Tổng quan nghiên cứu

Thực trạng phát triển kinh tế nông thôn tại Việt Nam ghi nhận sự đóng góp mạnh mẽ của hệ thống hơn 4.575 làng nghề, tuy nhiên chỉ có khoảng 16,1% số làng nghề sở hữu hệ thống xử lý nước thải tập trung đạt yêu cầu kỹ thuật và 20,9% có điểm thu gom chất thải rắn công nghiệp theo báo cáo của cơ quan quản lý nông thôn năm 2020. Tỉnh Bắc Giang hiện có hơn 400 làng có nghề với 39 làng nghề truyền thống được công nhận, phân bố rộng khắp các địa bàn. Trong đó, thành phố Bắc Giang tập trung 6 làng nghề được phê duyệt theo Quyết định số 170/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân tỉnh Bắc Giang năm 2010, với 3 làng nghề chế biến thực phẩm nòng cốt: làng nghề bún Đa Mai, làng nghề mỳ gạo Phú Mỹ (làng Mé) và làng nghề bánh đa Kế. Hoạt động chế biến thực phẩm tại các làng nghề này thu hút 293 hộ gia đình cùng 818 lao động trực tiếp, đóng góp từ 30% đến 60% tổng thu nhập của các hộ sản xuất.

Vấn đề nan giải đặt ra là cả 3 làng nghề chế biến thực phẩm đều phân bố xen kẽ trong các khu dân cư đông đúc với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng. Toàn bộ lượng nước thải hữu cơ chưa qua xử lý đều xả thẳng ra hệ thống kênh rạch, ao hồ và ngòi thoát nước chung, đe dọa nghiêm trọng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng các thành phần môi trường không khí, nước mặt, nước dưới đất, nước thải và môi trường đất tại 3 làng nghề; đồng thời đề xuất hệ thống giải pháp đồng bộ về quản lý, quy hoạch và kỹ thuật nhằm giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường sinh thái giai đoạn 2019-2022. Ý nghĩa của công trình là cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn giúp nâng cao chỉ số chất lượng môi trường nông thôn, giải quyết triệt để xung đột giữa tăng trưởng kinh tế địa phương và phát triển bền vững theo tinh thần của Luật Bảo vệ Môi trường năm 2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết phát triển bền vững nông thôn kết hợp với mô hình đánh giá sức tải môi trường tiếp nhận chất thải từ hoạt động chế biến thực phẩm quy mô vừa và nhỏ. Khung lý thuyết tập trung phân tích mối quan hệ tương hỗ giữa tăng trưởng kinh tế làng nghề, bảo tồn văn hóa truyền thống và kiểm soát suy thoái môi trường tự nhiên.

Ba khái niệm học thuật then chốt được chuẩn hóa bao gồm:

Thứ nhất, làng nghề truyền thống theo quy chuẩn tại Thông tư số 116/2006/TT-BNN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, xác định là các cụm sản xuất có lịch sử hình thành trên 50 năm, tạo ra sản phẩm mang đậm bản sắc văn hóa dân tộc và có tối thiểu 30% số hộ tham gia.

Thứ hai, dòng thải ô nhiễm hữu cơ đặc trưng ngành thực phẩm, bao gồm lượng nước thải phát sinh từ quá trình ngâm gạo, ủ bột, chắt nước chua với hàm lượng chất rắn lơ lửng, nhu cầu oxy hóa học và oxy sinh hóa ở mức rất cao.

Thứ ba, nguyên tắc quản lý môi trường nông thôn dựa trên nền tảng chất lượng môi trường sống theo quy định tại Điều 58 của Luật Bảo vệ Môi trường năm 2020 với yêu cầu cốt lõi là lấy chất lượng môi trường nông thôn là nền tảng trong mọi quy hoạch phát triển.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu đa tầng kết hợp phương pháp khảo sát thực địa điều tra nhanh nông thôn tại 100% các hộ sản xuất chủ chốt trên địa bàn phường Đa Mai và phường Dĩnh Kế. Phương pháp chọn mẫu hiện trường được thực hiện có chủ đích tại các điểm nóng phát thải, nguồn tiếp nhận và khu vực dân cư xung quanh.

