Luận văn Th.S. Nguyễn Ngọc Trọng - Ô nhiễm & BVMT cơ sở chế biến hạt điều Phước Long, Bình Phước

Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm môi trường và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chế biến hạt điều ở thị xã Phước Long, tỉnh Bình Phước.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Trọng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Xuân Trường
• Trường học: Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm và đề xuất biện pháp bảo vệ môi trường phù hợp cho các cơ sở chế biến hạt điều trên địa bàn thị xã Phước Long, tỉnh Bình Phước
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan ô nhiễm chế biến hạt điều Phước Long

Thị xã Phước Long, tỉnh Bình Phước là vùng trồng và chế biến hạt điều trọng điểm của cả nước. Vùng Đông Nam Bộ có điều kiện sinh thái phù hợp nhất cho cây điều. Năm 2015, cả nước có 310.000 ha điều, sản lượng đạt 285.000 tấn hạt. Kim ngạch xuất khẩu vượt 1,654 tỷ USD đến 95 quốc gia. Việt Nam trở thành nước xuất khẩu nhân điều đứng đầu thế giới. Tuy nhiên, hoạt động chế biến gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Các cơ sở phát sinh khí thải, nước thải và chất thải rắn. Quá trình rang và chao dầu vỏ CNSL thải ra khói độc. Phần lớn cơ sở là doanh nghiệp nhỏ và vừa, năng lực xử lý môi trường yếu. Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm tại đây trở nên cấp thiết. Luận văn thu thập số liệu, phân tích hiện trạng và đánh giá công tác bảo vệ môi trường. Mục tiêu là đề xuất biện pháp bảo vệ môi trường phù hợp cho từng quy mô cơ sở chế biến.

1.1. Vị trí và vai trò ngành điều Bình Phước

Bình Phước được xem là thủ phủ điều của Việt Nam. Khí hậu và thổ nhưỡng nơi đây rất thích hợp cho cây điều. Thị xã Phước Long tập trung nhiều cơ sở chế biến lớn nhỏ. Ngành điều tạo việc làm cho hàng nghìn lao động địa phương. Sản phẩm nhân điều xuất khẩu mang lại nguồn ngoại tệ lớn. Hoa Kỳ là thị trường lớn nhất, chiếm khoảng 35% thị phần. Trung Quốc và EU mỗi nơi chiếm 20%. Tuy đóng góp kinh tế cao, ngành chế biến vẫn đối mặt thách thức môi trường. Phát triển bền vững đòi hỏi kiểm soát ô nhiễm chặt chẽ.

1.2. Đặc điểm quy trình chế biến hạt điều

Quy trình chế biến gồm nhiều công đoạn nối tiếp nhau. Hạt điều thô được ẩm hóa rồi đưa qua khâu xử lý nhiệt. Phương pháp đốt nay chỉ còn ở cơ sở nhỏ lẻ. Phương pháp chao dầu vỏ CNSL phổ biến ở cơ sở lớn và vừa. Dầu vỏ được gia nhiệt tới 180 đến 200 độ C. Vỏ hạt phồng lên, nứt chân chim và thoát dầu ra ngoài. Sau đó hạt qua máy li tâm vẩy để tách dầu thừa. Tiếp theo là cắt bóc vỏ, sấy và phân loại nhân. Mỗi công đoạn đều phát sinh chất thải gây ô nhiễm.

II. Phân tích thực trạng ô nhiễm tại các cơ sở

Hoạt động chế biến hạt điều phát sinh ba dòng chất thải chính. Khí thải là vấn đề nổi cộm nhất tại các cơ sở. Quá trình chao dầu vỏ CNSL ở nhiệt độ cao tạo ra khói đậm đặc. Khói chứa các hợp chất hữu cơ bay hơi và mùi khó chịu. Nước thải phát sinh từ khâu ẩm hóa và vệ sinh thiết bị. Nước thải lẫn dầu vỏ và tạp chất hữu cơ khó phân hủy. Chất thải rắn gồm vỏ hạt, bụi và xỉ tro sau đốt. Nhiều cơ sở nhỏ chưa có hệ thống xử lý đạt chuẩn. Khí thải thường xả trực tiếp ra môi trường xung quanh. Người dân sống gần cơ sở chịu ảnh hưởng sức khỏe. Tiếng ồn và nhiệt độ cao làm điều kiện lao động xấu đi. Phân tích cho thấy mức độ ô nhiễm vượt ngưỡng cho phép ở nhiều điểm. Thực trạng này đòi hỏi giải pháp kiểm soát đồng bộ và khẩn cấp.

