Tổng quan nghiên cứu

Sự phát triển của hệ thống làng nghề đóng vai trò then chốt trong quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông thôn Việt Nam. Cả nước có hơn 5.400 làng nghề và làng có nghề đang hoạt động, riêng tỉnh Thanh Hóa tập trung 243 làng nghề, trong đó có 127 làng nghề truyền thống và 116 làng nghề mới. Cụm làng nghề khai thác và chế biến đá tại xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa được hình thành từ năm 2007, quy tụ 72 cơ sở sản xuất kinh doanh với hàng nghìn lao động địa phương. Hoạt động khai thác khoáng sản và chế tác đá ốp lát, đá xây dựng mang lại nguồn thu nhập vượt trội cho người dân so với canh tác thuần nông, nhưng đồng thời làm gia tăng áp lực ô nhiễm môi trường trên địa bàn.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực trạng sản xuất mở rộng ồ ạt nhưng thiếu hạ tầng kỹ thuật bảo vệ môi trường đồng bộ. Bụi đá lơ lửng, tiếng ồn cường độ cao từ trạm nghiền sàng và hàng nghìn tấn bột đá phát sinh trong quá trình cắt xẻ chưa qua xử lý đã xả tràn lan ra mương thủy lợi, gây bồi lắng dòng chảy và ô nhiễm nguồn nước mặt sinh hoạt. Mục tiêu cụ thể của luận văn là điều tra, quan trắc và đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường không khí, nước mặt, nước ngầm, đất và tiếng ồn tại cụm làng nghề đá Yên Lâm; phân tích ảnh hưởng của ô nhiễm đến sức khỏe công nhân trực tiếp và cộng đồng dân cư xung quanh; từ đó đề xuất hệ thống giải pháp quản lý kết hợp kỹ thuật sản xuất sạch hơn nhằm giảm thiểu ô nhiễm, hướng tới mục tiêu phát triển kinh tế làng nghề bền vững.

Phạm vi nghiên cứu được triển khai tại xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa trong khung thời gian từ tháng 5/2016 đến tháng 5/2017. Kết quả nghiên cứu cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm gồm 60 mẫu quan trắc phân tích lý hóa đa thành phần và 180 phiếu khảo sát xã hội học, tạo luận cứ khoa học quan trọng phục vụ công tác quy hoạch, quản lý tài nguyên và giám sát môi trường nông thôn cho các cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn tiếp cận vấn đề ô nhiễm môi trường làng nghề dựa trên hai hệ thống lý thuyết nền tảng: Lý thuyết phát triển bền vững trong kinh tế nông thôn và Nguyên lý Sản xuất sạch hơn (Cleaner Production - CP) trong công nghiệp chế biến khoáng sản. Lý thuyết phát triển bền vững nhấn mạnh sự cân bằng hài hòa giữa ba trụ cột: hiệu quả tăng trưởng kinh tế, công bằng an sinh xã hội và bảo toàn chất lượng tài nguyên sinh thái. Nguyên lý Sản xuất sạch hơn tập trung vào việc áp dụng liên tục chiến lược phòng ngừa tổng hợp đối với các quy trình công nghệ nhằm giảm thiểu phát thải tại nguồn, nâng cao hiệu suất sử dụng nguyên nhiên liệu và tuần hoàn tái sử dụng chất thải rắn.

Bên cạnh đó, nghiên cứu làm rõ các khái niệm then chốt theo quy định pháp lý hiện hành:

  • Tiêu chí công nhận làng nghề theo Báo cáo Môi trường Quốc gia và Thông tư số 31/2016/TT-BTNMT, bao gồm tỷ lệ tối thiểu 30% tổng số hộ trên địa bàn tham gia hoạt động tiểu thủ công nghiệp và thời gian hoạt động ổn định từ 2 năm trở lên.
  • Phân loại làng nghề theo loại hình sản xuất vật liệu xây dựng và khai thác đá (chiếm 15% tổng số làng nghề toàn quốc theo thống kê của Bộ Tài nguyên và Môi trường).
  • Bột đá thải và bùn thải phát sinh từ quá trình cắt xẻ đá công nghiệp, đặc trưng bởi hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) cao.
  • Tải lượng ô nhiễm không khí và ngưỡng chịu tải tiếng ồn cơ học trong môi trường lao động khai khoáng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu phối hợp đa dạng nguồn dữ liệu sơ cấp và thứ cấp nhằm đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy khoa học cao:

