Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nước là thành phần thiết yếu của môi trường sống, giữ vai trò quyết định đối với các chiến lược phát triển kinh tế - xã hội và bảo đảm an ninh quốc phòng. Tuy nhiên, cùng với tốc độ phát triển công nghiệp hóa và đô thị hóa, tài nguyên nước đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt nghiêm trọng. Nước thải công nghiệp chưa qua xử lý hoặc xử lý chưa đạt chuẩn từ các cơ sở sản xuất thải trực tiếp ra môi trường là một trong những nguyên nhân chính phá vỡ cân bằng sinh thái và đe dọa sức khỏe cộng đồng dân cư xung quanh nguồn tiếp nhận.

Công ty TNHH MTV Điện cơ Hóa chất 15 (Nhà máy Z115) thuộc Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng, đóng trên địa bàn xã Quyết Thắng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên, là doanh nghiệp quốc phòng chuyên sản xuất vũ khí, đạn dược, cơ khí, thiết bị điện và thuốc nổ công nghiệp. Do đặc thù hoạt động sản xuất liên quan đến hóa chất, cơ khí và vật liệu nổ, hoạt động xả thải của nhà máy tiềm ẩn nguy cơ tác động tiêu cực đến môi trường nước xung quanh khu vực dân cư. Trước thực tế đó, đề tài "Đánh giá hiện trạng môi trường nước xung quanh khu vực công ty TNHH MTV Điện cơ Hóa chất 15-TCCN Quốc Phòng trên địa bàn xã Quyết Thắng – Thành Phố Thái Nguyên" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Quốc Cường nhằm phục vụ khóa luận tốt nghiệp kỹ sư ngành Khoa học Môi trường (Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, năm 2016).

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm:

  1. Đánh giá hiện trạng môi trường nước xung quanh khu vực Công ty TNHH MTV Điện cơ Hóa chất 15 (Nhà máy Z115) trên địa bàn xã Quyết Thắng, thành phố Thái Nguyên.
  2. Đánh giá chất lượng môi trường nước (nước thải sản xuất, nước ngầm, nước mặt) xung quanh khu vực công ty.
  3. Đề xuất các biện pháp quản lý, tuyên truyền và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước tại khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Môi trường nước tại khu vực, bao gồm nước thải sản xuất của nhà máy, nước ngầm (giếng khoan, giếng đào), nước mặt (nước suối) và tình hình sử dụng nước sinh hoạt của các hộ dân.
  • Phạm vi không gian: Khu vực bên trong và xung quanh Nhà máy Z115 trên địa bàn xã Quyết Thắng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện từ ngày 15/01/2016 đến ngày 15/05/2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý

Nghiên cứu dựa trên các khái niệm nền tảng của Luật Bảo vệ môi trường và khoa học môi trường về tài nguyên nước, nước mặt, nước ngầm, dòng chảy ngầm, nước sinh hoạt, ô nhiễm nước và tiêu chuẩn môi trường. Nghiên cứu phân loại các dạng ô nhiễm nước chính gồm: ô nhiễm chất hữu cơ, ô nhiễm chất vô cơ, phú dưỡng hóa nguồn nước, ô nhiễm kim loại nặng và hóa chất, ô nhiễm vi sinh vật, cũng như ô nhiễm do dư lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật.

Hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia được tác giả sử dụng làm căn cứ đối chiếu gồm:

  • Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014.
  • Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường.
  • Nghị định số 38/2015/NĐ-CP ngày 24/04/2015 của Chính phủ về quản lý chất thải và phế liệu.
  • Quyết định số 104/2000/QĐ-TTg ngày 25/08/2000 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược quốc gia về cấp nước sạch và vệ sinh nông thôn đến năm 2020.
  • QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
  • QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.
  • QCVN 09-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất (nước ngầm).
  • TCVN 5502:2003: Nước cấp sinh hoạt – Yêu cầu chất lượng.
  • QCVN 01:2009/BYT và QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt.
  • Các quy chuẩn liên quan khác: QCVN 05:2013/BTNMT (không khí xung quanh), QCVN 26:2010/BTNMT (tiếng ồn), QCVN 06:2009/BTNMT (chất độc hại trong không khí).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Tác giả đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và xã hội học môi trường:

  • Phương pháp kế thừa và thu thập số liệu thứ cấp: Thu thập tài liệu khoa học, báo cáo quy hoạch sử dụng đất, số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Quyết Thắng và hồ sơ quản lý môi trường tại Nhà máy Z115.
  • Phương pháp lấy mẫu và bảo quản: Tiến hành lấy mẫu nước thải sản xuất, nước ngầm và nước mặt theo quy trình kỹ thuật để gửi phân tích tại Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường. Các điểm lấy mẫu gồm:
    • Nước thải sản xuất (2 mẫu): Mẫu NT1 (nước thải phân xưởng sản xuất hàng quốc phòng); Mẫu NT2 (nước thải sau xử lý phân xưởng nghiền).
    • Nước ngầm (2 mẫu): Mẫu NN2 (nước giếng khoan); Mẫu NN3 (nước ngầm hộ dân cư trước cổng nhà máy).
    • Nước mặt (1 mẫu): Mẫu NM6 (nước suối gần khu vực sản xuất thuốc chịu nổ).
  • Phương pháp phát phiếu điều tra xã hội học: Thiết lập bộ câu hỏi và phát phiếu điều tra ngẫu nhiên tới $n = 60$ hộ gia đình sinh sống xung quanh khu vực Nhà máy Z115 để khảo sát nguồn nước sinh hoạt và đánh giá cảm quan chất lượng nước của người dân.
  • Phương pháp so sánh: Đối chiếu các thông số lý hóa, kim loại nặng và vi sinh đo đạc được với các giá trị giới hạn quy định tại QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 09-MT:2015/BTNMT và QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
  • Phương pháp xử lý và phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Word và Excel để thống kê, lập bảng biểu và vẽ đồ thị phân tích.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Mở đầu

Phần này trình bày lý do cấp thiết của việc bảo vệ tài nguyên nước trước áp lực phát triển kinh tế và chất thải công nghiệp. Khái quát vị trí của Công ty TNHH MTV Điện cơ Hóa chất 15 (Nhà máy Z115) – một đơn vị quốc phòng có đóng góp lớn vào nền kinh tế nhưng mang đặc thù sản xuất dễ phát sinh tác động môi trường. Trên cơ sở đó, xác định rõ 3 mục tiêu nghiên cứu, các yêu cầu về tính trung thực, khách quan của số liệu và ý nghĩa khoa học cũng như thực tiễn của đề tài đối với công tác quản lý môi trường tại địa phương.

Phần II: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết có hệ thống các khái niệm chuyên ngành môi trường nước, nguyên nhân ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Đồng thời, phân tích chi tiết ý nghĩa môi sinh của các chỉ tiêu chất lượng nước: độ đục, màu sắc, pH, chất rắn hòa tan (TDS), Chloride, Sắt (Fe), Nitrit ($N-NO_2^-$), Nitrat ($N-NO_3^-$), Amoniac ($N-NH_4^+$), Sunfat ($SO_4^{2-}$), Phosphat ($P-PO_4^{3-}$), Oxy hòa tan (DO), COD, BOD, Coliform phân và vi khuẩn E. coli.

Phần tổng quan cũng cung cấp bức tranh toàn cảnh về hiện trạng ô nhiễm nước trên thế giới (sông Thames, sông Seine, sông Rhine, vùng Ngũ Đại Hồ, ô nhiễm Asen ở Nam Á) và tại Việt Nam (các lưu vực sông Cầu, sông Nhuệ - Đáy, sông Sài Gòn - Đồng Nai, Đồng bằng sông Cửu Long; các vụ việc ô nhiễm công nghiệp tiêu biểu như Công ty Vedan trên sông Thị Vải, Công ty Tung Kuang tại Hải Dương, Nhà máy rượu Quảng Ngãi trên sông Trà Khúc).

Phần III: Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu

Tác giả cụ thể hóa đối tượng nghiên cứu (môi trường nước mặt, nước ngầm, nước thải), địa điểm (xã Quyết Thắng và Nhà máy Z115), thời gian thực hiện (15/01/2016 – 15/05/2016) và 4 nội dung nghiên cứu trọng tâm. Chương này mô tả chi tiết quy trình lấy mẫu, cách súc rửa bình chứa, phương pháp bảo quản mẫu phân tích theo từng chỉ tiêu hóa lý - vi sinh, quy trình phát phiếu điều tra xã hội học đối với 60 hộ gia đình và quy chuẩn đối sánh số liệu.

