Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn 2011–2015, tỉnh Bắc Giang đạt tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất công nghiệp bình quân 29,2%/năm, thu hút thành công 203 dự án đầu tư trong nước và 106 dự án FDI với tổng vốn đăng ký đạt 1.851 triệu USD. Sự phát triển bứt phá của 4 khu công nghiệp và 27 cụm công nghiệp đã tạo động lực kinh tế mạnh mẽ, nhưng đồng thời làm phát sinh khoảng 9.360 m3 nước thải/ngày đêm cùng 48.080 kg chất thải rắn/ngày. Áp lực xả thải gia tăng nhanh chóng trong khi nhiều cơ sở chưa đầu tư đồng bộ công trình xử lý hoặc vận hành mang tính đối phó đã khiến nguồn nước mặt lưu vực sông Cầu và sông Thương đối mặt với nguy cơ suy thoái nghiêm trọng, làm nảy sinh nhiều đơn thư kiến nghị phức tạp về môi trường.

Trước thực trạng cấp bách đó, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học môi trường của tác giả Nguyễn Văn Trọng, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trịnh Quang Huy tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, đã thực hiện đề tài nhằm khảo sát toàn diện hiện trạng hoạt động, kiểm kê nguồn phát sinh và phân loại mức độ ô nhiễm nước thải tại các khu, cụm công nghiệp trọng điểm trên địa bàn tỉnh. Nghiên cứu được triển khai thực địa từ tháng 3/2016 đến tháng 3/2017 trên phạm vi 4 khu công nghiệp và 4 cụm công nghiệp tiêu biểu với tổng số 253 doanh nghiệp đang hoạt động.

Ý nghĩa cốt lõi của công trình là thiết lập hệ số phát thải thực nghiệm cho 13 nhóm ngành sản xuất đặc thù, cung cấp bộ dữ liệu định lượng chính xác giúp các cơ quan quản lý nhà nước giảm thiểu trên 50% nguy cơ vi phạm quy chuẩn kỹ thuật quốc gia và nâng cao hiệu quả giám sát môi trường lưu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết kiểm soát ô nhiễm công nghiệp tích hợp kết hợp với mô hình sản xuất sạch hơn (Cleaner Production) theo Quyết định số 1419/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ nhằm phân tích dòng nguyên liệu, năng lượng và cân bằng vật chất trong từng chu trình sản xuất. Bên cạnh đó, mô hình đánh giá tải lượng dòng thải được áp dụng để xác định lượng phát thải trung bình theo đầu sản phẩm và quy mô lao động. Các khái niệm nền tảng được chuẩn hóa trong luận văn bao gồm: nước thải sản xuất công nghiệp, nước thải sinh hoạt tập trung, tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ và tiêu chí phân loại cơ sở gây ô nhiễm môi trường theo Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Hệ thống lý thuyết gắn liền với khung pháp lý hiện hành gồm Luật Bảo vệ môi trường năm 2014, Nghị định số 18/2015/NĐ-CP, Nghị định số 38/2015/NĐ-CP, QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp và QCVN 14:2008/BTNMT về nước thải sinh hoạt.

Phương pháp nghiên cứu

Để bảo đảm tính đại diện cao, tác giả lựa chọn cỡ mẫu điều tra gồm 253 doanh nghiệp đang hoạt động tại 4/4 khu công nghiệp (Đình Trám, Quang Châu, Song Khê - Nội Hoàng, Vân Trung) và 4/27 cụm công nghiệp (Thọ Xương, Nội Hoàng, Tân Mỹ, Bố Hạ). Phương pháp chọn mẫu phân tầng kết hợp ngẫu nhiên theo 13 loại hình sản xuất được áp dụng để bao quát toàn bộ các ngành nghề trọng điểm như gia công cơ khí, linh kiện điện tử, may mặc, chế biến thực phẩm và sản xuất giấy.