Quy mô cỡ mẫu thực nghiệm gồm: 09 mẫu không khí xung quanh, 09 mẫu nước mặt, 06 mẫu nước dưới đất, 08 mẫu nước thải sản xuất và 06 mẫu đất. Quy trình quan trắc và bảo quản mẫu tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia bao gồm TCVN 6663-1:2011, TCVN 6663-6:2018, TCVN 5999:1995 và TCVN 7538-2:2005.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Vilas số 395 - Vimcerts 096 của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Bắc Giang nhằm đảm bảo độ tin cậy tuyệt đối cho các thông số hóa lý phức tạp. Thiết bị sử dụng hiện đại gồm máy đo đa chỉ tiêu Hanna HI 98194, máy quang phổ UV-Vis Labomed UVD 3500, máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS NOVAA 350 và hệ thống sắc ký ion Agilent 1260. Timeline nghiên cứu, thu thập số liệu và xử lý thống kê bằng công cụ chuyên dụng được triển khai liên tục từ năm 2019 đến năm 2022.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích mẫu thực nghiệm tại các làng nghề chế biến thực phẩm thành phố Bắc Giang chỉ ra các phát hiện trọng tâm:

Thứ nhất, dòng nước thải sản xuất từ làng nghề bún Đa Mai (sản lượng 1,5 tấn bún/ngày) và làng nghề mỳ Phú Mỹ (sản lượng 2,5 tấn mỳ/ngày) có nồng độ chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng vượt ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật cho phép từ 4 đến 12 lần. Đặc biệt, công đoạn chắt nước chua khi ủ bột làm bún và rửa mỳ có hàm lượng COD, BOD5 và chỉ số Coliform rất cao, gây hiện tượng axit hóa nguồn tiếp nhận.

Thứ hai, chất lượng nước mặt tại các thủy vực nội vùng bị ô nhiễm hữu cơ cục bộ nghiêm trọng. Nước tại ngòi Đa Mai tiếp nhận nước thải tổ dân phố Hòa Sơn, ao chùa tiếp nhận thải của Hợp tác xã Thắng Thủy và kênh N1 tiếp nhận thải tổ dân phố Mai Sẫu đều ghi nhận tình trạng thiếu hụt oxy hòa tan DO nghiêm trọng, nồng độ Amoni (tính theo Nitơ) vượt từ 2,5 đến 5,8 lần ngưỡng an toàn.

Thứ ba, môi trường không khí xung quanh tại các hộ quạt bánh đa Kế bằng than hoa truyền thống phát sinh hàm lượng bụi tổng số, khí CO và SO2 cục bộ cao hơn khu vực dân cư thuần túy từ 15% đến 30% trong các khung giờ cao điểm quạt bánh, dù nhìn chung chỉ số không khí toàn vùng vẫn nằm trong ngưỡng giới hạn.

Thứ tư, môi trường nước dưới đất và môi trường đất tại các vị trí quan trắc vẫn duy trì chỉ số an toàn ổn định với các kim loại nặng và hóa chất độc hại, chứng minh mức độ ô nhiễm hiện tại chủ yếu tập trung vào pha lỏng và chất thải hữu cơ bề mặt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nước thải là do hạ tầng xử lý môi trường tại các làng nghề gần như chưa được đầu tư đồng bộ. Khoảng 100% hộ sản xuất bún và mỳ thực hiện xả thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước chung của khu dân cư. Mặc dù các hộ có mức thu nhập bình quân từ 4,5 triệu đồng/người/tháng đối với nghề bún và 10 triệu đồng/hộ/tháng đối với nghề mỳ, nhưng việc đầu tư hàng trăm triệu đồng cho hệ thống xử lý nước thải vượt quá năng lực tài chính tự có của các hộ sản xuất nhỏ lẻ mang tính lấy công làm lãi. Ngoài ra, tiến độ hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật tại Cụm công nghiệp làng nghề Đa Mai kéo dài hàng chục năm qua khiến việc di dời các cơ sở gây ô nhiễm ra khỏi khu dân cư gặp nhiều vướng mắc.

So sánh với bức tranh chung của các làng nghề thực phẩm miền Bắc (nơi chiếm tới 72,3% trong tổng số 47 làng nghề ô nhiễm nghiêm trọng toàn quốc), nguy cơ dịch bệnh tại Bắc Giang là rất hiện hữu nếu không can thiệp kịp thời. Thực tế tại làng nghề Dương Liễu ghi nhận tỷ lệ loét chân tay chiếm 19,7%, bệnh hô hấp chiếm 9,43% hay làng bún Phú Đô có tới 50% người lao động mắc các chứng bệnh nghề nghiệp.

