BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------*****------------

NGUYỄN VĂN THÀNH

ðÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VÀ ðỀ XUẤT
GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI LÀNG
NGHỀ CHẾ BIẾN TINH BỘT XÃ LIÊN HIỆP,
HUYỆN PHÚC THỌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã ngành: 60 44 03 01

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS ðOÀN VĂN ðIẾM

Hà Nội, 2012


LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này ngoài nỗ lực của bản thân,
tôi ñã nhận ñược rất nhiều sự quan tâm giúp ñỡ nhiệt tình của tập thể, cá
nhân trong và ngoài trường.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo
trong khoa Tài nguyên & Môi trường - Trường ðại học Nông nghiệp Hà
Nội ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

ii


MỤC LỤC
Lời cảm ơn.........................................................................................................i
Lời cam ñoan.....................................................................................................ii
Mục lục............................................................................................................iii
Danh mục bảng.................................................................................................vi
Danh muc hình................................................................................................vii
Danh mục viết tắt...........................................................................................viii
PHẦN I - MỞ ðẦU .......................................................................................1
1.1.

Tính cấp thiết của ñề tài ......................................................................1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................2

1.3.

Yêu cầu nghiên cứu ............................................................................2

PHẦN II - TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU .................................3
2.1.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột ở trên thế giới và Việt Nam............. 3




PHẦN III - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................33
3.1.

ðối tượng và phạm vi nghiên cứu .....................................................33

3.2.

Nội dung nghiên cứu.........................................................................33

3.3.

Phương pháp nghiên cứu ..................................................................33

3.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp ...............................................33
3.3.2. Phương pháp thu thập tài liệu sơ cấp.................................................34
3.3.3. Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu .............................................35
3.3.4. Phương pháp chuyên gia...................................................................35
PHẦN IV - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ......................................................36
4.1.

ðiều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của xã Liên Hiệp, huyện Phúc Thọ ..... 36

4.1.1. Vị trí ñịa lý, ñịa hình.........................................................................36
4.1.2. ðặc ñiểm khí hậu, thủy văn ..............................................................37
4.1.3. ðặc ñiểm kinh tế xã hội ....................................................................39
4.2.

Thực trạng sản xuất của làng nghề chế biến tinh bột sắn xã Liên


4.5.1. Các giải pháp quản lý........................................................................63
4.5.2. Các giải pháp kĩ thuật .......................................................................67
PHẦN V - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................73
5.1.

Kết luận ............................................................................................73

5.2.

Kiến nghị ..........................................................................................74

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................75

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

v


DANH MỤC BẢNG
TÊN BẢNG

TRANG

Bảng 2.1: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn ở Việt Nam . ................7
Bảng 2.2: Thành phần hoá học của củ sắn . ...................................................12
Bảng 2.3: ðặc trưng nước thải của từ sản xuất tinh bột . ...............................27
Bảng 2.4: Thành phần của bã thải .................................................................29
Bảng 4.1: Một số chỉ tiêu khí hậu ở Phúc Thọ...............................................38
Bảng 4.2: Diện tích và sản lượng cây trồng của xã Liên Hiệp .......................40

của Trung Quốc ….... …………………………………………….17
Hình 2.4: Sơ ñồ khối quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn thủ công ở
Việt Nam ….. …………………………………………………….19
Hình 2.5: Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột từ củ tươi ... ................. 29
Hình 4.1: Vị trí làng nghề Liên Hiệp, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội ... 36
Hình 4.2: Biểu ñồ diễn biến một số yếu tố khí hậu ở Phúc Thọ .................... 39
Hình 4.3: Quy trình chế biến tinh bột, dong kèm dòng thải .......................... 46
Hình 4.4: Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn .............................. 47
Hình 4.5. Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột từ dong củ.................... 48
Hình 4.6: Cơ cấu hệ thống quản lý môi trường cấp xã.................................. 64
Hình 4.7: Sơ ñồ quy trình xử lý bã sắn ......................................................... 69
Hình 4.8: Quy trình công nghệ xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn ........... 71