Nghiên cứu tiến hành thu thập 11 mẫu nước thải sản xuất tại các cống xả đặc thù, 6 mẫu nước thải tại các điểm xả tập trung của khu, cụm công nghiệp và 5 mẫu nước thải sinh hoạt đại diện với lưu lượng dao động từ 10 đến 69 m3/ngày đêm. Quy trình phân tích trong phòng thí nghiệm kiểm định 22 chỉ tiêu hóa lý và vi sinh vật (gồm pH, BOD5, COD, TSS, amoni, tổng nitơ, tổng photpho, dầu mỡ khoáng, coliform và các kim loại nặng như Pb, Cd, Fe, Cu, Zn, Hg, As) theo đúng Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN). Dữ liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê mô tả và phân tích phương sai ANOVA ở mức ý nghĩa alpha = 0.05 trên phần mềm Excel 2013, giúp chứng minh sự khác biệt rõ rệt về nồng độ ô nhiễm giữa các nhóm ngành sản xuất trong suốt thời gian theo dõi từ tháng 3/2016 đến tháng 3/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Tổng lượng chất thải ước tính từ các khu, cụm công nghiệp toàn tỉnh Bắc Giang phát sinh mỗi ngày lên tới 9.360 m3 nước thải, 48.080 kg chất thải rắn thông thường và 4.414 kg chất thải nguy hại. Đáng chú ý, 90,9% cơ sở điều tra đã hoàn thành các thủ tục pháp lý môi trường như báo cáo đánh giá tác động môi trường hoặc cam kết bảo vệ môi trường, phản ánh ý thức tuân thủ hồ sơ tương đối tốt.

Tuy nhiên, khi đánh giá chất lượng nước thải thực tế tại các điểm xả tập trung theo Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT, có tới 57,1% đối tượng thuộc diện cơ sở gây ô nhiễm môi trường và 28,6% đối tượng thuộc diện gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng (tiêu biểu là Khu công nghiệp Đình Trám và Cụm công nghiệp Nội Hoàng). Duy nhất Khu công nghiệp Quang Châu với trạm xử lý nước thải công suất 3.000 m3/ngày đêm là đạt tiêu chuẩn xả thải an toàn.

Nước thải sinh hoạt tại các cơ sở chủ yếu chỉ qua xử lý sơ bộ bằng bể tự hoại với tải lượng ô nhiễm hữu cơ tính theo COD trung bình là 999 kg/năm (biến thiên từ 20 đến 6.200 kg/năm) và TSS trung bình đạt 1.636 kg/năm (biến thiên từ 17,7 đến 7.817 kg/năm). Các thông số photphat, amoni và coliform trong nước thải sinh hoạt tại nhiều đơn vị vượt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT cột B từ vài lần đến trên 24 lần. Đối với nước thải sản xuất, các ngành chế biến thực phẩm, mạ kim loại, sản xuất pin năng lượng mặt trời và tái chế giấy ghi nhận hàm lượng COD, tổng nitơ, dầu mỡ khoáng và ion kim loại nặng vượt chuẩn nhiều lần so với QCVN 40:2011/BTNMT.

Thảo luận kết quả

Sự mâu thuẫn giữa tỷ lệ hoàn thiện hồ sơ môi trường cao (90,9%) và tỷ lệ gây ô nhiễm thực tế lên đến 85,7% (tổng cơ sở ô nhiễm và ô nhiễm nghiêm trọng) phản ánh rõ nét thực trạng quản trị mang tính đối phó. Nhiều doanh nghiệp xây dựng trạm xử lý cục bộ nhưng không vận hành liên tục nhằm tiết kiệm chi phí hóa chất và điện năng. Bên cạnh đó, việc chậm trễ hạ tầng tại các cụm công nghiệp và việc Khu công nghiệp Song Khê - Nội Hoàng mới chỉ hoàn thành 5% khối lượng xây dựng trạm xử lý tập trung đã tạo nên các điểm nghẽn nghiêm trọng.

Các số liệu thực nghiệm trong luận văn có thể được minh họa trực quan qua biểu đồ hình tròn thể hiện cơ cấu mức độ ô nhiễm (57,1% gây ô nhiễm, 28,6% gây ô nhiễm nghiêm trọng, 14,3% đạt chuẩn) cùng biểu đồ cột kép so sánh nồng độ trung bình COD, BOD5 thực đo với giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT theo từng phân ngành. Bảng đối chiếu tải lượng 13 nhóm ngành nghề làm nổi bật áp lực xả thải tập trung cao nhất ở nhóm linh kiện điện tử, cơ khí mạ và dệt may.