Phần IV: Kết quả và thảo luận

Chương IV tập trung phân tích các dữ liệu thực nghiệm và khảo sát thực địa:

  1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội xã Quyết Thắng: Xã có diện tích 1.552,52 ha, dân số 12.833 người, mật độ dân số 992,7 người/km² (do có lượng lớn sinh viên tạm trú từ 3 trường đại học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông, Đại học Kinh tế & Quản trị Kinh doanh). Đất chủ yếu là Feralit nâu vàng; cây trồng mũi nhọn là cây chè (105 ha, sản lượng 1.071 tấn/năm). Hệ thống đường liên thôn đạt 100% bê tông hóa theo cơ chế nhà nước và nhân dân cùng làm (60% vốn nhà nước, 40% vốn dân).
  2. Khái quát Nhà máy Z115 và công tác bảo vệ môi trường: Nhà máy tiền thân là MZ431, sau đó là V115. Trong sản xuất, nhà máy ứng dụng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO 1400 (ISO 14001), xây dựng hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, phân loại chất thải rắn tại nguồn, và áp dụng nhiều sáng kiến kỹ thuật tiêu biểu (cải tiến dây chuyền nhồi lắp đạn cối SA-7, kiểm soát nhiệt dây chuyền thuốc nổ TFĐ-15WR, chế tạo lựu đạn LĐ-01, đạn OG-9).
  3. Hiện trạng sử dụng nước của người dân: Khảo sát 60 hộ dân cho thấy 68% hộ sử dụng nước máy hoàn toàn, 10% kết hợp nước máy và giếng khoan, 3% dùng nước máy và giếng đào, 12% dùng giếng khoan và 7% dùng giếng đào. Về cảm quan chất lượng nước: 65% đánh giá nước không mùi, 18% phản ánh nước có mùi (chủ yếu là mùi Clo khử trùng hoặc mùi tanh từ đường ống kim loại), 17% phản ánh nước có cặn/váng, không có hộ nào ghi nhận nước có vị lạ.
  4. Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản xuất: Đối chiếu mẫu nước thải NT1 và NT2 với QCVN 40:2011/BTNMT cho thấy nhiều thông số ở mẫu nước thải phân xưởng quốc phòng (NT1) vượt ngưỡng cho phép xả thải vào nguồn nước cấp sinh hoạt (Cột A).

Phần V: Kết luận và đề nghị

Khóa luận tổng hợp những kết luận chính về chất lượng môi trường nước khu vực nghiên cứu, ghi nhận sự đầu tư của nhà máy trong công tác bảo vệ môi trường, chỉ ra các nguồn xả thải còn vượt quy chuẩn và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý nhằm giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm nguồn nước.


Kết quả và đóng góp

Số liệu thực nghiệm và khảo sát thực tế

Khóa luận đã tổng hợp các số liệu khảo sát và thử nghiệm chất lượng môi trường nước cụ thể qua các bảng số liệu sau:

Hiện trạng sử dụng nguồn nước sinh hoạt của 60 hộ dân xung quanh Nhà máy Z115

STT Nguồn nước sử dụng Số hộ điều tra Tỷ lệ (%)
1 Nước máy 41 68,0
2 Nước máy + Giếng khoan 6 10,0
3 Nước máy + Giếng đào 2 3,0
4 Giếng khoan 7 12,0
5 Giếng đào 4 7,0
Tổng 60 100,0

Đánh giá cảm quan chất lượng nước của người dân

STT Cảm quan chất lượng nước Số hộ Tỷ lệ (%)
1 Không mùi 39 65,0
2 Có mùi (mùi Clo, mùi kim loại) 11 18,0
3 Có vị 0 0,0
4 Khác (có cặn, váng) 10 17,0
Tổng 60 100,0

Kết quả thử nghiệm mẫu nước thải sản xuất tại Nhà máy Z115

(Nguồn phân tích: Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường; Mẫu NT1: Phân xưởng sản xuất hàng quốc phòng; Mẫu NT2: Sau xử lý tại phân xưởng nghiền)