Về mặt biểu diễn dữ liệu, các phát hiện nghiên cứu có thể được trực quan hóa tối ưu thông qua biểu đồ cột so sánh tương quan giữa nồng độ phát thải thực tế của các thông số BOD5, COD, TSS với ngưỡng giới hạn quy chuẩn quốc gia, kết hợp bảng ma trận phân tích tải lượng dòng thải theo từng công đoạn sản xuất (ngâm, xay, ủ chua, luộc bún, tráng bánh) để hỗ trợ công tác quản lý chuyên sâu.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực chứng, 4 nhóm giải pháp chiến lược khả thi được đề xuất triển khai:

Thứ nhất, hoàn thiện cơ chế quản lý và thanh tra môi trường: Ủy ban nhân dân thành phố Bắc Giang chỉ đạo kiện toàn bộ máy phụ trách bảo vệ môi trường tại Ủy ban nhân dân phường Đa Mai và Dĩnh Kế; tăng cường tần suất kiểm tra giám sát liên ngành định kỳ 2 lần/năm; mục tiêu đạt 100% các hộ sản xuất ký cam kết không xả thải vượt tiêu chuẩn trong giai đoạn 2023-2025.

Thứ hai, đẩy nhanh tiến độ quy hoạch cụm công nghiệp tập trung: Đôn đốc các đơn vị thi công hoàn thiện hạ tầng cấp thoát nước và trạm xử lý nước thải tập trung tại Cụm công nghiệp làng nghề Đa Mai; ban hành chính sách ưu đãi tiền thuê đất và hỗ trợ vay vốn ưu đãi để di dời tối thiểu 70% các hộ sản xuất bún quy mô lớn ra khỏi khu dân cư trước năm 2026.

Thứ ba, triển khai giải pháp kỹ thuật xử lý phân tán tại hộ gia đình: Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp cùng các hợp tác xã hướng dẫn lắp đặt mô hình xử lý nước thải kết hợp bể Biogas và bể lắng 3 ngăn có vật liệu lọc sinh học; mục tiêu cắt giảm từ 60% đến 80% hàm lượng BOD5 và COD của nước chua trước khi xả ra cống chung, hoàn thành lắp đặt thử nghiệm cho 50 hộ nòng cốt trong vòng 12 tháng.

Thứ tư, đổi mới công nghệ sản xuất sạch hơn: Hỗ trợ các cơ sở sản xuất bánh đa Kế chuyển đổi 100% từ quạt bánh bằng than hoa sang công nghệ nướng điện nhiệt sạch nhằm triệt tiêu khí thải CO và SO2; hỗ trợ làng nghề bún Đa Mai ứng dụng máy vắt ly tâm công nghiệp giúp tiết kiệm 25% lượng nước ngâm rửa và thu gom tinh bột tái sử dụng trong năm 2024.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả của luận văn mang lại giá trị thực tiễn to lớn cho 4 nhóm đối tượng chính:

Thứ nhất, cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường cấp tỉnh, thành phố và phường/xã. Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trắc tin cậy và bức tranh toàn cảnh để hoạch định chính sách bảo vệ môi trường làng nghề theo Điều 58 Luật Bảo vệ Môi trường 2020, xây dựng phương án di dời cơ sở sản xuất vào cụm công nghiệp tập trung.

Thứ hai, ban quản trị các hợp tác xã và chủ hộ sản xuất tại các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm. Tài liệu cung cấp bản vẽ công nghệ, sơ đồ quy trình xử lý nước thải phân tán (hệ thống Biogas và bể lọc sinh học) với chi phí thấp, dễ vận hành, giúp cơ sở tự khắc phục ô nhiễm tại nguồn.

Thứ ba, các nhà khoa học, giảng viên và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Phát triển Nông thôn. Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp lấy mẫu, phân tích thực nghiệm đa thành phần môi trường và đánh giá tải lượng dòng thải thực phẩm.

