa, làm căn cứ thực tiễn xây dựng quy hoạch không gian biển và quy chế quản lý chất thải làng nghề thủy sản.

Nhóm doanh nghiệp và chủ cơ sở chế biến thủy sản: Tài liệu hướng dẫn chi tiết quy trình công nghệ 5 - 6 công đoạn, định mức sử dụng muối phèn và cung cấp các bản vẽ sơ đồ hệ thống xử lý nước thải chi phí thấp, dễ vận hành tại vùng hải đảo.

Nhóm học viên cao học và nhà nghiên cứu Khoa học Môi trường: Cung cấp nguồn số liệu thứ cấp và sơ cấp chuẩn hóa gồm 72 mẫu nước biển ven bờ, phương pháp luận nghiên cứu sức chịu tải vùng vịnh và kỹ thuật đánh giá tác động môi trường chuyên biệt cho nghề sứa.

Nhóm tổ chức phi chính phủ và chuyên gia bảo tồn biển: Dữ liệu hiện trạng ô nhiễm là tài liệu tham khảo giá trị để xây dựng các dự án bảo tồn hệ sinh thái bãi triều, bảo vệ bãi sá sùng Minh Châu - Quan Lạn và các loài sinh vật đáy trong vịnh Bái Tử Long.

Câu hỏi thường gặp

Hoạt động sơ chế sứa tại Vân Đồn phát sinh những nguồn chất thải chính nào? Nguồn thải chính gồm nước rửa sứa tách nhớt hàng ngày với lưu lượng 16 - 80 m3/xưởng, nước xả bể ngâm muối cuối vụ từ 80 - 150 m3/xưởng, cùng 0,4 - 0,6 kg rác thải sinh hoạt/người/ngày và khoảng 300 kg phế phẩm sứa hữu cơ mỗi ngày từ hoạt động chế biến.

Tại sao nước thải sơ chế sứa lại có chỉ số ô nhiễm hữu cơ cao vượt quy chuẩn? Do quá trình đánh nhớt cơ học từ 6 đến 10 tiếng làm tan rã một lượng lớn dịch hữu cơ và protein của con sứa vào nước biển, đẩy nồng độ BOD5 lên 160 - 200 mg/l và COD lên 190 - 250 mg/l, vượt quy chuẩn xả thải từ 2,5 đến gần 4 lần.

Môi trường nước biển ven bờ tại Minh Châu và Quan Lạn bị ảnh hưởng ở mức độ nào? Nước biển ven bờ vùng mở vẫn duy trì chỉ số DO an toàn từ 5,2 - 5,8 mg/l nhờ khả năng tự làm sạch của thủy triều. Tuy nhiên, tại các điểm sát xưởng chế biến, độ mặn Cl- tăng cục bộ lên 27,6 - 30,8 mg/l do lượng muối mỏ và phèn thoát ra ngoài nguồn nước.

Thực trạng cấp phép và cam kết bảo vệ môi trường của các xưởng sứa ra sao? Toàn bộ 100% các xưởng sứa khảo sát đều chưa có giấy phép xả thải vào nguồn nước tiếp nhận. Có 24 xưởng hoàn toàn không có cam kết bảo vệ môi trường, và 51 xưởng chỉ có xác nhận của cấp xã vốn không đúng thẩm quyền pháp lý theo quy định hiện hành.

Công nghệ nào phù hợp nhất để xử lý nước thải sơ chế sứa tại các xã đảo? Hệ thống xử lý phân tán kết hợp bể lắng cặn cơ học, bể kỵ khí UASB và bể hiếu khí Aerotank sử dụng vật liệu địa phương được đánh giá tối ưu nhất, giúp khử hơn 85% hàm lượng BOD5 và COD mà không đòi hỏi chi phí đầu tư quá cao.

Kết luận

  • Luận văn phân tích toàn diện chuỗi giá trị và tác động môi trường của nghề chế biến sứa tại Vân Đồn với sản lượng đạt 3.000 tấn và doanh thu 125 tỷ đồng năm 2011.
  • Chỉ ra thực trạng ô nhiễm cục bộ nghiêm trọng từ 86 cơ sở chế biến toàn tỉnh với 87% xưởng xả thải trực tiếp, khiến hàm lượng BOD5 và COD trong nước thải vượt quy chuẩn QCVN 11:2008/BTNMT từ 2,5 đến gần 4 lần.
  • Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác từ 72 mẫu nước biển ven bờ và 9 mẫu nước thải tại hai xã Minh Châu và Quan Lạn làm cơ sở đối chiếu khoa học.
  • Đóng góp hệ thống 5 nhóm giải pháp tích hợp từ quy hoạch vùng, hoàn thiện thể chế pháp lý đến chuyển giao công nghệ xử lý nước thải UASB - Aerotank.
  • Đề ra lộ trình hành động giai đoạn 2013 - 2015 nhằm hoàn thiện di dời 100% các cơ sở vi phạm vào khu tập trung, bảo vệ bền vững hệ sinh thái vịnh Bái Tử Long.

Quý độc giả, nhà nghiên cứu và các nhà quản lý hãy khai thác toàn bộ tư liệu trong luận văn để ứng dụng hiệu quả vào công tác bảo vệ môi trường biển và phát triển kinh tế thủy sản bền vững.