Tổng quan nghiên cứu

Làng nghề đóng vai trò là động lực then chốt thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế và giải quyết việc làm tại khu vực nông thôn Việt Nam. Tính đến cuối năm 2016, cả nước đã ghi nhận hơn 5.400 làng nghề và làng có nghề, trong đó riêng tỉnh Thanh Hóa có 243 làng nghề đang hoạt động với 127 làng nghề truyền thống và 116 làng nghề mới. Sự phát triển mạnh mẽ của các làng nghề phi nông nghiệp đã giúp hạ tỷ lệ hộ nghèo tại các địa phương này xuống mức 3,7%, thấp hơn đáng kể so với mức bình quân 10,4% của cả nước. Tuy nhiên, mặt trái của sự tăng trưởng kinh tế nhanh chóng là tình trạng ô nhiễm môi trường diễn biến hết sức phức tạp.

Cụm làng nghề khai thác và chế biến đá xã Yên Lâm, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa được hình thành từ năm 2007. Trải qua một thập kỷ phát triển, số lượng cơ sở sản xuất tại đây đã gia tăng nhanh chóng lên 72 đơn vị, bao gồm các doanh nghiệp tư nhân và hàng chục cơ sở quy mô hộ gia đình. Hoạt động chính tại cụm làng nghề tập trung vào khai thác đá xây dựng và sản xuất đá xẻ ốp lát cao cấp. Tình trạng gia tăng công suất khai thác nhưng thiếu đồng bộ về hạ tầng xử lý chất thải đã làm phát sinh khối lượng khổng lồ bụi lơ lửng, tiếng ồn công nghiệp, nước thải nhiễm bột đá và chất thải rắn. Bột đá thải chưa qua xử lý chảy tràn lan ra hệ thống thoát nước mặt, ngấm sâu vào đất và tác động tiêu cực đến nguồn nước ngầm sinh hoạt của cư dân xung quanh.

Nghiên cứu được triển khai trong phạm vi không gian xã Yên Lâm từ tháng 5/2016 đến tháng 5/2017 nhằm đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng các thành phần môi trường không khí, nước, đất và tiếng ồn. Đồng thời, đề tài lượng hóa các ảnh hưởng sức khỏe tới cộng đồng dân cư tại 3 thôn phụ cận gồm thôn Phúc Trí, thôn Quan Trì và thôn Đông Sơn. Mục tiêu trọng tâm của luận văn là thiết lập hệ thống giải pháp kỹ thuật khả thi kết hợp đổi mới mô hình quản lý, hướng tới mục tiêu giảm thiểu từ 50% đến 70% lượng phát thải gây ô nhiễm và bảo đảm sinh kế bền vững cho người dân địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hệ thống khung lý thuyết về quản lý môi trường làng nghề và các mô hình sinh thái công nghiệp. Khái niệm làng nghề được vận dụng theo tiêu chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2008, trong đó xác định làng nghề là khu vực có tối thiểu 30% tổng số hộ tham gia sản xuất phi nông nghiệp và giá trị sản xuất phi nông nghiệp chiếm trên 50% tổng doanh thu của toàn xã.

Luận văn tiếp cận theo nguyên lý Sản xuất sạch hơn (Cleaner Production - CP) kết hợp mô hình kinh tế tuần hoàn trong hoạt động khai khoáng. Lý thuyết này nhấn mạnh việc giảm thiểu chất thải ngay tại nguồn phát sinh thông qua cải tiến công nghệ cưa xẻ, thu gom tuần hoàn 100% nước làm mát và tái chế bột đá thải thành nguyên liệu đầu vào cho sản xuất gạch không nung. Khung thể chế của đề tài bám sát các văn bản quy phạm pháp luật trọng yếu bao gồm: Thông tư số 31/2016/TT-BTNMT quy định về bảo vệ môi trường cụm công nghiệp, làng nghề; Quyết định số 577/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án tổng thể bảo vệ môi trường làng nghề đến năm 2020, định hướng đến năm 2030; và các tiêu chuẩn kiểm soát tải lượng ô nhiễm từ kinh nghiệm quốc tế tại Nhật Bản và Trung Quốc.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp cận đa chiều kết hợp giữa điều tra xã hội học sơ cấp, kế thừa dữ liệu quan trắc thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm:

  • Cỡ mẫu điều tra xã hội học: Nghiên cứu thực hiện khảo sát 20 phiếu điều tra tại các cơ sở sản xuất trong cụm làng nghề (chia đều 10 doanh nghiệp và 10 hộ cá thể); 60 phiếu điều tra hộ dân tại 3 thôn chịu ảnh hưởng trực tiếp (Phúc Trí, Quan Trì, Đông Sơn); và 100 phiếu đánh giá sức khỏe công nhân trực tiếp lao động tại mỏ (phân bổ theo 5 nhóm nghề: 30 thợ khoan đập đá, 26 lái xe vận tải, 26 thợ vận hành trạm nghiền, 9 thợ xẻ đá và 9 thợ mài đá). Phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện cho từng nhóm đối tượng chịu tác động.