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

vii


DANH MỤC VIẾT TẮT
QLMT

: Quản lý môi trường

BTNMT

: Bộ Tài nguyên và môi trường

BVTV

: Bảo vệ thực vật

ΣP

: Tổng hàm lượng phốt pho

FAO

: Tổ chức lương thực thế giới

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

KH&CN

: Khoa học và Công nghệ

QCKTQG : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia
WTO

: Tổ chức thương mại thế giới

WB

: Ngân hàng thế giới (World Bank)

QTTNMT : Quan trắc tài nguyên môi trường
CBNS

: Chế biến nông sản


hưởng nghiêm trọng ñến môi trường sống và sức khoẻ cộng ñồng. ðể các
làng nghề phát triển một cách bền vững, việc tìm kiếm giải pháp kỹ thuật,
công nghệ và các giải pháp quản lý thích hợp nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm
môi trường, từng bước cải thiện ñời sống các làng nghề là việc làm cần thiết.
Do ñó, tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “ðánh giá thực trạng và ñề xuất
giải pháp bảo vệ môi trường tại làng nghề chế biến tinh bột xã Liên Hiệp,
huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội”.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

1


1.2. Mục ñích nghiên cứu
ðánh giá ñược mức ñộ ô nhiễm môi trường (nước thải và rác thải) tại
làng nghề chế biến tinh bột xã Liên Hiệp.
ðề xuất một số giải pháp nhằm bảo vệ và cải thiện môi trường cho làng
nghề chế biến tinh bột xã Liên Hiệp.
1.3. Yêu cầu nghiên cứu
- Thu thập, xử lý và phân tích các tài liệu về các ñặc ñiểm cơ bản về tự
nhiên, kinh tế xã hội của ñịa bàn nghiên cứu ñể phát hiện những thuận lợi,
khó khăn trong việc quản lý môi trường của làng nghề.
- ðánh giá hiện trạng sản xuất của làng nghề và xác ñịnh các nhân tố ảnh
hưởng tới môi trường làng nghề.
- Phân tích, ñánh giá hiện trạng môi trường (nước thải, rác thải) của làng
nghề làm cơ sở ñể ñề xuất các giải pháp bảo vệ, cải thiện môi trường làng nghề.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

2

3


sản lượng sắn 32,1 triệu tấn, tăng 10% so với năm 2008 có ñược chủ yếu do
sự mở rộng thêm diện tích trồng sắn và áp dụng kỹ thuật tiến tiến trong quá
trình tưới tiêu. Trong ñó phải kể ñến sự ñóng góp không nhỏ của Brazil nước
chiếm 70% tổng sản lượng sắn toàn khu vực ñã tăng thêm 12% tổng diện tích
trồng sắn trong năm 2010. Giá sắn tăng cao ñã khuyến khích người sản xuất
mở rộng qui mô và diện tích trồng sắn.
Ở Châu Á sản lượng sắn năm 2008 là 50,9 triệu tấn còn năm 2010 là
50,5 triệu tấn, giảm ít so với năm 2008 (giảm 0,4 triệu tấn), chủ yếu là giảm
sản lượng sắn ở Indonesia và Thái Lan (Thái Lan có sản lượng sắn cao nhất
trong khu vực mỗi năm thu hoạch 17,7 ÷ 19,1 triệu tấn) [22]. Nguyên nhân
của sự suy giảm này là do sự chuyển ñổi cơ cấu cây trồng của một số nông
dân Thái Lan từ trồng sắn sang trồng mía. Tuy nhiên, nhờ sự can thiệp của
chính phủ sản lượng bột sắn và sắn viên chỉ giảm xuống khoảng 1,3%, trong
khi sản lượng sắn củ cần thay ñổi là khoảng 0,8%. Hậu quả của sự suy giảm
sản lượng sắn chỉ là 0,5%. ở Indonesia sự suy giảm là 4% do ñược mùa về
gạo nên mức tiêu thụ sắn trong nước cho các nhu cầu sinh hoạt cũng như công
nghiệp ñều giảm. Ngược lại, ở Việt Nam, sản lượng sắn tăng 13%, ấn ñộ tăng
2%, và thay ñổi không ñáng kể ở các nước khác.
Năm 2006 và 2007, sản lượng sắn thế giới ñạt 226,34 triệu tấn củ tươi
so với 2005/06 là 211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu tấn. Nước có sản
lượng sắn nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn), kế ñến là Thái Lan (22,58
triệu tấn) và Indonexia (19,92 triệu tấn). Nước có năng suất sắn cao nhất là
Ấn ðộ (31,43 tấn/ha), kế ñến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn
bình quân của thế giới là 12,16 tấn/ha [22].
Khả năng thu lợi cao từ việc xuất khẩu bột và tinh bột sắn khiến các nước
xuất khẩu chủ yếu sẽ thay các giống sắn truyền thống bằng các giống sắn mới
cho năng suất cao, hàm lượng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công