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính NT1 NT2 QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A) QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)
1 pH - 5,4 6,9 6,0 – 9,0 5,5 – 9,0
2 Tổng chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 91,5 88,3 50,0 100,0
3 $BOD_5$ ($20^\circ C$) mg/l 28,5 20,3 30,0 50,0
4 COD mg/l 101,0 93,0 75,0 150,0
5 Amoni ($N-NH_4^+$) mg/l 5,8 3,9 5,0 10,0
6 Asen (As) mg/l 0,03 0,01 0,05 0,1
7 Sắt (Fe) mg/l 2,53 2,07 1,0 5,0
8 Chì (Pb) mg/l 0,37 0,18 0,1 0,5
9 Hàm lượng dầu mỡ mg/l 6,69 2,10 5,0 10,0
10 Tổng Coliform MPN/100ml 5.600 3.800 3.000 5.000
11 E. coli MPN/100ml 75 34 50 100

Ghi chú:

  • Cột A: Áp dụng khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
  • Cột B: Áp dụng khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Đánh giá kết quả thử nghiệm

  • Mẫu NT1 (Nước thải phân xưởng sản xuất hàng quốc phòng): Có tính axit nhẹ (pH = 5,4) chưa đạt quy chuẩn cả Cột A lẫn Cột B; các chỉ tiêu SS (91,5 mg/l), COD (101 mg/l), $N-NH_4^+$ (5,8 mg/l), Fe (2,53 mg/l), Pb (0,37 mg/l), dầu mỡ (6,69 mg/l), Coliform (5.600 MPN/100ml) và E. coli (75 MPN/100ml) đều vượt giới hạn Cột A của QCVN 40:2011/BTNMT.
  • Mẫu NT2 (Nước thải sau xử lý phân xưởng nghiền): Chất lượng được cải thiện rõ rệt, hầu hết các thông số đều nằm trong ngưỡng cho phép của Cột B (dành cho nguồn không cấp nước sinh hoạt), mặc dù các chỉ tiêu SS, COD, Fe, Pb và Coliform vẫn vượt Cột A.

Đóng góp và giải pháp tác giả đề xuất

  • Cung cấp bộ số liệu đo đạc thực tế về chất lượng nước thải đặc thù của cơ sở cơ khí - hóa chất quốc phòng trên địa bàn Thái Nguyên năm 2016.
  • Làm rõ thực trạng tiếp cận nước sạch của cộng đồng dân cư khu vực giáp ranh nhà máy, chỉ ra tỷ lệ 19% hộ dân vẫn phải phụ thuộc hoàn toàn vào nước ngầm (giếng khoan, giếng đào) vốn tiềm ẩn nguy cơ nhiễm phèn và ô nhiễm khi có mưa lũ.
  • Đề xuất các nhóm biện pháp quản lý môi trường: nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống xử lý nước thải công nghiệp tại chỗ, duy trì kiểm soát môi trường theo tiêu chuẩn ISO 1400, đẩy mạnh công tác tuyên truyền bảo vệ nguồn nước và mở rộng mạng lưới cấp nước máy cho các hộ dân còn cách xa trục đường chính.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Số lượng mẫu quan trắc thực nghiệm còn ít (2 mẫu nước thải, 2 mẫu nước ngầm, 1 mẫu nước mặt) và chỉ được lấy tại một thời điểm trong mùa khô/giao mùa (từ tháng 1 đến tháng 5), chưa theo dõi được biến động nồng độ chất ô nhiễm theo chu kỳ các mùa trong năm hoặc khi công suất sản xuất của nhà máy thay đổi cực đại.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần mở rộng mạng lưới quan trắc chất lượng nước mặt và nước ngầm tại nhiều vị trí hạ lưu tiếp nhận; tăng tần suất lấy mẫu quan trắc định kỳ cả mùa mưa và mùa khô; tiến hành đánh giá chi tiết hàm lượng các hợp chất hữu cơ độc hại và kim loại nặng đặc thù phát sinh từ dây chuyền hóa nổ.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo thiết thực đối với:

  • Sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường khi thực hiện khóa luận tốt nghiệp về đánh giá hiện trạng môi trường nước tại các khu vực sản xuất công nghiệp đặc thù.
  • Cán bộ quản lý môi trường tại các doanh nghiệp cơ khí, hóa chất, quốc phòng và cán bộ địa chính - môi trường cấp xã/phường trong việc xây dựng phương án giám sát nước thải sản xuất và điều tra xã hội học về nước sinh hoạt nông thôn - đô thị.
  • Phần phương pháp điều tra phát phiếu kết hợp lấy mẫu kiểm tra thực nghiệm và hệ thống quy chuẩn đối sánh là tài liệu mẫu đáng tham khảo cho các nghiên cứu đánh giá tác động môi trường cấp cơ sở.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn nước sinh hoạt chính của người dân xung quanh Nhà máy Z115 là gì?

