Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng nước thải khu công nghiệp Sông Công đến chất lượng nước suối Văn Dương, tỉnh Thái Nguyên

i Lời cảm ơn Để hoàn thành bản luận văn tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của cơ quan, các cấp lãnh đạo và cá nhân. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới tập thể và cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và biết ơn sâu sắc đến PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải, giảng viên Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy, cô giáo trong Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho chúng tôi trong suốt quá trình học tập. Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành tốt luận văn này. Học viên Nguyễn Thị Thanh Huệ ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3 1.1. Nước và những vấn đề môi trường liên quan .................................................... 3 1.2. Quản lý môi trường nước thải công nghiệp trong nước và trên thế giới ............. 5 1.3. Vấn đề môi trường khu công nghiệp tỉnh Thái Nguyên .................................. 11 1.4. Ảnh hưởng của việc nguồn nước bị ô nhiễm ................................................... 11 1.5. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thị xã Sông Công ....................................... 13 1.5.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................... 13 1.5.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................... 13 1.5.1.2. Địa hình, địa mạo ...................................................................................... 15 1.5.1.3. Điều kiện khí hậu, thủy văn ...................................................................... 15 1.5.2. Điều kiện kinh tế xã hội ............................................................................... 18 1.5.2.1. Điều kiện kinh tế ....................................................................................... 18 1.5.2.2 Điều kiện xã hội ......................................................................................... 19 1.5.2.3. Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật ...................................................................... 21 1.5.2.4. Hiện trạng sử dụng đất trên địa bàn thị xã Sông Công .............................. 22 1.6. Đặc điểm suối Văn Dương .............................................................................. 28 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 32 2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 32 2.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 32 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 32 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 36 3.1. Hiện trạng chất lượng nước thải Khu công nghiệp Sông Công ........................ 36 3.2. Ảnh hưởng nước thải khu công nghiệp Sông Công đến chất lượng nước suối Văn Dương ............................................................................................................ 51 3.2.1. Hiện trạng chất lượng nước suối Văn Dương ............................................... 51 3.2.2. Diễn biến chất lượng nước suối Văn Dương ................................................ 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................64 1. Kết luận ............................................................................................................. 60 2. Kiến nghị ........................................................................................................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 63 iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tên ký hiệu 1 BVMT Bảo vệ Môi trường 2 BOD Nhu cầu oxy sinh hóa 3 COD Nhu cầu oxy hóa học 4 CP Cổ phần 5 DO Lượng oxy hòa tan 6 KCN Khu công nghiệp 7 HST Hệ sinh thái 8 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 9 TNHH Trách nhiệm hữu hạn 10 KCN Khu công nghiệp iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Tình hình phát triển KCN qua các năm 2006, 2007, 2008 ........................... 6 Bảng 2. Đặc trưng nước thải một số ngành công nghiệp (trước xử lý) ..................... 8 Bảng 3. Diện tích, dân số, mật độ dân số 2009...................................................... 21 Bảng 4. Cơ cấu sử dụng đất của thị xã Sông Công năm 2009 ................................ 23 Bảng 5. Các doanh nghiệp sản xuất trong khu công nghiệp Sông Công ................. 25 Bảng 6. Ký hiệu và đặc điểm của các mẫu nghiên cứu ........................................... 34 Bảng 7. Đặc thù ô nhiễm trong nước thải của một số cơ sở hoạt động trong KCN Sông Công ............................................................................................................. 