Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn 2011-2015, sản xuất công nghiệp tại tỉnh Bắc Giang ghi nhận tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất bình quân ấn tượng đạt 29,2%/năm, đưa tỷ trọng công nghiệp và xây dựng chiếm tới 41,6% cơ cấu kinh tế toàn tỉnh vào năm 2015. Đi liền với bước chuyển mình mạnh mẽ về kinh tế là sức ép môi trường gia tăng nhanh chóng khi toàn tỉnh quy hoạch 6 khu công nghiệp với tổng diện tích 1.379 ha và 27 cụm công nghiệp với tổng diện tích 572 ha. Tổng lượng nước thải phát sinh ước tính từ các khu, cụm công nghiệp này đạt khoảng 9.360 m3/ngày đêm, tiềm ẩn nguy cơ làm suy giảm chất lượng các thủy vực tiếp nhận trọng điểm như sông Thương và sông Cầu.

Trước thực trạng nhiều doanh nghiệp chưa đầu tư đồng bộ hoặc vận hành không thường xuyên các công trình xử lý nước thải, đề tài tập trung giải quyết vấn đề cốt lõi: Phân loại chính xác quy mô và mức độ ô nhiễm nước thải từ các cơ sở sản xuất nhằm cung cấp căn cứ khoa học cho công tác quản lý chuyên ngành. Mục tiêu cụ thể của luận văn là tổng hợp thông tin hoạt động, đánh giá mức độ tuân thủ pháp luật môi trường tại 253 doanh nghiệp, đồng thời phân loại mức độ ô nhiễm nước thải tại 4 khu công nghiệp và 4 cụm công nghiệp trọng điểm theo Thông tư 04/2012/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Nghiên cứu được triển khai trên phạm vi không gian toàn tỉnh Bắc Giang trong khoảng thời gian từ tháng 3/2016 đến tháng 3/2017. Về mặt ý nghĩa ứng dụng, công trình thiết lập hệ thống dữ liệu định lượng về 13 nhóm ngành sản xuất, chỉ rõ 57,1% cơ sở xả thải gây ô nhiễm và 28,6% cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng, giúp cơ quan quản lý nâng cao hiệu lực giám sát và giảm thiểu tới 30% rủi ro sự cố môi trường nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn xây dựng trên nền tảng lý thuyết Kiểm soát ô nhiễm công nghiệp tích hợp (Integrated Industrial Pollution Control) kết hợp với khung lý thuyết Sản xuất sạch hơn (Cleaner Production) theo Quyết định 1419/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ. Bên cạnh đó, mô hình đánh giá tải lượng phát thải từ nguồn điểm kết hợp ma trận phân tầng rủi ro môi trường được áp dụng xuyên suốt để lượng hóa áp lực dòng thải đối với khả năng tự làm sạch của các lưu vực sông tự nhiên.

Hệ thống nghiên cứu sử dụng 4 khái niệm kỹ thuật cốt lõi:

  • Nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt theo Luật Bảo vệ môi trường 2014 và Nghị định 80/2014/NĐ-CP.
  • Tải lượng phát thải ô nhiễm đại diện qua các thông số nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), chất rắn lơ lửng (TSS), tổng Nitơ (TN) và tổng Photpho (TP).
  • Nồng độ giới hạn xả thải quy chuẩn kỹ thuật quốc gia bao gồm QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp và QCVN 14:2008/BTNMT về nước thải sinh hoạt.
  • Tiêu chí phân loại cơ sở gây ô nhiễm môi trường và cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng căn cứ theo Thông tư 04/2012/TT-BTNMT.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tích hợp nguồn dữ liệu thứ cấp từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang, Ban Quản lý các Khu công nghiệp tỉnh cùng số liệu niên giám thống kê giai đoạn 2011-2015. Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua phương pháp điều tra bảng hỏi trực tiếp tại 253 cơ sở sản xuất thuộc 4 khu công nghiệp (Đình Trám, Quang Châu, Song Khê - Nội Hoàng, Vân Trung) và 4 cụm công nghiệp (Thọ Xương, Nội Hoàng, Tân Mỹ, Bố Hạ I).

Cỡ mẫu 253 doanh nghiệp được lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích kết hợp chọn mẫu ngẫu nhiên theo 13 nhóm loại hình sản xuất dựa trên Nghị định 18/2015/NĐ-CP. Cách tiếp cận này bảo đảm tính đại diện tuyệt đối cho 100% các khu công nghiệp đang hoạt động và các cụm công nghiệp có mật độ xả thải lớn nhất tỉnh. Nghiên cứu thực hiện thu thập 11 mẫu nước thải tại các nhà máy điển hình và 06 mẫu nước thải tại các họng xả tập trung của khu, cụm công nghiệp.

Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm tuân thủ chặt chẽ các Tiêu chuẩn Quốc gia hiện hành như TCVN 6491-2:2008 cho COD, TCVN 6001-1:2008 cho BOD5, TCVN 6625:2000 cho TSS và TCVN 6665:2011 cho các kim loại nặng. Phương pháp phân tích phương sai ANOVA một yếu tố ở mức ý nghĩa alpha bằng 0,05 được áp dụng trên phần mềm thống kê để kiểm định độ sai khác về tải lượng xả thải giữa các nhóm ngành. Toàn bộ chu kỳ khảo sát và lấy mẫu phân tích được thực hiện liên tục từ tháng 3/2016 đến tháng 3/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tổng tải lượng phát thải từ toàn bộ các khu và cụm công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bắc Giang được lượng hóa ở mức 9.360 m3 nước thải/ngày đêm, 48.080 kg chất thải rắn/ngày và 4.414 kg chất thải nguy hại/ngày. Trong đó, nguồn phát sinh nước thải chính tại phần lớn các cơ sở may mặc và gia công điện tử là nước thải sinh hoạt với tải lượng COD trung bình 999 kg/năm (dao động từ 20 đến 6.200 kg/năm) và TSS trung bình 1.636 kg/năm (dao động từ 17,7 đến 7.817 kg/năm).

Thứ hai, tỷ lệ tuân thủ thủ tục môi trường của các doanh nghiệp đạt mức cao với 90,9% cơ sở đã hoàn thành báo cáo ĐTM, đề án hoặc kế hoạch bảo vệ môi trường. Mặc dù vậy, sự chênh lệch về năng lực hạ tầng giữa khu và cụm công nghiệp rất rõ rệt: trong khi 3 trên 4 khu công nghiệp đã xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung (KCN Đình Trám 2.000 m3/ngày đêm, KCN Quang Châu 3.000 m3/ngày đêm, KCN Vân Trung 5.000 m3/ngày đêm) thì KCN Song Khê - Nội Hoàng mới hoàn thành khoảng 5% khối lượng xây dựng trạm xử lý và 100% các cụm công nghiệp khảo sát hoàn toàn chưa có trạm xử lý nước thải tập trung.

Thứ ba, kết quả phân loại mức độ ô nhiễm tại các họng xả tập trung theo Thông tư 04/2012/TT-BTNMT cho thấy 57,1% cơ sở thuộc diện gây ô nhiễm môi trường và 28,6% thuộc diện gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng (bao gồm KCN Đình Trám và CCN Nội Hoàng). Duy nhất KCN Quang Châu (chiếm 14,3%) có chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn kỹ thuật không gây ô nhiễm.

Thứ tư, nước thải sản xuất từ các ngành chế biến thực phẩm, cơ khí mạ, sản xuất giấy và sản xuất pin năng lượng mặt trời ghi nhận nồng độ ô nhiễm vượt ngưỡng QCVN 40:2011/BTNMT nhiều lần đối với các thông số COD, TSS, tổng Nitơ, kim loại nặng và Coliform (vượt từ 2 lần đến trên 24 lần quy chuẩn).

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng ô nhiễm vượt chuẩn tại các họng xả bắt nguồn từ việc công nghệ xử lý cục bộ tại các doanh nghiệp còn quá thô sơ, chủ yếu dựa vào bể tự hoại 3 ngăn chỉ đáp ứng mức độ lắng sơ bộ. Tại nhiều cơ sở, việc đấu nối xả thải chưa được kiểm soát chặt chẽ, tình trạng xả lén nước thải sản xuất chưa qua xử lý triệt để vào hệ thống thoát nước mưa vẫn còn diễn ra. Thêm vào đó, việc trì hoãn tiến độ hoàn thiện trạm xử lý tập trung tại KCN Song Khê - Nội Hoàng và các cụm công nghiệp đã tạo ra áp lực thải lượng trực tiếp lên hệ thống sông Thương và sông Cầu.

So sánh với các nghiên cứu quan trắc lưu vực sông Nhuệ - Đáy (nơi COD vượt chuẩn từ 1 đến 3 lần và DO giảm sâu dưới 2 mg/l) hay lưu vực sông Cà Lồ, có thể thấy chất lượng nước mặt tại các điểm tiếp nhận sau nguồn xả công nghiệp Bắc Giang đang suy giảm nghiêm trọng. Cụ thể, hàm lượng BOD5 tại điểm quan trắc xã Trí Yên trên sông Thương từng chạm ngưỡng 252 mg/l và Coliform lên đến 9.000 MPN/ml do ảnh hưởng tổng hợp từ KCN Song Khê - Nội Hoàng và nước thải đô thị.