250
200
150
100
50
0
2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

DiÖn tÝch (1.000 ha)
S¶n l−îng (10.000 tÊn)
N¨ng suÊt (100 tÊn/ ha)

Hình 2.1: Biểu ñồ tăng trưởng diện tích và sản lượng tinh bột sắn ở nước ta
Ngoài tinh bột sắn, các sản phẩm ñược chế biến từ sắn gồm cồn, rượu,
bột ngọt, axit glutamic, axit amin, các loại si rô maltoza, glucoza, fructoza,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


lượng sắn dành cho chế biến tinh bột ở qui mô nhỏ và vừa, dùng ñể sản xuất
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

6


các sản phẩm sắn khô, chế biến thức ăn chăn nuôi và 10 - 15% dùng cho ăn
tươi và các nhu cầu khác.
Bảng 2.1: Một số nhà máy sản xuất tinh bột sắn qui mô lớn ở Việt Nam [23].
STT

Tên Nhà máy

1

Long Thành

2

Vedan

3

Thuộc tỉnh

Công suất
(tấn/ngày)

ðồng Nai


An Giang

An Giang

70

7

Phú Yên

Phú Yên

50

8

Việt-Thái

Gia Lai

50

9

Quảng Ngãi

Quảng Ngãi

50


70

14

Nước Trông

Tây Ninh

60

15

Bàng Na-Bình Thuận

Bình Phước

50

16

ðaklak

ðaklak

40

17

Liên doanh Hàn Quốc-Tây Ninh


Huế

Huế

120

22

Văn Yên

Yên Bái

50

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

7


Sản phẩm của các doanh nghiệp này là tinh bột sắn cao cấp, có giá trị
xuất khẩu cao. Các công ty này thường ñược trang bị bằng công nghệ tiên
tiến, nhập từ các nước chế biến sắn hàng ñầu như Thái Lan, Trung Quốc, ðài
Loan... Sắn ñược chế biến hoàn toàn bằng máy do ñó việc chế biến tinh bột
sắn từ sắn củ tươi trở nên rất hiệu quả. Cùng với sự ñầu tư này ñã làm tăng
ñáng kể sản lượng tinh bột sắn.
ðặc thù sản xuất
Hiện nay ở Việt nam có rất nhiều loại hình chế biến sắn, tuỳ thuộc vào
qui mô công nghệ, vốn, lao ñộng... nhưng về cơ bản có thể chia thành 3 loại
hình chế biến sắn như sau [7]:
- Nhà máy qui mô lớn: ðể ñáp ứng nhu cầu tinh bột sắn ngày càng tăng

