Tổng quan nghiên cứu

Làng nghề tái chế kim loại đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy kinh tế nông thôn, chiếm khoảng 6,2% tổng số làng nghề tại Việt Nam và phân bố tập trung tới 67,8% tại các tỉnh miền Bắc. Tỉnh Bắc Ninh hiện có 62 làng nghề đang hoạt động, trong đó làng nghề Mẫn Xá thuộc xã Văn Môn, huyện Yên Phong là một trong những cái nôi tái chế nhôm quy mô lớn với lịch sử hình thành hơn 50 năm. Hàng năm, làng nghề xử lý tái chế trung bình khoảng 75.000 tấn nhôm phế thải, giải quyết việc làm cho hàng nghìn lao động và tạo nguồn thu nhập từ 15 đến 18 triệu đồng mỗi tháng cho các hộ gia đình. Năm 2015, tổng giá trị thu nhập từ tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ của xã đạt hơn 189,47 tỷ đồng, trong đó hoạt động tái chế nhôm đóng góp tới hơn 68%, tương đương 128 tỷ đồng.

Tuy nhiên, sự phát triển tự phát không đi đôi với quy hoạch hạ tầng bảo vệ môi trường đã đẩy Mẫn Xá vào tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Hệ thống nước thải chứa dầu mỡ và kim loại nặng cùng hàng trăm tấn xỉ thải phát sinh mỗi năm đang xả trực tiếp ra môi trường tiếp nhận mà không qua xử lý. Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá chi tiết hiện trạng môi trường nước (nước thải, nước mặt, nước ngầm) và chất thải rắn tại làng nghề Mẫn Xá, xã Văn Môn trong giai đoạn từ tháng 01/2015 đến tháng 12/2015. Kết quả của luận văn cung cấp hệ thống số liệu khoa học xác thực, làm nền tảng vững chắc để các cơ quan quản lý và cộng đồng địa phương áp dụng các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm, hướng tới mô hình kinh tế làng nghề tuần hoàn và bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp giữa lý thuyết Sản xuất sạch hơn (Cleaner Production - SXSH) do Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) khởi xướng và lý thuyết Cân bằng vật chất dòng thải (Material Flow Analysis). Trên thế giới, ngành công nghiệp tái chế xử lý hơn 400 triệu tấn kim loại mỗi năm, mang lại giá trị kinh tế khổng lồ nhưng luôn đi kèm nguy cơ phân tán chất độc nếu không kiểm soát tốt chu trình công nghệ. Quá trình tái sinh nhôm phế thải tại làng nghề đạt tỷ lệ thu hồi sản phẩm từ 70% đến 80% khối lượng nguyên liệu đầu vào, phần còn lại 20% đến 30% bị chuyển hóa thành dòng thải nguy hại gồm bã xỉ, bụi oxit và nước rửa dính dầu.

Bên cạnh đó, nghiên cứu vận dụng lý thuyết Quản lý môi trường dựa vào cộng đồng (Community-Based Environmental Management) để phân tích vai trò của chính quyền cấp cơ sở và các công cụ kinh tế như thuế, phí bảo vệ môi trường. Các khái niệm nền tảng được làm rõ bao gồm: Tái chế kim loại màu, Dòng thải công nghiệp phân tán, Tải lượng ô nhiễm nước mặt và Khả năng đồng hóa chất ô nhiễm của nguồn nước tiếp nhận theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra xã hội học với cỡ mẫu được xác định khoa học theo công thức Yamane với mức sai số e = 15%. Mẫu được phân bổ ngẫu nhiên cho 310 hộ sản xuất tại 4 xóm (trong đó xóm Trại chiếm 33 phiếu khảo sát trên tổng số 127 hộ) kết hợp 40 phiếu khảo sát dành cho các hộ không làm nghề (10 phiếu mỗi xóm) nhằm thu thập số liệu về quy mô vận hành, công nghệ đốt và nhận thức môi trường.