  • Dữ liệu thứ cấp: Thu thập chuỗi số liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 2012 - 2016 từ Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Thanh Hóa, các báo cáo kinh tế - xã hội thường niên của UBND xã Yên Lâm và báo cáo quan trắc môi trường của Chi cục Bảo vệ Môi trường Thanh Hóa.
  • Phương pháp điều tra xã hội học bằng bảng hỏi: Cỡ mẫu điều tra bao gồm 180 đối tượng, chia thành ba nhóm cụ thể: 20 cơ sở sản xuất kinh doanh (10 doanh nghiệp và 10 hộ gia đình cá thể), 100 công nhân làm việc trực tiếp tại khu mỏ và xưởng xẻ đá (phân tầng theo 5 nhóm công việc: 30 thợ khoan đập đá, 26 lái xe, 26 công nhân vận hành máy, 9 thợ xẻ đá, 9 thợ mài đá), cùng 60 hộ dân sinh sống tại 3 thôn chịu ảnh hưởng trực tiếp gồm Phúc Trí, Quan Trì và Đông Sơn. Phương pháp chọn mẫu phân tầng kết hợp ngẫu nhiên đảm bảo tính đại diện cho từng công đoạn công nghệ và vị trí không gian địa lý.
  • Phương pháp quan trắc và phân tích môi trường: Luận văn kế thừa mẫu phân tích của Đoàn Mỏ Địa chất Thanh Hóa qua 2 đợt đo đạc vào ngày 25/10/2016 (mùa khô) và ngày 25/4/2017 (mùa mưa) tại 6 cơ sở đại diện tiêu biểu (Công ty Tây Thành, Bình Minh, Hoàng Tú, Vạn Long, Doanh nghiệp Tuấn Hùng và Hoàng Minh). Tổng số mẫu thu thập mỗi đợt là 30 mẫu, bao gồm 12 mẫu không khí (tại tâm khai thác và xưởng sản xuất), 6 mẫu nước mặt tại mương thoát nước, 6 mẫu nước ngầm từ giếng khoan và 6 mẫu đất mỏ.
  • Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn: Các thông số được phân tích theo Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) và Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia (QCVN). Nồng độ bụi lơ lửng và tổng chất rắn lơ lửng TSS được định lượng bằng phương pháp khối lượng; SO2 xác định bằng phương pháp trắc quang dùng thorin; NO2 bằng phương pháp quang hóa học; CO bằng sắc ký khí; pH đo điện cực tại hiện trường; COD chuẩn độ muối Mohr với K2Cr2O7; BOD5 nuôi cấy 5 ngày ở 20 độ C theo TCVN 6001-1:2008. Các phương pháp chuẩn này được lựa chọn nhằm đảm bảo độ chính xác tuyệt đối khi đối chiếu với các quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT, QCVN 26:2010/BTNMT, QCVN 08-MT:2015/BTNMT, QCVN 09-MT:2015/BTNMT và QCVN 03-MT:2015/BTNMT. Số liệu được tổng hợp và xử lý thống kê mô tả trên phần mềm Microsoft Excel.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phát hiện thứ nhất, chất lượng môi trường không khí và tiếng ồn tại các cơ sở chế biến đá bị suy giảm nghiêm trọng. Nồng độ bụi lơ lửng trung bình tại khu vực xưởng sản xuất và trạm nghiền sàng dao động từ 0,45 mg/m3 đến 0,84 mg/m3, vượt quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT từ 1,5 đến 2,8 lần. Cường độ tiếng ồn đo được tại khu vực máy cắt đá đĩa lớn và hàm nghiền đạt mức 82 đến 89 dBA, vượt ngưỡng cho phép của QCVN 26:2010/BTNMT từ 12% đến 27%.

Phát hiện thứ hai, môi trường nước mặt khu vực mương tiêu thoát nước chung chịu tải lượng chất rắn lơ lửng rất lớn. Nồng độ TSS đo được trong 2 đợt quan trắc tháng 10/2016 và tháng 4/2017 dao động từ 105 mg/L đến 170 mg/L, vượt giới hạn cho phép theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1 từ 2,1 đến 3,4 lần. Đối với nguồn nước ngầm, các chỉ tiêu vi sinh và kim loại nặng hầu hết nằm trong ngưỡng an toàn của QCVN 09-MT:2015/BTNMT, tuy nhiên độ cứng tổng số tính theo CaCO3 tại 4/6 cơ sở có xu hướng tăng nhẹ do sự lắng đọng và thẩm thấu của bột đá vôi. Chất lượng môi trường đất mỏ vẫn duy trì hàm lượng kim loại nặng dưới ngưỡng giới hạn của QCVN 03-MT:2015/BTNMT.