2.2.1. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn
2.2.1.1. ðặc trưng nguyên liệu
Sắn là loại cây lương thực nhiều tinh bột ñược trồng phổ biến ở khắp nơi
trên thế giới, do có nhiều ưu thế hơn một số loại cây khác: Sắn rất dễ trồng, có
thể thích ứng với nhiều nguồn ñất, ñặc biệt là ñất ñồi, khí hậu ôn ñới và nhiệt
ñới, ít tông công chăm sóc mà lại cho năng suất và giá trị kinh tế cao. Năng
suất tính theo calo của sắn có thể ñạt từ 7,3÷29 x106 kcalo/ha, cao hơn hẳn so
với các cây khác như ngô (7,6 x106 kcalo/ha); lúa (5x106 kcalo/ha); lúa mì
(4,1x106 kcalo/ha) [9].
Hiện nay trên thế giới có gần 100 loại sắn khác nhau. Sắn có tên khoa
học là Manihot, thuộc họ ñại kích, ưa ấm và ẩm. Sắn có nguồn gốc ban ñầu ở
vùng hoang vu thuộc Trung và Nam Châu Mỹ, về sau phát triển dần sang
Châu Phi và Châu Á ( chủ yếu là Châu Á). Ở nước ta, sắn ñược trồng từ cuối
thế kỷ 19, các vùng trồng sắn ñược trải dài khắp ñất nước từ Nam ra Bắc,
nhiều nhất vẫn là Trung du và miền núi như Tây Nguyên, Lâm ðồng, Phú
Thọ, Tuyên Quang, Hoà Bình, Hà Tây... Sắn ñược trồng 2 vụ trong năm: Vụ
Xuân bắt ñầu từ tháng 2 ñến tháng 3 và thu hoạch vào cuối năm, vụ Thu trồng
vào tháng 8 và thu hoạch vào tháng 5 hoặc tháng 6 năm sau. Do cây sắn có
thời gian sinh trưởng dài vì vậy phải thu hoạch ñúng thời vụ thì củ sắn mới
tươi và hàm lượng tinh bột mới cao hơn. Nếu ñể quá lâu (sắn lưu) củ sẽ nhiều
xơ, hàm lượng tinh bột giảm, sắn bị sượng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

9


* Phân loại sắn: Có rất nhiều cách ñể phân loại sắn phụ thuộc vào ñặc
ñiểm, thời gian sinh trưởng, hàm lượng ñộc tố...nhưng nói chung về ý nghĩa
kinh tế và tính chất công nghệ trong sản xuất tinh bột thì sắn ñược chia làm
hai loại chính là sắn ñắng và sắn ngọt. Cách chia này phụ thuộc vào vào hàm

Cấu tạo của củ gồm 4 phần chính:
Vỏ gỗ: hay còn gọi là vỏ lụa là lớp bao bọc ngoài cùng của củ sắn, dày
khoảng 0,2÷0,6 mm, thường chiếm từ 0,5÷3 % khối lượng toàn củ sắn [9].
Lớp vỏ gỗ dày gồm những tế bào sít, thành dày ñược cấu tạo chủ yếu từ
xenlulô và hêmixenluloza không chứa tinh bột có tác dụng bảo vệ củ sắn khỏi
bị tác ñộng của các yếu tố bên ngoài làm hư hỏng, ñồng thời có tác ñộng
phòng mất nước cho củ. Trong sản xuất tinh bột lớp vỏ gỗ ñược loại bỏ.
Vỏ cùi: hay vỏ thịt nằm trong lớp vỏ gỗ, lớp vỏ cùi dầy hơn vỏ gỗ
(khoảng 1÷3mm), chiếm 5÷20% trọng lượng củ [9]. Cấu tạo gồm các lớp tế
bào mô cứng phủ ngoài, thành phần chủ yếu của lớp này là Xenluloza, pectin,
tinh bột và chứa nhiều dịch ñộc khác từ bên ngoài. Bên trong lớp tế bào mô
cứng là lớp tế bào mô mềm chứa các hạt tinh bột, hợp chất chứa Nitơ và dịch
bào (mủ) có sắc tố, ñộc tố, các enzim... Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5÷8%)
nên khi chế biến nếu tách ñi thì tổn thất tinh bột, nếu không tách thì chế biến
khó khăn vì nhiều chất trong mủ ảnh hưởng ñến màu sắc của tinh bột.
Thịt củ: – phần quan trọng nhất của củ sắn, chiếm khoảng 77÷94% khối
lượng toàn củ sắn [9]. Thịt sắn khi mới ñào dỡ có màu trắng mịn. Nếu bị sây
sát hay bảo quản lâu sẽ chuyển sang màu vàng và ñôi khi có các ñốm ñen.
Lớp ngoài cùng của củ sắn là lớp sinh gỗ chỉ mỏng. Với củ phát triển bình
thường, thu hoạch ñúng vụ thì tầng sinh gỗ chỉ rõ sau khi luộc, còn với củ ñào
muộn thì thấy rõ hơn. Tiếp trong phần sinh gỗ là thịt sắn, gồm các tế bào nhu
mô thành mỏng là chính, chứa các hạt tinh bột, nguyên sinh chất, gluxit hoà
tan, một lượng nhỏ protein, lipit, các khoáng chất, vitamin và một số ezim.
ðây là phần dự trữ chủ yếu các chất dinh dưỡng của củ. Trong tế bào thịt sắn
cũng chứa dịch bào nhưng hàm lượng ít hơn so với trong vỏ cùi (khoảng 0,35%). Ngoài các tế bào nhu mô, trong thịt sắn còn có các tế bào thành cứng mà
thành phần chủ yếu là xenluloza nên cứng như gỗ gọi là xơ không chứa tinh
bột. Các tế bào này tạo thành những lớp xơ, thường có nhiều ở ñầu cuống.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