  • Cỡ mẫu quan trắc môi trường kế thừa: Luận văn thu thập và phân tích dữ liệu quan trắc thực hiện bởi Đoàn Mỏ Địa chất Thanh Hóa trong 2 đợt (đợt 1 vào tháng 10/2016 đại diện mùa khô và đợt 2 vào tháng 4/2017 đại diện mùa mưa). Mẫu được lấy tại 6 cơ sở đại diện tiêu biểu (Công ty TNHH DVKD tổng hợp Tây Thành, Công ty TNHH TMTH Bình Minh, Công ty TNHH SXKD VLXD Hoàng Tú, Công ty TNHH sản xuất đá Vạn Long, DNTN Tuấn Hùng, DNTN Hoàng Minh). Tổng cộng 60 lượt mẫu môi trường đã được xử lý (gồm 24 mẫu không khí xung quanh tại khu mỏ và xưởng xẻ, 12 mẫu nước mặt mương thoát, 12 mẫu nước ngầm giếng khoan, và 12 mẫu đất khu vực khai thác).

  • Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn: Các chỉ tiêu COD được xác định bằng phương pháp chuẩn độ kali dicromat; BOD5 đo bằng phương pháp ủ 5 ngày ở nhiệt độ 20 độ C theo tiêu chuẩn TCVN 6001-1:2008; chất rắn lơ lửng (TSS) và hàm lượng bụi tổng (TSP) xác định bằng phương pháp cân khối lượng trên màng lọc chuẩn; khí độc SO2 đo bằng trắc quang dùng thorin; NO2 xác định bằng quang hóa học; và CO xác định bằng sắc ký khí. Các phương pháp này được lựa chọn do đảm bảo độ tin cậy tuyệt đối, có tính pháp lý cao khi đối chiếu với hệ thống Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia: QCVN 05:2013/BTNMT (chất lượng không khí), QCVN 26:2010/BTNMT (tiếng ồn), QCVN 08-MT:2015/BTNMT (nước mặt), QCVN 09-MT:2015/BTNMT (nước ngầm) và QCVN 03-MT:2015/BTNMT (kim loại nặng trong đất).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích từ nguồn dữ liệu quan trắc và điều tra thực địa tại xã Yên Lâm đã chỉ ra 4 phát hiện cốt lõi về hiện trạng môi trường và sức khỏe cộng đồng:

Thứ nhất, ô nhiễm bụi lơ lửng và tiếng ồn vượt ngưỡng nghiêm trọng. Tại các vị trí trung tâm khai thác mỏ và xưởng cưa xẻ của 6 doanh nghiệp khảo sát, nồng độ bụi tổng số (TSP) trong cả 2 đợt quan trắc đều vượt từ 1,32 lần đến hơn 2,15 lần so với giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT. Độ ồn tương đương đo được tại khu vực trạm nghiền sàng dao động từ 74 dBA đến 82 dBA, vượt mức quy chuẩn tối đa ban ngày (70 dBA) theo QCVN 26:2010/BTNMT. Bụi phát sinh chủ yếu từ các hoạt động nổ mìn phá đá, nghiền sàng không che chắn và quá trình vận chuyển của các đoàn xe tải nặng trên các tuyến đường liên thôn chưa được bê tông hóa hoàn chỉnh.

Thứ hai, ô nhiễm nước mặt và nguy cơ suy giảm chất lượng nước ngầm do nước thải bột đá. Nước thải từ công đoạn cưa xẻ đá của 72 cơ sở có hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) trung bình vượt từ 2,5 lần đến 4,8 lần so với cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Khối lượng bột đá siêu mịn không được lắng lọc triệt để đã xả trực tiếp ra mương tưới tiêu nội đồng, làm tăng độ đục và gây bồi lắng dòng chảy tự nhiên. Tại một số giếng khoan nước ngầm của người dân gần khu vực khai trường mỏ, độ cứng tổng số tính theo CaCO3 và chỉ số tổng chất rắn hòa tan (TDS) có dấu hiệu tăng cao hơn khoảng 15% đến 25% so với các khu vực thuần nông cách xa làng nghề.