2.1. Ô nhiễm khí thải và mùi từ chao dầu

Công nghệ chao dầu vỏ CNSL là nguồn khí thải chủ yếu. Dầu vỏ được nung nóng tới gần 200 độ C trong thời gian dài. Hơi nước trong vỏ bốc ra cuốn theo các chất bay hơi. Khói có màu sẫm và mùi hắc đặc trưng. Nhiều cơ sở chưa lắp đặt hệ thống thu gom khói. Khí thải phát tán ra khu dân cư lân cận. Người dân phản ánh tình trạng ngạt thở và đau đầu. Bụi từ khâu cắt bóc cũng làm không khí ô nhiễm thêm. Việc kiểm soát khí thải còn nhiều hạn chế về kỹ thuật.

2.2. Ô nhiễm nước thải và chất thải rắn

Nước thải chế biến điều chứa hàm lượng dầu vỏ cao. Khâu ẩm hóa và rửa thiết bị thải ra lượng nước lớn. Dầu CNSL khó phân hủy sinh học và bám dính bề mặt. Nhiều cơ sở xả nước thải chưa qua xử lý ra kênh rạch. Chất thải rắn gồm vỏ hạt và tro bếp sau khâu đốt. Vỏ hạt tồn đọng gây mùi và thu hút côn trùng. Một phần vỏ được tận dụng làm chất đốt hoặc ép dầu. Tuy nhiên lượng tồn dư vẫn lớn. Quản lý chất thải rắn còn lỏng lẻo và thiếu quy hoạch.

III. Giải pháp bảo vệ môi trường chế biến hạt điều

Bảo vệ môi trường cần kết hợp giải pháp kỹ thuật và quản lý. Về kỹ thuật, các cơ sở nên lắp hệ thống thu gom và xử lý khí thải. Tháp hấp thụ và buồng đốt khói giúp giảm mùi hiệu quả. Thu hồi dầu vỏ CNSL vừa giảm thải vừa tạo giá trị kinh tế. Chao dầu thu được ít nhất 50% lượng dầu trong vỏ hạt. Nước thải cần qua bể tách dầu trước khi xử lý sinh học. Vỏ hạt được tận dụng làm nhiên liệu hoặc ép dầu công nghiệp. Cơ giới hóa và tự động hóa quy trình giảm phát thải trực tiếp. Về quản lý, cần quy hoạch cụm chế biến tập trung xa khu dân cư. Cơ quan chức năng tăng cường thanh tra và giám sát định kỳ. Đào tạo nâng cao nhận thức cho chủ cơ sở và người lao động. Áp dụng sản xuất sạch hơn giúp tiết kiệm tài nguyên. Giải pháp đồng bộ bảo đảm phát triển bền vững cho ngành điều địa phương.

3.1. Giải pháp công nghệ và thu hồi tài nguyên

Công nghệ chao dầu có nhiều ưu điểm so với phương pháp đốt. Quá trình này thu hồi được ít nhất 50% lượng dầu vỏ. Chất lượng nhân điều giữ nguyên màu sắc và không dính dầu. Cơ giới hóa và tự động hóa làm giảm phát thải khói bụi. Lắp đặt tháp hấp thụ giúp xử lý khí thải triệt để. Bể tách dầu thu hồi dầu lẫn trong nước thải. Vỏ hạt sau chế biến dùng làm chất đốt cho lò hơi. Tro bếp được tận dụng hấp thụ dầu thừa bám trên vỏ. Tận dụng phụ phẩm vừa giảm ô nhiễm vừa tăng thu nhập.

