Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm nước làng nghề cơ kim khí phía Nam Hà Nội và đề xuất giải pháp giảm thiểu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - - Nguyễn Mạnh Hùng NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ô NHIỄM NƢỚC LÀNG NGHỀ CƠ KIM KHÍ PHÍA NAM HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nợi - 2014 ĐẠI HỌC Q́C GIA HÀ NỢI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - - Nguyễn Mạnh Hùng NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ô NHIỄM NƢỚC LÀNG NGHỀ CƠ KIM KHÍ PHÍA NAM HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải Hà Nội - 2014 Lời cảm ơn Qua bài luận văn này tơi xin đƣợc bày tỏ lịng cảm ơn tới thầy cô giáo Khoa Môi trƣờng – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nợi tận tình giảng dạy và giúp đỡ thời gian học vừa qua Tơi xin đƣợc bày tỏ lịng cảm ơn tới thầy cô Bộ Công nghệ Môi trƣờng – Khoa Môi trƣờng Các thầy tận tình giúp đỡ và bảo kiến thức chuyên môn mơn học chun ngành nhƣ đóng góp ý kiến quý báu để giải vấn đề lĩnh vực môi trƣờng Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải – Phó chủ nhiệm Khoa Môi trƣờng - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên là ngƣời trực tiếp tận tình bảo và hƣớng dẫn hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Cục Cảnh sát PCTP môi trƣờng giúp đỡ và tạo điều kiện để tơi hoàn thành tốt việc học Tôi xin gửi lời cảm ơn tới UBND xã Thanh Thùy cung cấp số liệu và tạo điều kiện cho khảo sát và thu mẫu địa phƣơng Cuối xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp động viên và giúp đỡ tơi suốt q trình học tập Tuy nhiên, thời gian nghiên cứu không dài, trình đợ và kinh nghiệm cịn hạn chế, Luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy đóng góp ý kiến, cho nhận xét và tạo điều kiện giúp đỡ để hoàn thiện tốt luận văn Tơi xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Mạnh Hùng MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU Chƣơng - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan làng nghề Việt Nam 1.1.1 Khái niệm làng nghề 1.1.2 Phân loại làng nghề 1.1.3 Thực trạng hoạt động làng nghề Việt Nam 1.1.4 Ô nhiễm môi trƣờng làng nghề Việt Nam 1.2 Ơ nhiễm mơi trƣờng làng nghề Hà Nội 10 1.3 Ảnh hƣởng hoạt động làng nghề tới môi trƣờng và ngƣời 11 1.4 Tổng quan làng nghề kim khí phía Nam Hà Nợi 12 1.5 Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Nhuệ 13 Chƣơng - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 17 2.2 Phạm vi nghiên cứu 17 2.3 Mục tiêu nghiên cứu 18 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 2.4.1 Phƣơng pháp thu thập, xử lý, phân tích, tổng hợp tài liệu 18 2.4.