Phát hiện thứ ba, hoạt động khai thác đá tác động tiêu cực rõ rệt đến sức khỏe người lao động và dân cư khu vực lân cận. Trong tổng số 100 công nhân được điều tra y tế, có 68% công nhân mắc các bệnh về đường hô hấp (viêm họng, viêm xoang, viêm phế quản mạn tính), 45% người lao động bị suy giảm thính lực và 38% mắc các bệnh da liễu. Khảo sát 60 hộ dân xung quanh cho thấy 83,3% số hộ khẳng định lượng bụi phát tán gây cản trở sinh hoạt, và 76,7% hộ dân đánh giá tiếng ồn từ xe tải trọng lớn và máy nổ làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng giấc ngủ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí và nước mặt tại xã Yên Lâm là do đa phần các cơ sở sử dụng dây chuyền cắt xẻ và nghiền sàng đá thế hệ cũ, thiếu hệ thống chụp hút lọc bụi cục bộ và không có mái che kín các phễu cấp liệu. Lượng bột đá thải phát sinh ước tính hàng chục tấn mỗi ngày nhưng hầu hết các cơ sở chỉ đào hố lắng thô sơ, khiến nước thải đục ngầu tràn thẳng ra hệ thống thủy nông công cộng. Hoạt động vận chuyển đá thương phẩm với mật độ dày đặc của các xe tải không được che bọc kín bạt đã làm rơi vãi đá dăm và cuốn bụi mù mịt trên các tuyến đường liên thôn.

Khi đối sánh với các nghiên cứu tại những địa bàn tương đồng, thực trạng tại Yên Lâm phản ánh quy luật chung của các làng nghề vật liệu xây dựng. Cụ thể, kết quả quan trắc tại làng nghề vôi đá Đông Tân (huyện Đông Sơn) ghi nhận nồng độ bụi vượt 1,82 lần quy chuẩn, và làng nghề đá mỹ nghệ Non Nước (Đà Nẵng) cũng đối mặt với tình trạng ô nhiễm TSS trong nước thải xẻ đá tương tự. Dữ liệu nghiên cứu của luận văn có thể được trình bày trực quan thông qua biểu đồ cột so sánh nồng độ bụi và TSS giữa hai mùa mưa - khô, kết hợp bảng thống kê cơ cấu bệnh tật phân loại theo 5 vị trí làm việc nhằm làm nổi bật mối liên hệ nhân quả giữa mật độ tiếp xúc phát thải và nguy cơ bệnh nghề nghiệp. Điều này khẳng định tính cấp thiết phải chuyển đổi mô hình quản lý và công nghệ xử lý tại chỗ.

Đề xuất và khuyến nghị

Hệ thống giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại cụm làng nghề đá Yên Lâm được xây dựng toàn diện với 4 nhóm hành động cụ thể:

Thứ nhất, cải tiến công nghệ giảm thiểu bụi và tiếng ồn tại nguồn. Lắp đặt hệ thống vòi phun ẩm dập bụi tự động tại các cửa hàm nghiền đá và phễu nạp liệu; xây dựng khung vách bao che cách âm cho trạm sàng nghiền; gắn hệ thống hút bụi chân không và lọc bụi túi vải cho 100% máy cắt đá đĩa. Mục tiêu giảm thiểu 70% lượng bụi phát tán trong bán kính 50 mét và hạ cường độ tiếng ồn xuống dưới 70 dBA. Thời gian hoàn thành trong vòng 9 tháng (từ tháng 6/2018 đến tháng 3/2019). Chủ thể thực hiện: Chủ 72 doanh nghiệp và hộ sản xuất đá tại cụm làng nghề.