37 Bảng 8. Kết quả phân tích chất lượng nước thải khu công nghiệp Sông Công trước khi chảy vào suối Văn Dương ................................................................................ 38 Bảng 9. Tải lượng một số chất ô nhiễm trong nước thải khu công nghiệp ............ 40 Sông Công vào mùa mưa ....................................................................................... 40 Bảng 10. Kết quả phân tích chất lượng nước thải Công ty cổ phần đầu tư và thương mại TNG ............................................................................................................... 41 Bảng 11. Kết quả phân tích chất lượng nước thải nhà máy kẽm điện phân ............ 42 Bảng 12. Kết quả phân tích chất lượng nước thải Công ty TNHH Titan Hoa Hằng tại điểm thoát nước mưa của Công ty ra cống thoát nước KCN Sông Công .......... 43 Bảng 13. Ảnh hưởng đến nguồn nước tiếp nhận từ nước mưa chảy tràn của một số nhà máy trong khu công nghiệp ............................................................................. 45 Bảng 14. Bảng diễn biến trung bình chất lượng nước thải khu công nghiệp Sông Công qua các năm từ năm 2005 đến 2010.............................................................. 47 Bảng 15. Kết quả phân tích chất lượng nước Suối Văn Dương trước và sau điểm tiếp nhận nước thải KCN Sông Công ..................................................................... 52 Bảng 16. Diễn biến chất lượng nước suối Văn Dương ........................................... 55 v DANH MỤC HÌNH Hình 1. Đồ thị thể hiện tình hình phát triển KCN (thành lập theo Quyết định của Thủ tướng Chính phủ) thời gian qua ........................................................................ 6 Hình 2. Biểu đồ tỷ lệ gia tăng lượng nước thải từ các KCN và tỷ lệ gia tăng tổng lượng nước thải từ các lĩnh vực trong toàn quốc ...................................................... 8 Hình 3. Vị trí địa lý thị xã Sông Công.................................................................... 13 Hình 4. Vị trí suối Văn Dương............................................................................... 30 Hình 5. Trên suối Văn Dương trước điểm tiếp nhận nước thải KCN Sông Công ... 31 Hình 6. Trên suối Văn Dương sau điểm tiếp nhận nước thải KCN Sông Công ...... 31 Hình 7. Vị trí lấy mẫu nước thải và nước mặt trên suối Văn Dương....................... 35 Hình 8. Biểu đồ diễn biến hàm lượng Zn trong nước thải KCN Sông Công qua các năm ....................................................................................................................... 49 Hình 9. Biểu đồ diễn biến hàm lượng NH4-N trong nước thải khu công nghiệp Sông Công qua các năm ................................................................................................. 49 Hình 10. Biểu đồ diễn biến hàm lượng TSS trong nước thải khu công nghiệp Sông Công qua các năm ................................................................................................. 50 Hình 11. Biểu đồ diễn biến hàm lượng Coliform trong nước thải khu công nghiệp Sông Công qua các năm ........................................................................................ 50 1 MỞ ĐẦU Hiện nay Việt Nam là nước đang phát triển theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá, từ đó đưa nước ta thành nước phát triển. Các ngành công nghiệp của Việt Nam đang trên đà lớn mạnh, với rất nhiều ngành nghề thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau, tuy nhiên mặt trái của nền công nghiệp phát triển đó chính là tình trạng ô nhiễm môi trường. Hậu quả này gây ra ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí khu vực sản xuất và xung quanh. Việt Nam có rất nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất; các khu công nghiệp này đã và đang mang lại hiệu quả kinh tế rõ ràng. Tuy nhiên điều đáng nói nhất là tốc độ phát triển kinh tế “nóng” của các khu công nghiệp, khu chế xuất này đã kéo theo nhiều tác động tiêu cực đến môi trường. Tại các khu công nghiệp công tác bảo vệ môi trường chưa được thực hiện đồng bộ, nước thải chưa được xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi xả thải, nhiều khu công nghiệp chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung. Thái Nguyên là một tỉnh trung du miền núi được tái lập từ năm 1997. Mặc dù địa bàn có lợi thế nằm liền kề với thủ đô Hà Nội, nhưng Thái Nguyên vẫn được coi là tỉnh có điểm xuất phát thấp. Để tạo đà cho phát triển kinh tế - xã hội lãnh đạo tỉnh đã chủ trương ưu tiên phát triển công nghiệp mà tập trung chủ yếu ở một số khu vực: Thành phố Thái Nguyên, thị xã Sông Công, khu vực Quang Sơn - La Hiên Khu