Thứ ba, sự tích tụ chất thải rắn bột đá gây cản trở thoát nước và suy thoái đất. Hoạt động chế biến đá ốp lát thải ra ước tính hàng chục tấn bột đá ướt mỗi ngày. Do 100% các cơ sở chưa có bãi tập kết chất thải rắn công nghiệp chuyên dụng, bột đá bị đổ thành từng đống lớn lộ thiên trong khuôn viên sản xuất. Vào mùa mưa, lượng bột đá này bị cuốn trôi làm nghẽn 60% các rãnh thoát nước mặt và phủ kín bề mặt đất canh tác lân cận, làm suy giảm độ phì nhiêu và khả năng giữ nước của tầng đất mặt.

Thứ tư, gia tăng tỷ lệ mắc các bệnh hô hấp và bệnh nghề nghiệp. Số liệu khảo sát từ 100 công nhân lao động trực tiếp cho thấy: 73,3% thợ khoan đập đá và 66,7% thợ xẻ mài đá mắc các bệnh lý về đường hô hấp trên (viêm mũi họng mạn tính, viêm xoang, viêm phế quản); 42% thợ vận hành máy bị suy giảm thính lực do tiếp xúc tiếng ồn liên tục; và 58% công nhân phản ánh các vấn đề đau nhức cơ xương khớp. Trong số 60 hộ dân tại 3 thôn Phúc Trí, Quan Trì, Đông Sơn, có tới 85% số hộ khẳng định bụi đá làm ảnh hưởng trực tiếp đến sinh hoạt gia đình và 48,3% người già, trẻ nhỏ từng phải điều trị các đợt viêm đường hô hấp cấp tính hàng năm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng ô nhiễm tại cụm làng nghề đá Yên Lâm bắt nguồn từ sự kết hợp giữa công nghệ sản xuất lạc hậu và hạ tầng môi trường thiếu đồng bộ. Quy trình cắt xẻ đá phần lớn sử dụng máy cưa đĩa kiểu cũ, lưỡi cắt hở không có nắp chụp hút bụi kín. Các trạm nghiền sàng đá xây dựng hầu hết hoạt động lộ thiên hoàn toàn, thiếu hệ thống béc phun sương dập ẩm tại các phễu nạp liệu và đầu băng tải.

Khi đối chiếu với các công trình nghiên cứu tại các làng nghề khai thác đá khác ở Việt Nam, như nghiên cứu của Sở Tài nguyên và Môi trường tại làng nghề đá Đông Tân (huyện Đông Sơn) ghi nhận bụi vượt 1,82 lần, hay làng nghề đá Non Nước (Đà Nẵng), bức tranh môi trường tại Yên Lâm thể hiện rõ tính chất ô nhiễm đặc trưng của loại hình công nghiệp tiểu thủ công nghiệp vật liệu xây dựng. Sự phân tán của 72 cơ sở trên diện tích rộng gây khó khăn rất lớn cho việc quy hoạch hệ thống thu gom nước thải tập trung.

Để người đọc dễ dàng theo dõi và so sánh sự biến thiên của các thông số môi trường, toàn bộ dữ liệu quan trắc nồng độ bụi TSP và độ ồn tại 6 cơ sở qua 2 mùa khô - mưa có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ cột ghép đối chiếu với đường giới hạn chuẩn QCVN. Song song đó, cơ cấu phân bố các nhóm bệnh lý của 100 công nhân theo từng vị trí việc làm (khoan đá, lái xe, vận hành nghiền, xẻ mài) nên được hệ thống hóa thành bảng ma trận tỷ lệ phần trăm, giúp các cấp quản lý nhận diện chính xác các vị trí lao động có mức độ rủi ro cao nhất để ưu tiên trang bị bảo hộ chuyên dụng.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm môi trường tại cụm làng nghề khai thác và chế biến đá Yên Lâm, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp cụ thể với đầy đủ mục tiêu, lộ trình và chủ thể thực hiện:

Thứ nhất, nâng cấp công nghệ và lắp đặt hệ thống giảm thiểu bụi, tiếng ồn tại nguồn. Các doanh nghiệp và hộ cá thể phải tiến hành bao che kín 100% các trạm nghiền sàng và lắp đặt hệ thống béc phun sương dập bụi tự động tại hàm nghiền, đồng thời gắn nắp chụp hút bụi chân không cho các máy cắt xẻ đá khô. Lộ trình thực hiện trong vòng 12 tháng (giai đoạn 2018-2019), hướng tới mục tiêu giảm từ 60% đến 70% hàm lượng bụi lơ lửng phát tán ra môi trường không khí xung quanh. Chủ thể chịu trách nhiệm đầu tư là 72 chủ cơ sở sản xuất, dưới sự thẩm định kỹ thuật của Phòng Kinh tế và Hạ tầng huyện Yên Định.