Kết quả này hoàn toàn tương đồng với diễn biến suy thoái nguồn nước mặt thực tế tại hạ lưu sông Thương (vị trí xã Trí Yên ghi nhận BOD5 đạt 252 mg/l, vượt 7,8 lần cột B1) và sông Cầu đoạn tiếp nhận nước thải khu công nghiệp có chỉ số COD thường xuyên dao động từ 70 đến 120 mg/l, khẳng định hoạt động công nghiệp là nguyên nhân chính gây áp lực lên nguồn tiếp nhận.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm kiểm soát ô nhiễm và nâng cao hiệu quả quản trị môi trường nước thải công nghiệp tại Bắc Giang, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  • Nâng cấp và hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật xử lý nước thải tập trung: Ban Quản lý các Khu công nghiệp tỉnh Bắc Giang cùng các chủ đầu tư hạ tầng cần đẩy nhanh tiến độ thi công để hoàn thành trạm xử lý nước thải tập trung Khu công nghiệp Song Khê - Nội Hoàng với công suất tối thiểu 2.000 m3/ngày đêm và xúc tiến xây dựng trạm xử lý tại 100% các cụm công nghiệp đang hoạt động trước năm 2020. Mục tiêu là chấm dứt hoàn toàn tình trạng xả nước thải sản xuất chưa qua xử lý ra môi trường tự nhiên.

  • Tăng cường công tác thanh tra, hậu kiểm và xử lý vi phạm: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang chủ trì phối hợp cùng Phòng Cảnh sát Phòng chống tội phạm về Môi trường tổ chức kiểm tra định kỳ 2 lần/năm và đột xuất tại 253 cơ sở sản xuất trong khu, cụm công nghiệp. Yêu cầu 28,6% cơ sở thuộc diện ô nhiễm nghiêm trọng (như Khu công nghiệp Đình Trám, Cụm công nghiệp Nội Hoàng) phải cải tạo ngay hệ thống công nghệ, nâng tỷ lệ cơ sở vận hành hệ thống xử lý đạt chuẩn liên tục lên trên 95% vào năm 2022.

  • Lắp đặt hệ thống quan trắc nước thải tự động liên tục: Bắt buộc các khu công nghiệp Đình Trám, Quang Châu, Vân Trung và Song Khê - Nội Hoàng hoàn thiện lắp đặt trạm quan trắc tự động đo lưu lượng, pH, COD, TSS và nhiệt độ có kết nối truyền dữ liệu trực tiếp 24/7 về Sở Tài nguyên và Môi trường giai đoạn 2018–2020 để cảnh báo sớm các sự cố môi trường.

  • Ứng dụng kỹ thuật sản xuất sạch hơn và tái sử dụng nước: Sở Công thương hướng dẫn các doanh nghiệp ngành cơ khí, điện tử và dệt may áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn theo Quyết định số 1419/QĐ-TTg, thực hiện kiểm toán chất thải và tái tuần hoàn tối thiểu 30% lượng nước làm mát máy móc trong chu trình nội bộ từ năm 2019 đến năm 2023.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường (Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Bảo vệ Môi trường Bắc Giang): Luận văn cung cấp bộ cơ sở dữ liệu định lượng về tải lượng phát thải của 13 nhóm ngành và căn cứ pháp lý theo Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT để quy hoạch phân vùng xả thải, cấp giấy phép môi trường và lập kế hoạch thanh tra trọng điểm.

  • Chủ đầu tư phát triển hạ tầng khu và cụm công nghiệp: Nghiên cứu hỗ trợ số liệu tính toán lưu lượng phát sinh (9.360 m3/ngày) và đặc tính lý hóa nước thải của từng ngành nghề, giúp các đơn vị thiết kế đúng công suất, lựa chọn sơ đồ công nghệ module hóa linh hoạt cho trạm xử lý nước thải tập trung.

  • Doanh nghiệp sản xuất đang hoạt động tại các khu, cụm công nghiệp: Nguồn tài liệu thực tế giúp bộ phận an toàn môi trường của nhà máy nắm bắt các chỉ tiêu ô nhiễm đặc thù (COD, TSS, amoni, kim loại nặng), từ đó tối ưu hóa công trình xử lý nước thải sơ bộ đạt chuẩn trước khi đấu nối vào mạng lưới thu gom chung.

  • Giảng viên, học viên cao học và nhà nghiên cứu chuyên ngành Môi trường: Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp luận kết hợp điều tra xã hội học với phân tích thực nghiệm 22 chỉ tiêu hóa lý và ứng dụng kiểm định phương sai ANOVA trong xử lý dữ liệu môi trường công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

Tổng lưu lượng nước thải phát sinh từ các khu, cụm công nghiệp tại Bắc Giang là bao nhiêu? Theo tính toán từ 253 cơ sở thuộc 13 nhóm ngành, tổng lưu lượng nước thải phát sinh ước tính đạt 9.360 m3/ngày đêm. Cùng với đó, các cơ sở này phát sinh 48.080 kg chất thải rắn/ngày và 4.414 kg chất thải nguy hại/ngày, tạo nên tải lượng ô nhiễm rất lớn đối với hệ thống thoát nước chung của tỉnh.