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực địa 18 i 2.4.3 Phƣơng pháp tổng hợp số liệu 19 2.4.4 Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích phịng thí nghiệm 19 2.4.4.2 Phƣơng pháp phân tích phịng thí nghiệm 19 2.2.5 Nghiên cứu xử lý kim loại nặng nƣớc thải mạ 22 2.4.6 Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu 24 Chƣơng - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Hoạt động sản xuất và vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nƣớc 25 3.1.1 Tình hình sản xuất 25 3.1.2 Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng nƣớc 31 3.1.3 Hiện trạng quản lý và xử lý nƣớc thải 38 3.2 Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nƣớc thải làng nghề phía Nam Hà Nội42 3.2.1 Các giải pháp quản lý 42 3.2.2 Các giải pháp tuyên truyền 45 3.2.3 Giải pháp kĩ thuật 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 Kết luận 56 Kiến nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 ii BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng BVMT Bảo vệ môi trƣờng LVS Lƣu vực sông QCVN Quy chuẩn Việt Nam TNMT Tài nguyên và Môi trƣờng TCMT Tiêu chuẩn môi trƣờng UBND Ủy ban nhân dân CTR Chất thải rắn iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các xu phát triển làng nghề Việt Nam đến năm 2015 Bảng 2.1: Thể tích dung dịch sử dụng để xây dựng đƣờng chuẩn COD 20 Bảng 2.2: Thể tích dung dịch sử dụng để xây dựng đƣờng chuẩn Fe .22 Bảng 3.1 Thành phần ô nhiễm tính chất nƣớc thải chăn ni 33 Bảng 3.2 Kết phân tích nƣớc thải mạ tháng 10 năm 2013 36 Bảng 3.3 Kết phân tích nƣớc thải mạ tháng năm 2014 36 Bảng 3.4 Chất lƣợng nƣớc thải cống thoát nƣớc làng Rùa Hạ nƣớc sông Nhuệ đoạn chảy qua làng Rùa Hạ 40 Bảng 3.5 Kết tính tốn khả tiếp nhận nƣớc thải sông Nhuệ chất ô nhiễm 41 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sự phân bố làng nghề Việt Nam theo khu vực Hình 3.1 Quy trình sản xuất tơn thành phẩm dòng thải 26 Hình 3.2 Quy trình sản xuất sở đột dập 27 Hình 3.3 Sơ sồ quy trình mạ dịng thải 29 Hình 3.4 Ảnh hƣởng pH đến nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải mạ 47 Hình 3.5 Ảnh hƣởng pH đến nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải mạ 48 Hình 3.6 Ảnh hƣởng Na2CO3 đến nồng độ sắt nƣớc thải mạ sở B 49 Hình 3.7 Ảnh hƣởng Na2CO3 đến nồng độ Zn2+ nƣớc thải mạ sở B 50 Hình 3.8 Ảnh hƣởng Na2CO3 đến nồng độ N-NH4+trong nƣớc thải mạ sở B50 Hình 3.9 Ảnh hƣởng Na2CO3 đến nồng đợ sắt nƣớc thải mạ sở D 51 Hình 3.10 Ảnh hƣởng Na2CO3 đến nồng độ kẽm nƣớc thải mạ sở D 52 Hình 3.11 Ảnh hƣởng Na2CO3 đến nồng độ N-NH4+trong nƣớc thải mạ sở D 52 Hình 3.12 Sơ đồ quy trình xử lý nƣớc thải mạ 54 v MỞ ĐẦU Hiện làng nghề là một bộ phận quan trọng việc cấu thành kinh tế và đƣợc trọng định hƣớng phát triển kinh tế - xã hội nƣớc ta Bên cạnh mặt thuận lợi, làng nghề Việt Nam đối mặt với nhiều khó khăn, thách thức nhƣ lao động sản xuất chủ yếu là thủ công, cơng nghệ sản xuất cịn lạc hậu, chất lƣợng sản phẩm chƣa cao, đặc biệt là tác động đến chất lƣợng môi trƣờng sống và sức khỏe cộng đồng hoạt động sản xuất làng nghề gây Phần lớn làng nghề Việt Nam đƣợc hình