Theo kết quả điều tra 60 hộ gia đình, nguồn nước sử dụng phổ biến nhất là nước máy tập trung với 68% số hộ dùng nước máy hoàn toàn, 10% kết hợp nước máy và giếng khoan, 3% kết hợp nước máy và giếng đào. Tuy nhiên, vẫn còn 12% số hộ chỉ dùng giếng khoan và 7% dùng giếng đào do ở xa trục dẫn nước và điều kiện kinh tế hạn chế.

2. Chất lượng nước thải tại phân xưởng sản xuất hàng quốc phòng (NT1) có đạt chuẩn không?

Mẫu nước thải NT1 chưa đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (QCVN 40:2011/BTNMT). Mẫu có độ pH thấp (5,4 - có tính axit), đồng thời nhiều thông số vượt giới hạn Cột A gồm: SS (91,5 mg/l so với 50 mg/l), COD (101 mg/l so với 75 mg/l), $N-NH_4^+$ (5,8 mg/l so với 5,0 mg/l), Sắt (2,53 mg/l so với 1,0 mg/l), Chì (0,37 mg/l so với 0,1 mg/l), Dầu mỡ (6,69 mg/l so với 5,0 mg/l), Coliform (5.600 MPN/100ml so với 3.000 MPN/100ml) và E. coli (75 MPN/100ml so với 50 MPN/100ml).

3. Nước thải sau xử lý của phân xưởng nghiền (NT2) đạt quy chuẩn nào?

Mẫu nước thải NT2 sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn theo Cột B của QCVN 40:2011/BTNMT (áp dụng cho nguồn tiếp nhận không phục vụ mục đích cấp nước sinh hoạt) với pH = 6,9; SS = 88,3 mg/l; $BOD_5$ = 20,3 mg/l; COD = 93 mg/l; $N-NH_4^+$ = 3,9 mg/l; Fe = 2,07 mg/l; Pb = 0,18 mg/l; dầu mỡ = 2,10 mg/l.

4. Người dân địa phương phản ánh như thế nào về chất lượng nước sinh hoạt?

Trong 60 hộ được phỏng vấn, 65% nhận xét nước không có mùi; 18% cho biết nước có mùi (chủ yếu là mùi Clo trong nước máy hoặc mùi tanh từ ống dẫn kim loại); 17% nhận thấy nước có cặn hoặc váng; không có hộ nào phản ánh nước có vị lạ.

5. Nhà máy Z115 đã áp dụng các biện pháp quản lý môi trường nào?

Nhà máy đã ứng dụng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO 1400 (ISO 14001), lắp đặt hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, hệ thống xử lý chất thải rắn, hệ thống quan trắc môi trường và thực hiện phân loại chất thải rắn độc hại/thông thường ngay tại nguồn phát sinh.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Quốc Cường đã phản ánh trung thực và toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường nước cũng như tình hình sử dụng nước sinh hoạt tại khu vực phụ cận Công ty TNHH MTV Điện cơ Hóa chất 15 (Nhà máy Z115) trên địa bàn xã Quyết Thắng, thành phố Thái Nguyên năm 2016. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng dù nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn Cột B (QCVN 40:2011/BTNMT) ở một số công đoạn, nước thải từ phân xưởng sản xuất hàng quốc phòng vẫn có nhiều chỉ tiêu vượt ngưỡng Cột A đòi hỏi phải tăng cường kiểm soát và xử lý triệt để. Đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng có giá trị, đóng góp thiết thực cho công tác quản lý tài nguyên môi trường và định hướng mở rộng hệ thống cấp nước sạch bảo vệ sức khỏe cộng đồng địa phương.