Thứ hai, xây dựng hệ thống thu gom và bể lắng tuần hoàn nước thải xẻ đá nhiều ngăn. Mỗi cơ sở sản xuất đá ốp lát bắt buộc phải hoàn thiện hệ thống mương thu gom phân dòng và cụm bể lắng 3 ngăn (ngăn lắng cát thô, ngăn lắng bột đá mịn và ngăn chứa nước trong) có dung tích tối thiểu từ 15 đến 30 m3 tùy công suất. Nước sau lắng được bơm tuần hoàn 100% phục vụ làm mát lưỡi cắt, không xả thải ra môi trường. Lộ trình hoàn thành trước quý IV/2018. Giải pháp này giúp cắt giảm 95% lượng cặn lơ lửng xả ra mương nội đồng và tiết kiệm 80% chi phí sử dụng nước sạch hàng tháng.

Thứ ba, triển khai dự án tận thu bột đá thải để sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu. Khuyến khích thành lập 01 dây chuyền sản xuất vật liệu xây dựng không nung quy mô công suất 5.000 tấn sản phẩm/năm, sử dụng nguồn bột đá mịn và mạt đá phế phẩm làm nguyên liệu phối trộn chính. Thời gian chuẩn bị và vận hành thử nghiệm trong 18 tháng (giai đoạn 2018-2020). Chủ thể thực hiện là Hiệp hội doanh nghiệp đá Yên Lâm liên kết với các nhà đầu tư vật liệu xây dựng, giúp xử lý triệt để 80% lượng chất thải rắn tồn dư tại cụm công nghiệp.

Thứ tư, đổi mới mô hình tổ chức quản lý môi trường và siết chặt công tác giám sát định kỳ. UBND huyện Yên Định cần phê duyệt đề án bố trí 01 cán bộ chuyên trách có trình độ đại học chuyên ngành môi trường tại UBND xã Yên Lâm thay thế cán bộ địa chính kiêm nhiệm. Xây dựng và ban hành Quy chế bảo vệ môi trường làng nghề gắn liền với hương ước của 3 thôn lân cận. Tổ chức quan trắc độc lập định kỳ 2 lần/năm, kiên quyết xử lý đình chỉ hoạt động đối với 100% các cơ sở không đầu tư hệ thống lắng lọc tuần hoàn theo đúng quy định tại Thông tư 31/2016/TT-BTNMT.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả thực chứng của luận văn mang lại giá trị thực tiễn sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng trọng điểm:

  • Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa, Chi cục Bảo vệ Môi trường, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Định): Sử dụng các số liệu thực trạng và khung khuyến nghị của đề tài làm cơ sở khoa học để xây dựng quy hoạch phân khu cụm làng nghề, phân bổ nguồn vốn đầu tư hạ tầng bảo vệ môi trường nông thôn và ban hành cơ chế giám sát ô nhiễm mỏ đá trên toàn tỉnh.

  • Các chủ doanh nghiệp, hợp tác xã và hộ kinh doanh sản xuất đá tại các làng nghề: Vận dụng trực tiếp các hướng dẫn kỹ thuật về hệ thống bể lắng tuần hoàn nước thải xẻ đá, mô hình phun sương giảm bụi hàm nghiền và giải pháp tái chế bột đá thành gạch không nung nhằm tối ưu hóa chi phí sản xuất, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn xả thải theo quy định pháp luật.

  • Học viên cao học, sinh viên và các nhà nghiên cứu chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường: Tham khảo tài liệu như một ca nghiên cứu điển hình về phương pháp luận đánh giá tác động môi trường mỏ đá, thiết kế cỡ mẫu điều tra dịch tễ học cộng đồng và phương pháp xử lý dữ liệu quan trắc đa thành phần.

  • Tổ chức cộng đồng, ban đại diện các thôn xóm và tổ chức phi chính phủ phát triển bền vững: Khai thác các dẫn liệu về mức độ ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng để nâng cao nhận thức người dân, xây dựng hương ước bảo vệ môi trường thôn bản và tăng cường vai trò giám sát xã hội đối với các cơ sở công nghiệp gây ô nhiễm.

Câu hỏi thường gặp

Nồng độ bụi lơ lửng tại cụm làng nghề đá Yên Lâm vượt quy chuẩn bao nhiêu lần? Kết quả quan trắc thực tế tại 6 cơ sở sản xuất tiêu biểu cho thấy hàm lượng bụi tổng số (TSP) tại khu vực khai trường và xưởng cưa xẻ dao động từ 0,40 mg/m3 đến 0,65 mg/m3, vượt từ 1,32 lần đến hơn 2,15 lần so với giới hạn quy định tại QCVN 05:2013/BTNMT (0,30 mg/m3), gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến không khí xung quanh 3 thôn phụ cận.