Thứ hai, xây dựng hệ thống xử lý nước thải cắt xẻ đá và tuần hoàn tái sử dụng. Bắt buộc các cơ sở xây dựng hệ thống bể lắng 3 ngăn phân đoạn có bổ sung chất trợ lắng keo tụ để thu hồi triệt để bùn bột đá, tuần hoàn lại 85% lượng nước phục vụ làm mát lưỡi cắt. Toàn bộ bột đá thải nạo vét định kỳ được chuyển giao cho các xưởng sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu để tái chế làm vật liệu xây dựng, loại bỏ 100% tình trạng xả tràn bột đá ra mương thoát. Thời gian triển khai từ tháng 1/2019 đến tháng 12/2019. Chủ thể thực hiện: Doanh nghiệp chế biến đá phối hợp với Hợp tác xã vật liệu xây dựng.

Thứ ba, nâng cấp hạ tầng giao thông và kiểm soát môi trường vận chuyển. Tiến hành cứng hóa bê tông toàn bộ các trục đường chính nội mỏ; trang bị xe bồn chuyên dụng tưới nước rửa đường định kỳ 3 đến 4 lần mỗi ngày vào các khung giờ cao điểm vận tải; lắp đặt trạm rửa lốp xe tự động tại cổng ra vào làng nghề và xử lý nghiêm các phương tiện chở đá không phủ bạt. Thời gian thực hiện liên tục từ quý 3/2018. Chủ thể thực hiện: UBND huyện Yên Định chủ trì cùng Ban Quản lý cụm làng nghề và các doanh nghiệp đồng đóng góp kinh phí.

Thứ tư, hoàn thiện cơ chế quản lý nhà nước và tăng cường giám sát cộng đồng. Thành lập Tổ tự quản bảo vệ môi trường làng nghề cấp xã; đưa các tiêu chí bảo vệ môi trường vào Hương ước thôn làng; tổ chức quan trắc chất lượng môi trường định kỳ 2 lần/năm; bố trí cán bộ có chuyên môn môi trường chuyên trách tại UBND xã Yên Lâm; tăng mức xử phạt hành chính đối với các cơ sở vi phạm quy định xả thải theo Nghị định của Chính phủ. Thời gian áp dụng thường xuyên từ năm 2018. Chủ thể thực hiện: UBND xã Yên Lâm phối hợp cùng Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Định.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho 4 nhóm đối tượng chính:

Nhóm thứ nhất, các cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường cấp tỉnh, huyện (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Định). Luận văn cung cấp bộ dữ liệu thực tế và phương pháp luận rõ ràng để hoạch định quy hoạch cụm công nghiệp làng nghề, đồng thời xây dựng quy chế phân cấp trách nhiệm quản lý môi trường cấp cơ sở.

Nhóm thứ hai, các chủ doanh nghiệp, hợp tác xã và hộ gia đình kinh doanh khai thác, chế biến đá. Tài liệu cung cấp các bản vẽ sơ đồ công nghệ, giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao như hệ thống phun ẩm hàm nghiền, bể lắng tuần hoàn nước xẻ đá và phương án tái sử dụng bột đá làm gạch không nung giúp tiết kiệm chi phí vận hành và đảm bảo an toàn lao động.

Nhóm thứ ba, các giảng viên, chuyên gia nghiên cứu và học viên cao học thuộc chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Kỹ thuật Môi trường. Đề tài là tài liệu tham khảo thực chứng giá trị về phương pháp điều tra tích hợp giữa phân tích hóa lý và điều tra dịch tễ học xã hội tại vùng khai khoáng.

Nhóm thứ tư, chính quyền địa phương cấp xã, phường và các tổ chức đoàn thể (Mặt trận Tổ quốc, Hội Nông dân) tại các địa phương có cụm công nghiệp làng nghề. Luận văn gợi ý mô hình tổ chức tổ tự quản môi trường và cách thức lồng ghép quy ước bảo vệ môi trường vào đời sống cộng đồng nhằm giải quyết hài hòa xung đột môi trường nông thôn.

Câu hỏi thường gặp

Nguồn phát sinh ô nhiễm chủ yếu tại cụm làng nghề đá Yên Lâm là gì? Ô nhiễm phát sinh từ ba nguồn chính: bụi lơ lửng từ khâu nổ mìn, khoan đập và trạm nghiền sàng; tiếng ồn vượt quy chuẩn từ 12% đến 27% do máy cắt đá đĩa lớn; và bột đá thải chưa qua lắng lọc làm hàm lượng TSS trong nước mặt vượt quy chuẩn từ 2,1 đến 3,4 lần.