Về phương pháp quan trắc thực địa, 08 vị trí mẫu nước đặc trưng đã được thu thập, gồm 04 mẫu nước thải (NT1 tại hộ quy mô nhỏ, NT2 tại hộ quy mô lớn, NT3 và NT4 tại cống liên thôn), 02 mẫu nước mặt (NM1 tại ao Chùa, NM2 tại kênh Văn Môn thuộc nhánh sông Ngũ Huyện Khê) và 02 mẫu nước ngầm (NN1, NN2 tại giếng khoan). Mẫu được lấy vào 2 đợt: ngày 30/04/2015 (thời điểm sản xuất thấp) và ngày 30/11/2015 (thời điểm sản xuất cao điểm) tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn TCVN 5999:1995, TCVN 5994:1995 và TCVN 6663-11:2011. Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt được đo bằng phương pháp đếm tải liên tục 7 ngày trong 3 tháng (tháng 5 đến tháng 7/2015); chất thải rắn sản xuất được cân trực tiếp tại 15 hộ đại diện cho 3 quy mô sản xuất trong 3 ngày liên tiếp vào tháng 10/2015. Toàn bộ mẫu nước được phân tích tại Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và trắc phổ để xác định chính xác các chỉ tiêu pH, BOD5, COD, SS, tổng N, tổng P, kim loại nặng (Al, Fe, Cu, Pb, Zn, Ni) và vi sinh Coliform.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực địa cho thấy làng nghề Mẫn Xá có 310 trên tổng số 637 hộ (chiếm 48,7%) trực tiếp tham gia sản xuất tái chế nhôm, phân bố tập trung nhiều nhất tại xóm Trại với 127 hộ và xóm Giữa với 91 hộ. Về cơ cấu quy mô, hộ sản xuất quy mô trung bình (500 - 1000 kg phế liệu/ngày) chiếm tỷ lệ cao nhất với 50,3% (156 hộ), hộ quy mô nhỏ (100 - 500 kg phế liệu/ngày) chiếm 43,5% (135 hộ), và các cơ sở quy mô lớn (trên 1000 kg phế liệu/ngày) chiếm 6,2% (19 hộ).

Toàn bộ lượng nước thải sinh hoạt và sản xuất với lưu lượng hàng trăm mét khối mỗi ngày đều chảy qua hệ thống mương hở rồi đổ thẳng ra ao Chùa và kênh Văn Môn mà không có bất kỳ công trình xử lý nào. Kết quả quan trắc phòng thí nghiệm cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải như BOD5, COD, SS, Amoni và dầu mỡ khoáng đều vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia từ 1,5 đến hơn 4 lần, đặc biệt hàm lượng nhôm (Al) và sắt (Fe) hòa tan đạt mức rất cao vào mùa sản xuất cao điểm tháng 11/2015.

Đối với chất thải rắn, hoạt động tái chế tạo ra lượng bã xỉ và phoi kim loại ước tính hơn 0,6 tấn mỗi ngày, chứa hàm lượng kim loại dư thừa từ 3 đến 5 g/kg và dầu mỡ khoáng từ 1 đến 6 mg/kg. Khối lượng bã xỉ này đang bị đổ bừa bãi ra các khu đất trống ven đê và ao hồ. Hệ quả là môi trường sống bị ô nhiễm nặng, dẫn đến tỷ lệ người dân mắc các bệnh về hô hấp, thần kinh, ngoài da và điếc tại địa phương lên tới 60% dân số, cùng tỷ lệ tai nạn lao động ghi nhận chấn thương chiếm 64,1% và bỏng nhiệt chiếm 19,2%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng tại Mẫn Xá xuất phát từ việc 100% lò nấu nhôm được xây dựng thủ công bằng gạch bùn xỉ vôi, sử dụng nhiên liệu than đá Quảng Ninh tiêu hao khoảng 10 kg than mỗi giờ mà không có chụp hút hay buồng lọc khí. Nước làm mát khuôn đúc bị nhiễm dầu mỡ máy và bụi kim loại được xả rửa trực tiếp theo chu kỳ làm việc gián đoạn.

Khi so sánh với các làng nghề tái chế kim loại khác tại đồng bằng sông Hồng như làng nghề sắt Đa Hội hay làng nghề cơ khí Vân Chàng, mức độ ô nhiễm chất hữu cơ và kim loại nặng tại Mẫn Xá có sự tương đồng rõ rệt về tính chất dòng thải đa nguồn. Dữ liệu quan trắc phân tích có thể được mô tả trực quan qua biểu đồ cột so sánh nồng độ BOD5, COD và SS giữa đợt tháng 4 và tháng 11 năm 2015 so với QCVN, kết hợp bảng ma trận tương quan giữa tải lượng xỉ nhôm phát sinh với quy mô công suất lò nấu. Điều này minh chứng cho sự suy thoái nghiêm trọng của hệ sinh thái thủy vực sông Ngũ Huyện Khê, đe dọa trực tiếp tới nguồn nước ngầm tầng nông vốn đang được các hộ gia đình khai thác qua giếng khoan để phục vụ sinh hoạt.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm kiểm soát ô nhiễm và thúc đẩy làng nghề phát triển bền vững, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp hành động đồng bộ:

  1. Quy hoạch và di dời không gian sản xuất: Ủy ban nhân dân huyện Yên Phong và tỉnh Bắc Ninh cần khẩn trương hoàn thành hạ tầng Cụm công nghiệp làng nghề Mẫn Xá với diện tích tập trung, di dời dứt điểm 100% (310 cơ sở) ra khỏi khu dân cư trong giai đoạn 2016 - 2020 nhằm tách biệt hoàn toàn nguồn phát thải công nghiệp khỏi đời sống cộng đồng.
  2. Triển khai kỹ thuật sản xuất sạch hơn: Các hộ làm nghề cần thực hiện ngay việc bảo ôn thành lò nấu nhôm với chi phí đầu tư khoảng 200.000 đến 300.000 đồng mỗi lò để giảm 15% thất thoát nhiệt; nâng cấp buồng nấu nhôm với kinh phí 12 đến 16 triệu đồng/lò giúp tăng 10% hiệu suất thu hồi nhiệt; đồng thời lắp đặt hệ thống chụp hút thu gom bụi khí ướt với mức đầu tư 4 đến 7 triệu đồng/lò nhằm cắt giảm 20% đến 30% lượng khí thải độc hại.
  3. Xây dựng công trình xử lý nước thải và chất thải rắn: Xây dựng hệ thống tách dòng nước thải riêng biệt, ứng dụng bể tách dầu mỡ cơ học kết hợp bể keo tụ lắng bằng sữa vôi Ca(OH)2 với chi phí xây lắp khoảng 18 đến 20 triệu đồng cho trạm xử lý công suất 300 m3/ngày. Về chất thải rắn, tiếp tục duy trì và nhân rộng mô hình lò đốt rác sinh hoạt NFi-05 công suất 5 tấn/ngày với nhiệt độ buồng đốt đạt 650°C đến 1000°C, bảo đảm tỷ lệ thiêu hủy chất thải đạt 80% đến 85% thể tích.
  4. Tăng cường năng lực quản lý và công cụ kinh tế: Ủy ban nhân dân xã Văn Môn kiện toàn đội ngũ cán bộ chuyên trách môi trường tối thiểu 2 người, ban hành quy chế thu phí xả thải và xử phạt hành chính nghiêm khắc đối với hành vi đổ bã xỉ trộm, đồng thời trích lập Quỹ Bảo vệ môi trường địa phương để hỗ trợ vốn vay ưu đãi cho các hộ đổi mới công nghệ sạch.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật sâu sắc, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Phong cùng chính quyền cấp xã có thể sử dụng số liệu của luận văn làm căn cứ hoạch định chính sách, xây dựng đề án bảo vệ môi trường làng nghề và thiết lập quy hoạch phân khu sản xuất công nghiệp tập trung.
  2. Nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên chuyên ngành Môi trường: Đề tài là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp đánh giá tải lượng dòng thải liên hợp (nước thải và chất thải rắn), kỹ thuật chọn mẫu theo công thức Yamane và phương pháp luận ứng dụng giải pháp sản xuất sạch hơn cho các làng nghề luyện kim màu truyền thống.
  3. Chủ cơ sở sản xuất và các Hiệp hội nghề đúc nhôm: Các hộ gia đình và doanh nghiệp tái chế có thể trực tiếp áp dụng các mô hình kỹ thuật chi phí thấp như tuần hoàn nước làm mát, bảo ôn lò đốt và công nghệ xử lý nước thải mạ kim loại nhằm tiết kiệm chi phí vận hành và tuân thủ quy định pháp luật.
  4. Các tổ chức phi chính phủ và đơn vị tư vấn chuyển giao công nghệ: Cung cấp bức tranh thực địa chi tiết để xây dựng các dự án tài trợ xử lý ô nhiễm lưu vực sông, lắp đặt lò đốt rác thân thiện môi trường và tổ chức các chương trình truyền thông nâng cao sức khỏe cộng đồng nông thôn.