công nghiệp Sông Công là khu công nghiệp của tỉnh được hình thành từ cuối năm 1999 và được khởi công xây dựng vào năm 2000. Đây là khu công nghiệp hoạt động theo Nghị định 36/CP ngày 24/04/1997 của Chính phủ. Theo quy hoạch được phê duyệt, khu công nghiệp có tổng diện tích là 320 ha, nằm kề bên quốc lộ 3, cách ga Lương Sơn 500m, cách cảng đường thuỷ Đa Phúc 17km, cách sân bay quốc tế Nội Bài 45km [4]. Khu công nghiệp Sông Công I hiện đang hoạt động với 26 nhà máy xí nghiệp bao gồm các ngành: vật liệu xây dựng, cơ khí chế tạo, lắp ráp bao bì, may mặc điện tử, (Bao gồm cả khu A và khu B). Góp phần đáng kể vào phát triển nền kinh tế của tỉnh, tạo công ăn việc làm cho người dân địa phương. Tuy mới hình thành nhưng môi trường khu công nghiệp đang trở thành vấn đề khá bức xúc của vùng, 2 trong đó đáng quan tâm là nước thải khu công nghiệp. Một lượng lớn nước thải sản xuất của các cơ sở sản xuất trong khu công nghiệp chưa được xử lý đảm bảo tiêu chuẩn xả trực tiếp vào suối Văn Dương gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người dân. Xuất phát từ những vấn đề bức xúc trên, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng nước thải khu công nghiệp Sông Công đến chất lượng nước suối Văn Dương, tỉnh Thái Nguyên” nhằm đánh giá những ảnh hưởng của nước thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp khu công nghiệp Sông Công đến chất lượng nước nguồn tiếp nhận. Từ có có những đề xuất nhằm hạn chế ảnh hưởng từ những hoạt động đó đến chất lượng nước suối Văn Dương. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nước và những vấn đề môi trường liên quan Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt.[1] Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới đang từng bước giảm đi. Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới, trong khi dân số thế giới vẫn đang tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước càng tăng. Sự nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước cho nhu cầu hệ sinh thái chỉ mới được lên tiếng gần đây. Các hệ sinh thái nước ngọt mang đậm tính đa dạng sinh học hiện đang suy giảm nhanh hơn các hệ sinh thái biển và đất liền.[1] Ô nhiễm nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển, nước ngầm ... bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên. Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay con người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp. Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào trong nước mưa cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước. Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng. Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước. 4 Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hoá chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý. Các vấn đề môi trường liên quan tới tài nguyên nước: Nước phân bố không đều trên bề mặt trái đất. Lượng mưa ở sa mạc dưới 100mm/năm, trong khi ở nhiều vùng nhiệt đới (Ấn Độ) có thể đạt 5000mm/năm. Do vậy, có nơi thiếu nước, hạn hán, trong khi nhiều vùng mưa lụt thường xuyên. Các biến đổi khí hậu do con người gây ra đang làm trầm trọng thêm sự phân bố không đều tài nguyên nước trên trái đất. - Con người ngày càng khai thác và sử dụng nhiều hơn tài nguyên nước. Lượng nước ngầm khai thác trên thế giới năm 1990 gấp 30 lần năm 1960 dẫn đến nguy cơ suy giảm trữ lượng nước sạch, gây ra các thay đổi lớn về cân bằng nước. - Nguồn nước đang bị ô nhiễm bởi các hoạt động của con người. Ô nhiễm nước mặt, nước ngầm, nước biển bởi các tác nhân như NO3, P, thuốc trừ sâu và hoá chất, kim loại nặng, các chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh v.v. Do vậy, vấn đề đảm bảo nguồn nước sạch cho dân cư các vùng trên thế giới đang là nhiệm vụ hàng đầu của các tổ chức môi trường thế giới. Trong khoảng từ năm 1980 - 1990, thế giới đã chi cho chương trình cung cấp nước sạch khoảng 300 tỷ USD, đảm bảo cung cấp cho 79% dân cư đô thị, 41% dân cư nông thôn. Các tác nhân gây ô nhiễm nước có thể chia ra làm nhiều loại: Kim loại nặng (As, Pb, Cr, Sb, Cd, Hg, Mo, Al, Cu, Zn, Fe, Al, Mn...), anion (CN-, F-, NO3, Cl -, SO4), một số hoá chất độc (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, Dioxin), các sinh vật gây bệnh (vi khuẩn, ký sinh trùng).