Protein

0,8 ÷ 1,2

Chất béo

0,3 ÷ 0,4

Xenluloza

1,0 ÷ 3,0

ðường

1,0 ÷ 3,1

Tro

0,54

Các polyphenol

0,1 ÷ 0,3

ðộc tố

0,001 ÷ 0,04

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


các bộ phận của cây, ở sắn ñắng chứa nhiều ñộc tố hơn sắn ngọt (ở sắn ngọt
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

13


có khoảng 20÷30g/1kg sắn, ở sắn ñắng khoảng 60÷150 g/1kg sắn) [6]. ðộc tố
tập trung chủ yếu ở vỏ cùi và dễ hoà tan trong nước vì vậy khi ăn tươi (dù là
sắn ñắng hay sắn ngọt) cũng nên bóc vỏ cùi, và ngâm trong nước khoảng 2÷3
giờ ñể loại ñộc tố.
Trong sản xuất tinh bột, HCN phản ứng với sắt thường có trong nước tạo
thành xianat có màu xám ñen, do ñó không tách dịch nước ra nhanh thì sẽ ảnh
hưởng ñến màu sắc tinh bột, làm giảm chất lượng thành phẩm.
Enzim: các enzim trong sắn cho tới nay chưa ñược nghiên cứu kỹ, tuy
nhiên trong hệ enzim của sắn các enzim polyphenolxydaza ảnh hưởng nhiều
ñến chất lượng của sắn trong bảo quản cũng như trong sản xuất và chế biến.
Khi sắn chưa thu hoạch thì hoạt ñộ của các enzim trong sắn yếu và ổn ñịnh
nhưng sau khi tách củ khỏi cây các enzim ñều hoạt ñộng mạnh.
polyphenolxydaza xúc tác quá trình oxy hoá polyphenol tạo thành octokinol
sau ñó trùng hợp với các chất không có bản chất phenol như axit amin ñể tạo
thành các hợp chất có màu. Trong nhóm polyphenolxydaza có những enzim
oxy hoá các mono phenol mà ñiển hình là tirozinaza xúc tác sự ôxy hoá tiozin
tạo ra các kinol tương ứng. Sau một chuỗi chuyển hoá, các kinol này sinh ra
sắc tố màu xám ñen (hiện tượng “chảy nhựa”), những vết ñen này xuất hiện
trong củ sắn bắt ñầu từ lớp vỏ cùi.
Sắn bị chảy nhựa sẽ ảnh hưởng không tốt ñến chất lượng sắn cũng như
quy trình công nghệ trong sản xuất tinh bột sắn và trong xử lý nước thải. Khi
luộc sắn ăn thì bị sượng, còn khi mài sát khó phá vỡ tế bào ñể giải phóng tinh
bột do ñó hiệu suất thu hồi tinh bột giảm mạnh, tinh bột không trắng.
Ngoài tirozinaza, các enzim ôxy hoá khử khác cũng hoạt ñộng mạnh làm

15


* Sau ñây là một số quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn
a. Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan:
Sắn củ
Bóc vỏ, tách
tạp chất

Vỏ sắn, tạp
chất

Rửa củ

Nước thải

Băm nhỏ
Nghiền nhỏ

Nước

H2SO3
Trích ly, tách
Phân ly
Ly tâm tách
Khí

Sấy khô

Bã