Tỷ lệ cơ sở sản xuất gây ô nhiễm môi trường theo kết quả phân loại là bao nhiêu? Theo tiêu chí phân loại của Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT, có 57,1% cơ sở nghiên cứu thuộc diện gây ô nhiễm môi trường và 28,6% cơ sở thuộc diện gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng (tập trung tại KCN Đình Trám và CCN Nội Hoàng). Chỉ có duy nhất KCN Quang Châu đạt chuẩn nước thải đầu ra.

Tại sao doanh nghiệp có tỷ lệ hoàn thành hồ sơ môi trường cao (90,9%) nhưng vẫn gây ô nhiễm? Tình trạng này bắt nguồn từ việc nhiều doanh nghiệp xây dựng công trình xử lý nước thải chỉ để đối phó khi nghiệm thu thủ tục, sau đó không vận hành thường xuyên nhằm cắt giảm chi phí điện và hóa chất. Ngoài ra, việc thiếu hụt hệ thống xử lý tập trung tại các cụm công nghiệp khiến nước thải xả trực tiếp ra ngoài.

Nước thải sinh hoạt tại các cơ sở công nghiệp Bắc Giang có mức độ ô nhiễm ra sao? Nước thải sinh hoạt tại phần lớn cơ sở mới chỉ qua bể tự hoại sơ sài, mang tải lượng COD trung bình 999 kg/năm và TSS trung bình 1.636 kg/năm. Các chỉ số amoni, photphat và vi khuẩn coliform đều vượt chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT cột B từ vài lần đến trên 24 lần.

Hiện trạng trạm xử lý nước thải tập trung tại 4 khu công nghiệp Bắc Giang như thế nào? Tính đến thời điểm nghiên cứu, KCN Đình Trám có trạm xử lý 2.000 m3/ngày đêm (nhưng bị quá tải), KCN Quang Châu có trạm xử lý 3.000 m3/ngày đêm, KCN Vân Trung có trạm xử lý 5.000 m3/ngày đêm, trong khi KCN Song Khê - Nội Hoàng mới chỉ hoàn thành 5% khối lượng xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung.

Kết luận

  • Điều tra, kiểm kê thực trạng phát sinh chất thải tại 253 doanh nghiệp thuộc 13 nhóm ngành trên địa bàn 4 khu công nghiệp và 4 cụm công nghiệp tỉnh Bắc Giang.
  • Xác định tổng tải lượng chất thải phát sinh đạt 9.360 m3 nước thải/ngày, 48.080 kg chất thải rắn/ngày và 4.414 kg chất thải nguy hại/ngày.
  • Phân loại 57,1% cơ sở thuộc diện gây ô nhiễm môi trường và 28,6% cơ sở thuộc diện gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng theo Thông tư số 04/2012/TT-BTNMT.
  • Phân tích nguyên nhân cốt lõi gây ô nhiễm nguồn nước mặt sông Cầu và sông Thương xuất phát từ việc thiếu đồng bộ hạ tầng xử lý tập trung và sự đối phó trong vận hành công trình cục bộ.
  • Xây dựng hệ thống 4 nhóm giải pháp khả thi bao gồm hoàn thiện hạ tầng trạm xử lý, đẩy mạnh thanh tra hậu kiểm, lắp đặt quan trắc tự động liên tục và áp dụng sản xuất sạch hơn.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là thiết lập hệ số phát thải và bộ dữ liệu kiểm kê nguồn thải thực nghiệm cho 13 nhóm ngành công nghiệp tại Bắc Giang, cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho công tác quy hoạch bảo vệ môi trường của tỉnh giai đoạn 2020–2030. Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp cần nhanh chóng triển khai lộ trình lắp đặt trạm quan trắc tự động và vận hành đồng bộ các công trình xử lý nước thải ngay từ giai đoạn 2018–2020 nhằm bảo đảm mục tiêu phát triển công nghiệp bền vững gắn liền với bảo vệ an ninh nguồn nước lưu vực.