thành và phát triển một cách tự phát với công nghệ lạc hậu và thiết bị đơn giản, thủ công, hiệu sử dụng nguyên nhiên liệu thấp, mặt sản xuất hạn chế, việc đầu tƣ cho xây dựng hệ thống bảo vệ mơi trƣờng đƣợc quan tâm; ý thức bảo vệ môi trƣờng và bảo vệ sức khỏe cho gia đình ngƣời lao đợng cịn hạn chế Vì vậy, vấn đề nhiễm môi trƣờng làng nghề nông thôn và là vấn đề xúc cần đƣợc quan tâm và giải Theo thống kê nƣớc có 1.300 làng nghề đƣợc cơng nhận và 3.200 làng có nghề Trong số có nhiều làng nghề trá hình, lấy danh nghĩa làng nghề để trốn tránh nghĩa vụ xã hội, trốn loại phí, thuế nói chung và bảo vệ mơi trƣờng nói riêng, trốn tránh chế tài bảo vệ môi trƣờng Bên cạnh đó, làng nghề phân bố khơng đồng vùng, có đến 60% làng nghề tập trung khu vực phía bắc và chủ yếu tập trung tỉnh, thành phố nhƣ: Hà Nợi, Bắc Ninh, Hƣng n, Thái Bình, Nam Ðịnh Miền Trung chiếm khoảng 23,6%, tập trung chủ yếu tỉnh nhƣ Quảng Nam, Thừa Thiên - Huế và miền Nam chiếm khoảng 16,6%, tập trung chủ yếu thành phố Cần Thơ, tỉnh Ðồng Nai, Bình Dƣơng[34] Với phát triển tự phát và thiếu quy hoạch làng nghề khu vực nông thôn, với cân nhu cầu phát triển sản xuất và khả đáp ứng sở vật chất, lỏng lẻo quản lý môi trƣờng nói riêng, hoạt đợng làng nghề và gây áp lực lớn đến chất lƣợng môi trƣờng khu vực làng nghề Hà Nội có 1.350 làng có nghề, chiếm 58,8% số làng toàn thành phố, giải việc làm cho gần 740 nghìn lao đợng, đóng góp lớn cho phát triển kinh tế, chuyển dịch cấu lao động từ nông nghiệp sang công nghiệp, dịch vụ địa phƣơng [35] Bên cạnh mặt tích cực làng nghề Hà Nội và tác động tiêu cực tới môi trƣờng gần khu vực mà làng nghề này hoạt động Trong làng nghề Hà Nợi làng nghề kim khí đặc biệt là làng nghề phía Nam Hà Nợi là mợt làng nghề có tác đợng và ảnh hƣởng lớn tới môi trƣờng là môi trƣờng nƣớc Hoạt động làng nghề này gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nƣớc ngầm, nƣớc mặt là sông Nhuệ nơi tiếp nhận nƣớc thải và ảnh hƣởng lớn tới đời sống, sức khỏe ngƣời dân liên quan đến vấn đề vệ sinh môi trƣờng, an toàn lao động hoạt động làng nghề này mang lại Làng nghề kim khí Rùa Hạ, xã Thanh Thùy, Thanh Oai, Hà Nội là làng nghề tiếng khu vực phía Nam thành phố Hà Nợi Đây là làng nghề kim khí với quy mơ sản xuất lớn xã Ra đời từ lâu, sản phẩm làng nghề đƣợc nhiều ngƣời biết đến và ghi nhận giá trị chúng cuộc sống Làng kim khí với loại hình sản xuất là sản xuất tôn nguyên liệu, đột dập và mạ dẫn đến nƣớc thải làng nghề này có hàm lƣợng muối vô và kim loại nặng nƣớc cao Tất nƣớc thải làng nghề không đƣợc xử lý và đổ thẳng sông Nhuệ, khiến chất lƣợng nƣớc sông Nhuệ ngày suy giảm nghiêm trọng Trong năm qua, có quan tâm cấp huyện, thành phố việc giải vấn đề môi trƣờng nhƣng nhiều yếu tố bao gồm khách quan, chủ quan nên mơi trƣờng làng nghề xã cịn nhiều điểm yếu và bất cập Để đánh giá thực trạng nhiễm nƣớc làng nghề kim khí nhằm đƣa đƣợc tranh