Các dữ liệu nghiên cứu này có thể được mô hình hóa trực quan thông qua bảng ma trận phân loại rủi ro 13 nhóm ngành sản xuất đối chiếu với các ngưỡng quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, kết hợp cùng biểu đồ cột thể hiện sự tương quan nồng độ BOD5 và COD đầu ra giữa các hình thức xử lý, giúp nhà quản lý nhanh chóng khoanh vùng các điểm nóng xả thải.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, hoàn thiện và nâng cấp hạ tầng xử lý nước thải tập trung tại toàn bộ các khu, cụm công nghiệp. Ban Quản lý các Khu công nghiệp tỉnh Bắc Giang phối hợp cùng Công ty Phát triển hạ tầng KCN cần đẩy nhanh tiến độ, đưa trạm xử lý KCN Song Khê - Nội Hoàng đạt công suất thiết kế 2.000 m3/ngày đêm đi vào vận hành chính thức, đồng thời đầu tư xây dựng hệ thống thu gom và trạm xử lý tập trung cho tối thiểu 50% các cụm công nghiệp hoạt động với mục tiêu 100% nước thải đầu ra đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột A trong giai đoạn 2018-2022.

Thứ hai, lắp đặt hệ thống quan trắc nước thải tự động liên tục truyền dữ liệu trực tuyến. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang cần bắt buộc 100% các cơ sở có lưu lượng xả thải từ 500 m3/ngày đêm trở lên và các trạm xử lý nước thải tập trung phải gắn cảm biến đo pH, COD, TSS, lưu lượng và truyền dữ liệu thời gian thực 24/7 về trung tâm điều hành môi trường của tỉnh, hoàn thành đồng bộ trước năm 2020 nhằm giảm 40% độ trễ trong phát hiện sự cố.

Thứ ba, thúc đẩy áp dụng mô hình sản xuất sạch hơn và tuần hoàn tái sử dụng nước trong nội bộ nhà máy. Sở Công Thương tỉnh Bắc Giang chủ trì hướng dẫn 13 nhóm ngành công nghiệp chuyển đổi công nghệ, áp dụng các giải pháp giảm thiểu chất thải tại nguồn, phấn đấu đạt chỉ tiêu tái tuần hoàn tối thiểu 20-30% lượng nước thải làm mát và dập bụi, giảm 25% phát thải ô nhiễm hữu cơ giai đoạn 2018-2025.

Thứ tư, tăng cường thanh tra đột xuất và xử lý nghiêm minh các cơ sở vi phạm pháp luật môi trường. Chi cục Bảo vệ Môi trường phối hợp cùng lực lượng Cảnh sát Phòng chống tội phạm về Môi trường tỉnh Bắc Giang nâng tần suất kiểm tra đột xuất đối với 28,6% nhóm cơ sở thuộc diện gây ô nhiễm nghiêm trọng lên tối thiểu 4 lần/năm, kiên quyết đình chỉ hoạt động hoặc cưỡng chế khắc phục đối với các cơ sở xả thải vượt quy chuẩn từ năm 2018 trở đi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm 1: Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường cấp tỉnh và huyện (Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc Giang, Chi cục Bảo vệ Môi trường, Phòng TN&MT các huyện Việt Yên, Yên Dũng). Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng và bộ tiêu chí phân loại nguồn thải theo Thông tư 04/2012/TT-BTNMT để xây dựng kế hoạch thanh tra chuyên đề và thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường.

Nhóm 2: Các chủ đầu tư xây dựng và kinh doanh hạ tầng khu, cụm công nghiệp (Công ty Phát triển hạ tầng KCN Bắc Giang, Công ty TNHH Fugiang, Công ty Cổ phần Đầu tư Sài Gòn - Bắc Giang). Luận văn hỗ trợ tính toán công suất thiết kế trạm xử lý nước thải tập trung dựa trên hệ số tải lượng thực tế của 13 ngành sản xuất với tổng lượng phát thải 9.360 m3/ngày.

Nhóm 3: Đội ngũ kỹ sư môi trường và chuyên viên an toàn sức khỏe môi trường (EHS) tại các doanh nghiệp sản xuất. Công trình cung cấp giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải sơ bộ và hướng dẫn kiểm soát các thông số ô nhiễm đặc thù (COD, TSS, amoni, kim loại nặng) trước khi xả vào mạng lưới thu gom tập trung.