3.2. Giải pháp quy hoạch và quản lý môi trường

Quy hoạch cụm chế biến tập trung là giải pháp căn cơ. Di dời cơ sở ra xa khu dân cư giảm tác động sức khỏe. Cụm tập trung dùng chung hệ thống xử lý chất thải. Cơ quan quản lý cần ban hành quy chuẩn rõ ràng cho ngành. Thanh tra định kỳ buộc cơ sở tuân thủ quy định. Hỗ trợ vốn và kỹ thuật giúp cơ sở nhỏ đầu tư xử lý. Đào tạo nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường cho người lao động. Khuyến khích áp dụng mô hình sản xuất sạch hơn. Sự phối hợp giữa nhà nước và doanh nghiệp mang lại hiệu quả.

IV. Kết luận và định hướng phát triển bền vững

Nghiên cứu khẳng định chế biến hạt điều tại Phước Long gây ô nhiễm đáng kể. Khí thải từ chao dầu, nước thải nhiễm dầu và chất thải rắn là ba vấn đề chính. Phần lớn cơ sở nhỏ và vừa thiếu năng lực xử lý môi trường. Thực trạng này ảnh hưởng sức khỏe người dân và chất lượng sống. Luận văn đề xuất bộ giải pháp kết hợp kỹ thuật và quản lý. Thu hồi dầu vỏ và tận dụng phụ phẩm mang lại lợi ích kép. Quy hoạch cụm chế biến tập trung là định hướng lâu dài. Cơ giới hóa quy trình giúp giảm phát thải hiệu quả. Tăng cường giám sát buộc các cơ sở tuân thủ quy định. Phát triển bền vững đòi hỏi cân bằng giữa kinh tế và môi trường. Ngành điều Bình Phước có tiềm năng tăng trưởng mạnh mẽ. Áp dụng đồng bộ các biện pháp bảo vệ môi trường bảo đảm tương lai bền vững. Kết quả nghiên cứu là cơ sở tham khảo cho công tác quản lý địa phương.

4.1. Kết luận về thực trạng và giải pháp

Kết quả nghiên cứu phản ánh rõ mức độ ô nhiễm tại địa bàn. Chao dầu vỏ CNSL là nguồn phát thải khí lớn nhất. Nước thải và chất thải rắn cũng cần được kiểm soát chặt. Các cơ sở nhỏ lẻ là nhóm gây ô nhiễm khó quản lý nhất. Giải pháp đề xuất phù hợp với từng quy mô sản xuất. Thu hồi dầu vỏ vừa bảo vệ môi trường vừa tăng lợi nhuận. Quy hoạch tập trung tạo điều kiện xử lý chất thải đồng bộ. Những kết luận này có giá trị thực tiễn cao cho địa phương.

4.2. Định hướng và kiến nghị tương lai

Định hướng tương lai tập trung vào sản xuất sạch hơn. Cần đầu tư công nghệ chế biến hiện đại và thân thiện môi trường. Chính quyền nên hỗ trợ cơ sở nhỏ tiếp cận nguồn vốn xử lý. Xây dựng cụm công nghiệp chế biến điều tập trung là ưu tiên. Khuyến khích nghiên cứu tái chế phụ phẩm vỏ hạt điều. Nâng cao chất lượng nhân điều để tăng giá trị xuất khẩu. Tuyên truyền nâng cao ý thức cộng đồng về bảo vệ môi trường. Sự đồng hành của các bên bảo đảm ngành điều phát triển bền vững lâu dài.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN HẠT ĐIỀU 1.1 Tổng quan về cây điều Cây điều hay còn gọi là đào lộn hột, có tên khoa học là Anacardium occidentale L., thuộc họ Anacardiaceae, tên tiếng Anh là Cashew tree.Khoảng vài thế kỉ trước đây, cây điều vốn dĩ chỉ là một loài cây mọc tự nhiên hoang dại ở miền Đông Bắc Brazil thuộc Nam Mỹ. Ở Châu Á, điều được đưa tới Goa (Ân Độ) vào năm (1550), Cochin (1578), rồi từ đây phát tán nhanh chóng ra toàn bộ các bờ biển phía Tây và phía Đông Nam của tiểu lục địa Ân Độ cũng như tới đảo Ceylon, Andamane, Nicobar và Indonesia. Điều phát tán tới Đông Dương và những nước khác ở Đông Nam Á và một số đảo nhỏ ở Thái Bình Dương có thể là do tác nhân chim chóc, dơi, khỉ và con người. Cây điều có thể được đưa vào trồng ở Miền Nam Việt Nam từ thế kỷ 18.