chung tình hình ô nhiễm nƣớc, sở đƣa biện pháp phù hợp giảm thiểu ảnh hƣởng hoạt đợng sản xuất loại hình này tới mơi trƣờng Trong khuôn khổ luận văn, học viên tiến hành thực đề tài: “ Nghiên cứu thực trạng nhiễm nước làng nghề kim khí phía Nam Hà Nội đề xuất giải pháp giảm thiểu” Với mục tiêu gồm: - Nồng độ kẽm dung dịch giảm dần và xuống dƣới mức tiêu chuẩn khoảng pH cao Ở tỷ lệ Na2CO3 : Zn = 3:1, nồng độ kẽm khoảng pH 4-6 cao tiêu chuẩn cho phép - Phƣơng pháp này làm giảm N-NH4+ dung dịch nhiên giảm chậm và lƣợng N-NH4+ cao tiêu chuẩn cho phép - pH dung dịch sau xử lý nằm khoảng 6,52 - 8,27 nằm khoảng pH tiêu chuẩn cho phép - Nhƣ vậy, tỷ lệ Na2CO3 : Zn thích hợp để xử lý kim loại nặng nƣớc thải mạ sở B là 2:1 Tuy nhiên, cần điều chỉnh pH trung tính trƣớc xử lý Na2CO3 để đảm bảo lƣợng kẽm dung dịch dƣới mức tiêu chuẩn Khi điều chỉnh pH để xử lý đƣợc Zn ngƣỡng KPH pH cao, kết hợp điều chỉnh pH và lƣợng Na2CO3 thêm vào tăng hiệu xử lý Zn nhƣng giảm pH cần phải điều chỉnh Với mẫu nƣớc thải sở D, ta thu đƣợc kết nhƣ hình sau: Hình 3.9 Ảnh hƣởng Na2CO3 đến nồng độ sắt nƣớc thải mạ sở D 51 Hình 3.10 Ảnh hưởng Na2CO3 đến nồng độ kẽm nước thải mạ sở D Hình 3.11 Ảnh hưởng Na2CO3 đến nồng độ N-NH4+ nước thải mạ sở D Kết bảng và đồ thị thay đổi nồng độ chất ô nhiễm xử lý Na2CO3 sở D cho thấy: Ở khoảng pH đầu, lƣợng Na2CO3 đƣa vào dung dịch nhiều nồng đợ chất nhiễm dung dịch giảm rõ rệt Ở khoảng pH cuối, lƣợng Na2CO3 đƣa vào nồng đợ chất cần xử lý thay đổi không đáng kể Nồng độ sắt dung dịch giảm xuống dƣới mức tiêu chuẩn tỷ lệ Na2CO3 : Zn = 1:1 Nồng độ sắt khoảng pH tỷ lệ Na2CO3 : Zn = 3:1 52 gần nhƣ nhau, pH thấp lƣợng Na2CO3 đƣợc đƣa vào nhiều hơn, lƣợng sắt xử lý đƣợc nhiều so với khoảng pH cao tỷ lệ Nồng độ kẽm tất khoảng pH giảm xuống dƣới mức tiêu chuẩn tỷ lệ Na2CO3 : Zn = 2:1 Quá trình xử lý làm giảm nồng độ N-NH4+ dung dịch, nhiên lƣợng giảm không nhiều và nồng độ N-NH4+ dung dịch tỷ lệ cao mức tiêu chuẩn cho phép pH dung dịch sau xử lý tỷ lệ nằm khoảng 7,84 - 8,6 phù hợp tiêu chuẩn pH cho nƣớc thải công nghiệp Nhƣ vậy, tỷ lệ Na2CO3 : Zn tối ƣu để xử lý kim loại nặng nƣớc thải mạ sở D 2:1 Qua kết thí nghiệm ảnh hƣởng Na2CO3 đến hiệu xử lý kim loại nặng, ta thấy, phƣơng pháp này cho hiệu cao xử lý sắt và kẽm dung dịch Khi đƣa Na2CO3 vào dung dịch, kết tủa cacbonat đƣợc tạo làm giảm đáng kể ion sắt, kẽm dung dịch Tỷ lệ tối ƣu cho trình xử lý này là số mol Na2CO3:Zn = 2:1 Tỷ lệ này xử lý đƣợc sắt đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B tất khoảng pH khảo sát Tuy nhiên, kẽm kết tủa khoảng pH cao sắt nên phƣơng pháp xử lý Na2CO3 xử lý đƣợc kẽm đạt QCVN 40:2011/BTNMT cợt B từ khoảng pH trung tính (pH gần 7) Quá trình xử lý làm tăng pH dung dịch làm giảm nồng đợ NNH4+ nƣớc thải tạo thành NH3, nhiên lƣợng giảm chậm khơng tiến hành sục khí, đuổi khí Ƣu điểm phƣơng pháp này là pH nƣớc sau xử lý không cao (pH