Bột đá thải từ quá trình cắt xẻ đá có thể được xử lý và tái chế bằng cách nào? Bột đá lắng đọng trong hệ thống bể lắng 3 ngăn được nạo vét, phơi khô và phối trộn cùng xi măng, cát để sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu. Giải pháp này giúp tái sử dụng hơn 80% chất thải rắn phát sinh và tạo thêm sản phẩm thương mại cho địa phương.

Chất lượng nước ngầm tại khu vực xung quanh làng nghề có bị ảnh hưởng xấu không? Theo kết quả quan trắc 6 cơ sở, các chỉ tiêu kim loại nặng trong nước ngầm vẫn đạt chuẩn QCVN 09-MT:2015/BTNMT. Tuy nhiên, độ cứng tổng số tính theo CaCO3 tại một số điểm giếng khoan có dấu hiệu tăng do hiện tượng ngấm bột đá vôi mịn lâu ngày qua tầng đất mặt.

Người dân sinh sống cạnh làng nghề phải đối mặt với những nguy cơ sức khỏe nào? Khoảng 83,3% hộ dân tại 3 thôn Phúc Trí, Quan Trì và Đông Sơn phản ánh bị ảnh hưởng bởi khói bụi và tiếng ồn. Các chứng bệnh phổ biến nhất được ghi nhận là viêm xoang, viêm phế quản mạn tính, viêm kết mạc mắt và các bệnh ngoài da do tiếp xúc với bụi đá lơ lửng.

Chi phí đầu tư các công trình giảm thiểu môi trường kỹ thuật có phù hợp với hộ sản xuất nhỏ không? Các mô hình kỹ thuật đề xuất như vòi phun ẩm dập bụi phễu nghiền và bể lắng 3 ngăn tuần hoàn nước có cấu tạo đơn giản, chi phí thi công thấp. Hơn nữa, việc tuần hoàn 85% lượng nước cắt đá còn giúp cơ sở tiết kiệm đáng kể chi phí cấp nước và tránh các khoản phạt vi phạm môi trường.

Kết luận

  • Cụm làng nghề đá Yên Lâm đóng góp to lớn vào phát triển kinh tế địa phương với 72 cơ sở hoạt động, nhưng đang gây suy thoái nghiêm trọng chất lượng không khí, tiếng ồn và nước mặt.
  • Nồng độ bụi lơ lửng vượt quy chuẩn từ 1,5 đến 2,8 lần và hàm lượng TSS nước mặt vượt từ 2,1 đến 3,4 lần, tác động trực tiếp khiến 68% công nhân mắc bệnh hô hấp và gây ảnh hưởng đến đời sống của 3 thôn lân cận.
  • Nguyên nhân cốt lõi bắt nguồn từ công nghệ thiết bị nghiền xẻ lạc hậu, thiếu hệ thống xử lý bột đá tại nguồn và năng lực quản lý môi trường cấp xã còn nhiều hạn chế.
  • Hệ thống giải pháp đồng bộ gồm lắp đặt bao che, phun ẩm dập bụi, xây dựng bể lắng tuần hoàn nước xẻ đá, tái chế bột đá làm gạch không nung và thành lập Tổ tự quản môi trường cấp xã có tính khả thi cao.
  • Luận văn đặt nền tảng khoa học và thực tiễn để địa phương hoàn thiện lộ trình giảm thiểu ô nhiễm giai đoạn 2018 - 2025, hướng tới hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế và bảo vệ môi trường sinh thái.

Đóng góp chính của công trình là cung cấp bức tranh toàn cảnh về tải lượng phát thải và đề xuất giải pháp kỹ thuật kết hợp quản lý chuyên biệt cho cụm làng nghề chế biến đá. Kế hoạch tiếp theo yêu cầu chính quyền huyện Yên Định và xã Yên Lâm khẩn trương phê duyệt quy chế quản lý môi trường làng nghề, đồng thời hỗ trợ vốn vay ưu đãi để các doanh nghiệp hoàn thành nâng cấp hệ thống xử lý chất thải trong vòng 12 đến 24 tháng tới. Các cấp quản lý, chủ cơ sở sản xuất và toàn thể cộng đồng dân cư cần phối hợp hành động ngay hôm nay để xây dựng cụm làng nghề Yên Lâm phát triển văn minh, an toàn và bền vững.