Lúc đầu, điều được trồng lẻ tẻ quanh nhà vừa để lấy bóng mát vừa để lấy quả ăn chơi. Đến năm 1975, khi cuộc chiến tranh chống Mỹ cứu nước thắng lợi, cây điều mới chính thức có tên trong danh mục những cây trồng được chọn để trồng lại rừng bị phá hại bởi bom đạn trong chiến tranh ở các tỉnh phía Nam. Cây điều chủ yếu được phân bố từ phần Nam đèo Hải Vân trở vào và chia thành 3 vùng chính Vùng I :phần phía Nam của tỉnh Bình Thuận, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu và tỉnh Bình Phước. Ở đây điều được trồng trên đất cát trắng, đất xám phù sa cổ và một phần đất đỏ bazan điều trồng đạt hiệu quả cao Vùng II gồm miền Duyên hải từ Đà Nẵng vào đến phần phía Bắc của tỉnh Bình Thuận, tỉnh Đăk Lăk và các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương và Tây Ninh của miền Đông Nam Bộ.

Trong các vùng này, điều được trồng trên đất cát trắng đã cố định, đất xám phù sa cổ và đất bazan thoái hóa. Các nhân tố sinh thái của vùng này khá phù hợp với yêu cầu của cây điều. Song, có một số mặt hạn chế như: mưa bão sớm ở miền Trung, tổng lượng nhiệt thấp ở Đăk Lăk, cỏ dại phát triển mãnh liệt và 7 đất xám bị bạc màu ở các tỉnh Đông Nam Bộ khiến năng suất hạt điều không cao và không ổn định Vùng III :Thuộc vùng này là loại đất phèn của miền Tây Nam Bộ bởi cần có những biện pháp chống úng và rửa phèn để trồng điều do vậy chỉ có thể tận dụng các diện tích hạn hẹp của các công trình thủy nông và đất thổ cư để trồng. Ngoài ra, đất vùng này thường có thành phần cơ giới nặng, thoát nước kém nên năng suất cây điều khó có thể đạt cao.2 Tình hình chế biến hạt điều ở Thế Giới Hạt điều được trồng ở hầu hết các nước nhiệt đới trên toàn thế giới.

Tuy nhiên, trong năm 2015, hầu hết việc sản xuất hạt điều diễn ra tập trung tại 4 khu vực: Đông Nam Á, Tây Phi, Đông Phi và Bra-xin. Các khu vực sản xuất hạt điều chính trên thế giới (đánh dấu màu cam) Nguồn: Tổ chức thương mại quốc tế và phát triển bền vững RONGEAD Trong năm 2015, sản lượng hạt điều tươi của khu vực Tây Phi và Đông Nam Á đều đạt 1,5 triệu tấn, chiếm khoảng 90% tổng sản lượng thế giới. Trong khi đó, do diện tích đất trồng hạt điều ngày càng già và nhiễm sâu bệnh, sản lượng mặt hàng này của Đông Phi và Bra-xin đang giảm mạnh. Điều này khiến các giống cây lai tạo ngày càng được sử dụng nhiều hơn.

8 Nguồn: Tổ chức thương mại quốc tế và phát triển bền vững RONGEAD Biểu đồ 1.1 : Thị phần sản xuất hạt điều theo khu vực trong năm 2015 Do không có số liệu chính thức của hầu hết các nước sản xuất hạt điều nên việc thống kê sản lượng hạt điều trên toàn thế giới khó có thể thực hiện được. Ví dụ, theo ước tính của Hội đồng thúc đẩy xuất khẩu hạt điều của Ấn Độ, sản lượng hạt điều của nước này trong năm 2015 đạt khoảng 850. Trong khi đó, theo các công ty trong ngành công nghiệp hạt điều, con số này chỉ nằm trong khoảng từ 700. Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn Việt Nam công bố mức sản lượng chỉ đạt từ 300.