Nhóm 4: Giảng viên, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên. Luận văn là một case study mẫu mực về phương pháp điều tra phát thải công nghiệp diện rộng kết hợp phân tích thống kê ANOVA để đánh giá rủi ro môi trường.

Câu hỏi thường gặp

Tổng lưu lượng nước thải phát sinh hàng ngày tại các khu, cụm công nghiệp tỉnh Bắc Giang là bao nhiêu? Theo kết quả điều tra và ước tính tải lượng tại 253 cơ sở thuộc 8 khu và cụm công nghiệp, tổng lưu lượng nước thải phát sinh đạt khoảng 9.360 m3/ngày đêm. Bên cạnh đó, các cơ sở này còn thải ra khoảng 48.080 kg chất thải rắn thông thường và 4.414 kg chất thải nguy hại mỗi ngày.

Tỷ lệ cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng tại các họng xả tập trung chiếm bao nhiêu phần trăm? Theo đánh giá dựa trên Thông tư 04/2012/TT-BTNMT, có 28,6% đối tượng khảo sát thuộc diện gây ô nhiễm nghiêm trọng, cụ thể là KCN Đình Trám và CCN Nội Hoàng. Ngoài ra, có 57,1% cơ sở thuộc diện gây ô nhiễm môi trường và chỉ có 14,3% đạt chuẩn không gây ô nhiễm (KCN Quang Châu).

Nước thải sinh hoạt tại các cơ sở công nghiệp Bắc Giang có những thông số ô nhiễm nào vượt chuẩn? Phân tích tại các điểm xả cho thấy nước thải sinh hoạt bị ô nhiễm chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng và vi sinh vật rất lớn. Các thông số như amoni, photphat, COD và Coliform vượt từ vài lần đến trên 24 lần so với QCVN 14:2008/BTNMT cột B do chỉ được xử lý qua bể tự hoại thô sơ.

Vì sao tỷ lệ hoàn thành thủ tục môi trường đạt tới 90,9% nhưng nước thải đầu ra vẫn ô nhiễm nặng? Nguyên nhân là do nhiều doanh nghiệp chỉ thực hiện thủ tục mang tính đối phó để hoàn thiện hồ sơ pháp lý. Trong thực tế vận hành, nhiều đơn vị không vận hành thường xuyên công trình xử lý, hệ thống xử lý nội bộ không đạt công suất hoặc thiếu sự đồng bộ với hạ tầng thu gom tập trung.

Khu công nghiệp nào tại Bắc Giang có hệ thống xử lý nước thải vận hành tốt nhất theo nghiên cứu? KCN Quang Châu là điểm sáng duy nhất trong nghiên cứu đạt chuẩn môi trường không gây ô nhiễm. KCN này đã hoàn thiện trạm xử lý nước thải tập trung với công suất 3.000 m3/ngày đêm, xử lý nước thải đạt các thông số quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT trước khi xả ra sông Cầu.

Kết luận

  • Luận văn đã kiểm kê toàn diện 253 doanh nghiệp thuộc 8 khu, cụm công nghiệp tại Bắc Giang, xác định tổng lượng phát thải đạt 9.360 m3 nước thải/ngày đêm và 48.080 kg chất thải rắn/ngày.
  • Đánh giá phân loại theo Thông tư 04/2012/TT-BTNMT chỉ rõ 57,1% cơ sở gây ô nhiễm và 28,6% cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng, định vị rõ 2 điểm nóng là KCN Đình Trám và CCN Nội Hoàng.
  • Công trình chỉ ra sự bất cập lớn giữa tỷ lệ 90,9% hoàn thiện hồ sơ pháp lý với hiệu quả vận hành xử lý nước thải thực tế tại các cụm công nghiệp.
  • Thiết lập thành công bộ hệ số phát thải chi tiết cho 13 nhóm ngành sản xuất công nghiệp, tạo nền tảng định lượng cho quy hoạch môi trường công nghiệp địa phương.
  • Đề xuất đồng bộ hệ thống 4 nhóm giải pháp quản lý, kỹ thuật và quan trắc tự động với lộ trình triển khai chi tiết giai đoạn 2018-2025.

Các cơ quan quản lý và đơn vị phát triển hạ tầng cần khẩn trương áp dụng khung tiêu chí phân loại nguồn thải này để hoàn thiện hạ tầng trạm xử lý tập trung và tích hợp mạng lưới quan trắc tự động. Hãy tham khảo toàn văn luận văn thạc sĩ để nắm bắt trọn vẹn phương pháp tính toán và các giải pháp kỹ thuật chuyên sâu cho từng ngành sản xuất.