Câu hỏi thường gặp

Hoạt động tái chế nhôm đóng góp như thế nào vào cơ cấu kinh tế xã Văn Môn?
Hoạt động tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ của xã đạt doanh thu hơn 189,47 tỷ đồng trong năm 2015, trong đó tái chế nhôm chiếm tỷ trọng chủ đạo trên 68% với 128 tỷ đồng. Ngành nghề này tạo việc làm ổn định cho 310 hộ gia đình tại thôn Mẫn Xá với mức thu nhập bình quân từ 15 đến 18 triệu đồng mỗi tháng.

Những chỉ tiêu ô nhiễm nào trong nước thải làng nghề Mẫn Xá vượt ngưỡng cao nhất?
Kết quả phân tích tại các cống thải NT1 đến NT4 chỉ ra nồng độ các chất hữu cơ BOD5, COD, hàm lượng chất rắn lơ lửng SS, dầu mỡ khoáng và amoni đều vượt quy chuẩn QCVN từ 1,5 đến hơn 4 lần. Đặc biệt, hàm lượng kim loại nhôm (Al) và sắt (Fe) tăng đột biến vào mùa sản xuất cao điểm cuối năm.

Cơ cấu quy mô sản xuất của các hộ làm nghề tái chế tại thôn Mẫn Xá như thế nào?
Trong tổng số 310 hộ làm nghề, các cơ sở quy mô trung bình (500 đến 1000 kg phế liệu/ngày) chiếm tỷ trọng lớn nhất với 50,3% (156 hộ). Quy mô nhỏ (100 đến 500 kg phế liệu/ngày) chiếm 43,5% (135 hộ), trong khi các cơ sở quy mô lớn trên 1000 kg phế liệu/ngày chỉ chiếm 6,2% (19 hộ).

Các giải pháp sản xuất sạch hơn nào có mức chi phí thấp nhất dành cho hộ gia đình?
Giải pháp kinh tế nhất là kỹ thuật bảo ôn vỏ lò nấu nhôm với chi phí chỉ từ 200.000 đến 300.000 đồng/lò giúp giảm thất thoát nhiệt, kết hợp tuần hoàn nước làm mát qua thùng cao vị giúp giảm 20% đến 30% lượng nước thải xả ra môi trường mà gần như không tốn chi phí vận hành.

Tác động tiêu cực của ô nhiễm làng nghề tới sức khỏe người dân thể hiện qua con số nào?
Các khảo sát y tế môi trường ghi nhận khoảng 60% dân số tại làng nghề tái chế kim loại mắc các bệnh lý về đường hô hấp, thần kinh, thính lực và bệnh ngoài da. Hơn nữa, 100% làng nghề đều xảy ra tai nạn lao động với tỷ lệ chấn thương chiếm 64,1% và bỏng nhiệt chiếm 19,2%.

Kết luận

  • Đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước và định lượng chính xác dòng chất thải rắn phát sinh tại 310 cơ sở tái chế nhôm thôn Mẫn Xá, xã Văn Môn.
  • Xác định nồng độ các chất ô nhiễm điển hình gồm BOD5, COD, SS, dầu mỡ khoáng và kim loại nhôm (Al) trong nước thải đều vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia từ 1,5 đến hơn 4 lần.
  • Chỉ rõ thực trạng phát sinh hơn 0,6 tấn bã xỉ kim loại mỗi ngày chưa được thu gom hợp vệ sinh, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của 60% dân cư địa phương.
  • Đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật sản xuất sạch hơn mang tính thực tiễn cao với chi phí đầu tư linh hoạt từ 200.000 đồng đến 16 triệu đồng cho mỗi công đoạn sản xuất.
  • Hoàn thiện khung giải pháp quản lý, quy hoạch di dời làng nghề vào cụm công nghiệp tập trung gắn liền với công cụ kinh tế và giám sát cộng đồng giai đoạn 2016 - 2020.

Luận văn thạc sĩ của tác giả Đinh Thị Thu Hiền là công trình nghiên cứu công phu, cung cấp luận cứ khoa học chuẩn xác phục vụ công tác quản lý môi trường làng nghề tại tỉnh Bắc Ninh. Bạn đọc và các nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác toàn văn tài liệu tại Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam để tiếp cận hệ thống dữ liệu chi tiết và các mô hình tính toán chuyên sâu.