Nước thải cưa xẻ đá chứa những thành phần ô nhiễm nào và tác hại ra sao? Nước thải phát sinh từ công đoạn làm mát lưỡi cưa có nồng độ chất rắn lơ lửng (TSS) rất cao, chứa hạt bột đá siêu mịn với kích thước nhỏ hơn 0,05 mm. Dòng thải này nếu không qua hệ thống bể lắng sẽ làm bồi lắng hoàn toàn hệ thống mương thủy lợi nội đồng, phá hủy cấu trúc đất canh tác lân cận và gây nguy cơ làm tăng độ cứng của nguồn nước ngầm giếng khoan.

Giải pháp tái chế bột đá thải thành gạch không nung có tính khả thi kỹ thuật thế nào? Bột đá xẻ tại Yên Lâm chứa hàm lượng lớn khoáng canxit có độ mịn cao, rất thích hợp làm cốt liệu mịn phối trộn với xi măng và cát mạt để ép thủy lực tạo thành gạch block không nung. Giải pháp kỹ thuật này đã được thử nghiệm thực tế với tỷ lệ phối trộn bột đá từ 30% đến 40%, đạt tiêu chuẩn cường độ chịu lực xây dựng và giúp tiêu thụ hàng nghìn tấn bột đá tồn dư mỗi năm.

Nhóm công nhân nào chịu ảnh hưởng sức khỏe nghiêm trọng nhất tại mỏ đá? Kết quả khảo sát trên 100 công nhân chỉ ra rằng nhóm thợ khoan đập đá và xẻ mài đá chịu tác động tiêu cực nhất, với hơn 70% số người mắc các chứng bệnh viêm đường hô hấp mạn tính và bệnh ngoài da do tiếp xúc thường xuyên với bụi đá mịn nồng độ cao. Đồng thời, nhóm thợ vận hành máy nghiền sàng có tỷ lệ suy giảm thính lực cao nhất do tiếng ồn vượt 80 dBA.

Chính quyền địa phương cấp xã gặp những khó khăn gì trong quản lý môi trường làng nghề? Khó khăn lớn nhất tại xã Yên Lâm là thiếu hụt cán bộ có chuyên môn sâu về môi trường, hầu hết công việc giám sát do cán bộ địa chính kiêm nhiệm. Thêm vào đó, kinh phí đầu tư công cho hệ thống thoát nước và trạm xử lý chất thải tập trung của 72 cơ sở còn rất hạn hẹp, trong khi chế tài xử phạt hành chính cấp xã chưa đủ tính răn đe đối với các doanh nghiệp vi phạm.

Kết luận

  • Luận văn đã phân tích toàn diện thực trạng phát sinh ô nhiễm môi trường không khí, tiếng ồn, nước thải và chất thải rắn từ hoạt động sản xuất của 72 cơ sở tại cụm làng nghề đá Yên Lâm.
  • Đo lường và xác nhận mức độ vượt chuẩn của hàm lượng bụi lơ lửng (vượt tới 2,15 lần) và hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS trong nước thải xẻ đá, trực tiếp gây ra các bệnh lý hô hấp cho 73,3% công nhân khoan đập mỏ.
  • Chỉ rõ những lỗ hổng trong công tác quản lý môi trường tại cấp cơ sở do thiếu nhân sự chuyên trách và thiếu quy hoạch bãi chứa chất thải rắn bột đá tập trung.
  • Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao, bao gồm hệ thống phun sương dập bụi, bể lắng tuần hoàn nước 3 ngăn và công nghệ sản xuất gạch không nung từ bột đá thải.
  • Thiết lập khung thể chế quản lý môi trường giai đoạn 2018-2020 gắn liền với phân cấp trách nhiệm của UBND cấp xã, huyện theo tinh thần Thông tư 31/2016/TT-BTNMT.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2018 đến năm 2020, địa phương cần khẩn trương bố trí ngân sách, ban hành quy chế bảo vệ môi trường làng nghề và bắt buộc 100% cơ sở hoàn thiện cụm bể lắng tuần hoàn nước thải. Các nhà quản lý, doanh nghiệp và nhà nghiên cứu quan tâm vui lòng tham khảo chi tiết toàn văn công trình nghiên cứu để tiếp cận toàn bộ dữ liệu quan trắc và bản vẽ thiết kế kỹ thuật phục vụ công tác cải tạo môi trường mỏ đá.