[13] - Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn trong cơ thể con người khi đạt liều lượng nhất định sẽ gây bệnh. Một số kim loại có khả năng gây ung thư như Cr, Cd, Pb, Ni. - Một số anion có độc tính cao điển hình là xyanua (CN-). Ion (F-) khi có nồng độ cao gây độc, nhưng ở nồng độ thấp làm hỏng men răng. Nitrat (NO-3) có thể chuyển thành (NO-2) kích động bệnh methoglobin và hình thành hợp chất 5 nitrozamen có khả năng tạo thành bệnh ung thư. Các ion (Cl-) và (SO2-4) không độc nhưng nồng độ cao gây bệnh ung thư. Các nhóm hợp chất phenon hoặc ancaloit độc với người và gia súc. - Các thuốc trừ sâu có khả năng tích luỹ chuỗi thức ăn gây độc. Một số loại clo hữu cơ như 2,4D gây ung thư. [13] - Nhiễm độc chì: Chì tích tụ trong xương và có thể được chẩn đoán nhiễm độc chì từ một dòng màu xanh xung quanh nướu răng. Chì là đặc biệt có hại cho não phát triển của bào thai và trẻ nhỏ và phụ nữ mang thai. Chì cản trở sự trao đổi chất của canxi và Vitamin D. dẫn nồng độ trong máu cao ở trẻ em có thể gây ra hậu quả có thể không thể đảo ngược bao gồm cả khuyết tật học tập, các vấn đề hành vi, và chậm phát triển tâm thần. Ở mức độ rất cao, chì có thể gây co giật, hôn mê và tử vong. [13] 1.2. Quản lý môi trường nước thải công nghiệp trong nước và trên thế giới Ô nhiễm môi trường là vấn đề nghiêm trọng nhất mà nhiều quốc gia trên thế giới đang phải đối mặt. Các vấn đề ô nhiễm đã khiến người dân trên khắp trái đất phải đương đầu với nhiều bệnh dịch có sức tàn phá khủng khiếp. 1.2.1. Quản lý môi trường nước thải công nghiệp trong nước Tính đến tháng 10 năm 2009, toàn quốc đã có 223 KCN được thành lập theo Quyết định của Thủ tướng Chính phủ. Trong đó, 171 KCN đã đi vào hoạt động, với tổng diện tích đất 57.264 ha, đạt tỷ lệ lấp đầy trung bình khoảng 46%. Giai đoạn 2006-2015, theo quy hoạch đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, sẽ ưu tiên thành lập mới 115 KCN với tổng diện tích khoảng 26.400 ha và mở rộng diện tích 27 KCN, nâng tổng diện tích KCN lên khoảng 70.000 ha, phấn đấu tỷ lệ lấp đầy trung bình đạt khoảng 60%. . Các KCN đã có nhiều đóng góp quan trọng trong chuyển dịch cơ cấu và phát triển kinh tế, tạo việc làm, nâng cao thu nhập và chất lượng cuộc sống người dân. Riêng năm 2008, các KCN đã tạo giá trị sản xuất công nghiệp đạt hơn 33 tỷ USD (chiếm 38% GDP cả nước), giá trị xuất khẩu đạt trên 16 tỷ USD (chiếm gần 26% 6 tổng giá trị xuất khẩu cả nước), nộp ngân sách khoảng 2,6 tỷ USD tạo công ăn việc làm cho gần 1,2 triệu lao động.[5] Hình 1. Đồ thị thể hiện tình hình phát triển KCN (thành lập theo Quyết định của Thủ tướng Chính phủ) thời gian qua [5] Bảng 1. Tình hình phát triển KCN qua các năm 2006, 2007, 2008 [5] Nội dung Năm 2006 Năm 2007 Năm 2008 Tổng số KCN toàn quốc 139 179 223 Số KCN thành lập mới 8 40 44 Số KCN xin mở rộng diện tích 3 12 8 Tổng diện tích KCN thành lập mới (ha) 2.607 11.016 18.486 Tỷ lệ lấp đầy KCN trung bình (%) 54,5 50 46 Giá trị sản xuất kinh doanh/1ha diện tích đất cho thuê (triệu USD) * 1,5 1,68 Giá trị sản xuất công nghiệp KCN (tỷ USD) 16,8 22,4 28,9 Giá trị xuất khẩu của doanh nghiệp KCN (tỷ USD) 8,3 10,8 14,5 Tỷ lệ so với tổng giá trị xuất khẩu cả nước (%) 21 22 24,7 Nộp ngân sách (tỷ USD) 0,88 1,1 1,3 Ghi chú: *: không có số liệu 7 * Áp lực môi trường từ hoạt động của các khu công nghiệp Thực tiễn cho thấy, các KCN có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam. Các KCN là nhân tố chủ yếu thúc đẩy tăng trưởng, công nghiệp, tăng khả năng thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước vào phát triển công nghiệp, đẩy mạnh xuất khẩu, tạo công ăn việc làm và thu nhập cho người lao động. Tuy nhiên, bên cạnh những đóng góp tích cực, quá trình phát triển các KCN ở Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn về ô nhiễm môi trường do chất thải, nước thải và khí thải công nghiệp. Ô nhiễm môi trường từ các KCN ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái tự nhiên. Đặc biệt, nước thải không qua xử lý của các KCN xả thải trực tiếp vào môi trường gây thiệt hại không nhỏ tới hoạt động sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản tại các khu vực lân cận. Theo các chuyên gia môi trường, sự gia tăng nước thải từ các KCN trong những năm gần đây là rất lớn. Lượng nước thải từ các KCN phát sinh lớn nhất ở khu vực Đông Nam Bộ, chiếm 49% tổng lượng nước thải các KCN và thấp nhất ở khu vực Tây Nguyên là 2%. [7] Xét về mặt môi trường, việc tập trung các cơ sở sản xuất trong KCN nhằm mục đích sử dụng hợp lý tài nguyên và năng lượng, khoanh vùng sản xuất công nghiệp vào một khu vực nhất định, tập trung nguồn thải, nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên thiên nhiên và năng lượng, hiệu quả xử lý nguồn thải ô nhiễm và giảm thiểu tối đa ảnh hưởng ô nhiễm môi trường do các hoạt động sản xuất đối với cộng đồng sinh sống trong khu dân cư xung quanh. Việc tập trung các cơ sở sản xuất trong các KCN góp phần nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, chất thải rắn... đồng thời, giảm chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý, giảm chi phí xử lý môi trường trê