Trong khi đó, các nhà phân tích trong lĩnh vực xuất nhập khẩu cho biết sản lượng thực tế phải đạt từ 600. Kể cả cơ sở dữ liệu nông nghiệp của Tổ chức lương thực thế giới (FAOSTAT) cũng đang cung cấp những con số không chính xác về sản lượng hạt điều của một số quốc gia chủ lực như Việt Nam và Nigeria. 9 Đơn vị: tấn Nguồn: Tổ chức thương mại quốc tế và phát triển bền vững RONGEAD Biểu đồ 1.2 Sản lượng hạt điều tại các nước sản xuất chủ lực trong niên vụ 2014/15 Đơn vị: tấn Nguồn: Tổ chức thương mại quốc tế và phát triển bền vững RONGEAD Biểu đồ 1.3 Sản lượng hạt điều chế biến tại 3 nước chủ lực trong năm 2015 10 Đơn vị: tấn Nguồn: Tổ chức thương mại quốc tế và phát triển bền vững RONGEAD Biểu đồ 1.4 Sản lượng hạt điều thế giới được chế biến tại các nước khác trong năm 2015 Đơn vị:tấn Nguồn: Tổ chức thương mại quốc tế và phát triển bền vững RONGEAD Biểu đồ 1.5 Tiêu thụ hạt điều tại 5 nước chủ lực trong năm 2015 Ước tính sản lượng tiêu thụ không gặp nhiều khó khăn do hầu hết các nước tiêu thụ hạt điều chủ lực không phải là nước sản xuất. Tuy nhiên, chỉ có sản lượng tiêu thụ hạt điều của thị trường Ấn Độ, Việt Nam và Bra-xin là khó ước tính hơn do 11 cùng một lúc trên các thị trường này diễn ra cả ba hoạt động: sản xuất, chế biến và tiêu thụ.3 Hiện trạng sản xuất điều ở Việt Nam Cây điều ở nước ta phát triển rất nhanh, từ thập niên 80 thế kỷ trước đã được đưa vào cơ cấu cây trồng thuộc ngành lâm nghiệp.

Đến năm 1990, trở thành một trong những cây công nghiệp lâu năm xuất khẩu chủ lực, có khả năng sinh trưởng trên nhiều loại đất ở vùng Đông Nam Bộ, vùng thấp Tây Nguyên, Duyên hải Nam Trung Bộ và một số vùng đất cao ở đồng bằng sông Cửu Long. Là cây đa mục tiêu (phát triển kinh tế, phòng hộ đất, bảo vệ môi trường, xoá đói giảm nghèo…), sinh trưởng nhanh, rễ phát triển mạnh, tán rộng che phủ bảo vệ đất, hạn chế xói mòn rất tốt. Ở nước ta cây điều được trồng từ Quảng Trị trở vào các tỉnh phía Nam có thể chia ra ba vùng trồng điều chính với điều kiện sinh thái và sản xuất tương đối khác nhau: Vùng Đông Nam Bộ được coi có điều kiện sinh thái và sản xuất ổn định và phù hợp nhất với cây điều. Vùng Tây Nguyên thường có nhiệt độ thấp vào thời kỳ cây điều ra hoa đậu quả, hay bị hạn hán.

Vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ thường có mưa rét vào thời kỳ ra hoa đậu quả, hạn hán bất thường và đất xấu. Theo báo cáo của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn các tỉnh, năm 2015 cả nước có 310.000 ha điều, trong đó diện tích điều trồng tập trung khoảng 60,8%, phân tán 39,2%, năng suất bình quân đạt 9,1 tạ/ha, sản lượng 285.000 tấn hạt, kim ngạch xuất khẩu đạt 1,654 tỷ USD (hạt điều, dầu vỏ hạt điều và các sản phẩm chế biến từ điều) đến 95 quốc gia và vùng lãnh thổ, trong đó Hoa Kỳ là thị trường lớn nhất, chiếm khoảng 35% thị phần, Trung Quốc 20%, EU 20%, còn lại 25% là các quốc gia khác; với 330 đơn vị xuất khẩu, chủ yếu là các doanh nghiệp nhỏ và vừa (số doanh nghiệp đạt kim ngạch xuất khẩu dưới 5 triệu USD/năm, chiếm 80% tổng kim ngạch xuất khẩu); tiêu thụ nội địa chiếm tỷ lệ rất thấp khoảng 4%. Nước ta đang chuyển từ nước sản xuất nguyên liệu sang nước chế biến điều của thế giới. 12 Mặc dù hiện nay Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu nhân điều đứng đầu trên thế giới tuy nhiên chất lượng hạt điều nước ta vẫn chưa cao.

Kích cỡ hạt nhỏ, bình quân 200 hạt/kg do đó tốn công chế biến và nhân thu được nhỏ, có giá thấp. Bên cạnh đó, tỷ lệ nhân thu hồi thấp, cần 4,0-4,2 kg h ạt nguyên liệu cho 1 kg nhân. Hạt không đồng đều về kích cỡ và hình dạng n ên khó áp dụng cơ giới hóa vào quá trình chế biến hạt điều trong khi nhu cầu lao động cao là một nhược điểm lớn của việc phát triển sản xuất chế biến điều hiện nay. Trong tập đoàn các dòng điều có triển vọng đã được chọn lọc trong thời gian qua có một số giống có chất lượng hạt vượt trội tỷ lệ nhân thu hồi cao 30-33% và kích cỡ hạt lớn 120-140 hạt/kg (Đỗ Trung Bình và cộng tác viên, 2011).

Đây là nguồn vật liệu di truyền quan trọng làm cơ sở cho việc nghiên cứu nâng cao chất lượng hạt điều.1: Diễn biến diện tích, năng suất và sản lượng điều từ năm 1999 - 2015 Số Diện tích tổng số Diện tích thu Năng suất Sản lượng Năm TT (1000 ha) hoạch (1000 ha) (tấn/ha) (1000 tấn) 1 1999 190,4 95,7 0,56 53,5 2 2000 197,1 107,8 0,55 58,8 3 2001 204,4 117,8 0,54 63,2 4 2002 193,5 139,6 0,39 55,1 5 2003 188,1 148,8 0,40 59,7 6 2004 199,2 146,5 0,64 94,1 7 2005 214,5 161,9 0,74 119,4 8 2006 240,6 176,4 0,83 145,7 9 2007 261,4 186,6 0,91 168,9 10 2008 297,5 201,8 0,99 200,3 11 2009 349,6 223,9 1,07 238,3 12 2010 433,0 350,0 1,00 350,0 13 2011 439,9 302,8 1,03 312,4 14 2012 406,7 321,1 0,96 308,5 15 2013 391,4 340,5 0,86 291,9 16 2014 372,6 340,3 0,85 289,9 17 2015 362,6 330,4 0,91 301,7 Nguồn: Sở tài nguyên tỉnh Bình Phước , 1999 - 2015 13 1.1 Diện tích điều Số liệu Bảng 1.1 cho thấy: Diện tích điều biến đổi không ổn định song vẫn theo hướng tăng từ năm 2003 - 2012, năm diện tích điều ít nhất 2000: 188,1 ngàn ha. Năm cao nhất 2013 : 439,9 ngàn ha và sau đó diện tích giảm dần (khoảng 20 ngàn ha/năm). Đến năm 2016, diện tích điều cả nước chỉ còn 362,6 ngàn ha. Việc giảm diện tích điều là do: - Giống điều cũ thoái hoá, nông dân trồng điều thường là ở vùng sâu, vùng xa, vùng khó khăn, chưa hoặc chậm được tiếp cận với giống điều mới và quy trình kỹ thuật thâm canh điều.

- Giá hạt điều thường thấp và không ổn định trong khi đó giá mặt hàng khác như: phân bón, thuốc bảo vệ thực vật và chi phí lao động cao nên cây điều không có lợi thế canh tranh với một số cây trồng khác.