Thứ tư, các tổ chức tư vấn môi trường và đơn vị phát triển dự án nông nghiệp sạch. Công trình là căn cứ xây dựng các đề xuất dự án chuyển giao công nghệ sạch hơn, phát triển sản phẩm OCOP đạt tiêu chuẩn an toàn sinh thái gắn với du lịch trải nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao nước thải từ sản xuất bún và mỳ gạo lại gây mùi hôi nồng nặc và ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng?
    Nước thải phát sinh từ công đoạn ngâm gạo và ủ bột chứa hàm lượng tinh bột hòa tan rất cao, dễ bị vi sinh vật kỵ khí lên men sinh ra các axit hữu cơ và khí có mùi như H2S, NH3. Khi thải ra môi trường với sản lượng 1,5 đến 2,5 tấn nguyên liệu/ngày mà không qua xử lý, nồng độ COD và BOD5 vượt ngưỡng cho phép nhiều lần gây phân hủy yếm khí và bốc mùi khó chịu.

  2. Nguồn nước ngầm tại các làng nghề chế biến thực phẩm thành phố Bắc Giang hiện nay có bị ô nhiễm không?
    Kết quả phân tích 06 mẫu nước dưới đất tại các khu vực làng nghề cho thấy hầu hết các chỉ tiêu hóa lý như độ cứng, kim loại nặng, Amoni và Coliform vẫn nằm trong giới hạn cho phép của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Mức độ ô nhiễm hiện tại chủ yếu tập trung cục bộ ở tầng nước mặt và hệ thống cống rãnh hở trong khu dân cư.

  3. Việc thay thế than hoa bằng lò nướng điện trong sản xuất bánh đa Kế mang lại lợi ích gì?
    Việc chuyển đổi sang nướng điện giúp loại bỏ hoàn toàn lượng khí độc CO, SO2 và bụi than phát tán ra môi trường sống, bảo vệ đường hô hấp cho người lao động. Đồng thời, công nghệ nướng điện nâng cao năng suất, đảm bảo nhiệt độ đồng đều giúp bánh chín phồng đều và đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm khắt khe.

  4. Tại sao các hộ sản xuất bún và mỳ tại Bắc Giang gặp khó khăn khi tự xây dựng trạm xử lý chất thải?
    Do đặc thù sản xuất gia đình xen kẽ trong khu dân cư với diện tích đất ở chật hẹp, các hộ thiếu mặt bằng để xây dựng hệ thống bể lắng và xử lý sinh học. Ngoài ra, với biên lợi nhuận mang tính lấy công làm lãi (thu nhập bình quân từ 4,5 đến 10 triệu đồng/tháng), chi phí đầu tư công nghệ xử lý vượt quá khả năng tài chính của từng hộ riêng lẻ.

  5. Giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải nào được đánh giá là tối ưu nhất cho các hộ làm bún quy mô nhỏ?
    Mô hình kết hợp bể Biogas xử lý kỵ khí nước thải đậm đặc và bể lắng 3 ngăn có vật liệu lọc sinh học là phương án tối ưu. Hệ thống này tận dụng khí sinh học làm chất đốt, giúp giảm từ 60% đến 80% tải lượng chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng với chi phí vận hành thấp, phù hợp với mặt bằng nông thôn.

Kết luận

  • Luận văn đã đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường tại 3 làng nghề chế biến thực phẩm trọng điểm của thành phố Bắc Giang, chỉ ra nguy cơ quá tải hữu cơ nghiêm trọng trong nước thải với nồng độ COD và BOD5 vượt chuẩn từ 4 đến 12 lần.
  • Hoạt động sản xuất mang lại giá trị kinh tế thiết thực cho 293 hộ gia đình và 818 lao động địa phương, song việc sản xuất xen kẽ trong khu dân cư đang đe dọa trực tiếp đến hệ sinh thái nước mặt và cảnh quan đô thị.
  • Đóng góp khoa học cốt lõi của nghiên cứu là xây dựng bộ dữ liệu quan trắc thực địa chính xác và đề xuất chuỗi giải pháp tích hợp từ quản lý, quy hoạch cụm công nghiệp đến kỹ thuật xử lý phân tán bằng Biogas và bể lọc sinh học.
  • Lộ trình thực thi tiếp theo đặt mục tiêu hoàn thành thí điểm xử lý nước thải tại 50 hộ làm bún trong 12 tháng tới và hoàn thành di dời 70% các hộ sản xuất vào Cụm công nghiệp làng nghề Đa Mai trước năm 2026.
  • Các cấp chính quyền địa phương, ban quản lý hợp tác xã và từng hộ sản xuất cần chủ động phối hợp hành động ngay hôm nay, chuyển đổi phương thức sản xuất sạch hơn để gìn giữ giá trị văn hóa làng nghề truyền thống gắn liền với môi trường sống bền vững.