BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CƠ SỞ
CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SƠN LA

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN QUANG THÁI

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CƠ SỞ
CHẾ BIẾN CÀ PHÊ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SƠN LA

NGUYỄN QUANG THÁI

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60440301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. PHẠM THỊ MAI THẢO


hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của tập thể các Thầy, Cô giáo trong Khoa Môi
trường thuộc Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Tôi xin ghi nhận
và biết ơn sự giúp đỡ quý báu của các Thầy, Cô.
Tôi xin trân trọng cám ơn Lãnh đạo Chi cục Bảo vệ môi trường, Chính
quyền địa phương và bà con nông dân thành phố Sơn La đã nhiệt tình hỗ trợ, hợp
tác và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn.
Trong thời gian nghiên cứu và làm luận văn, tôi cũng đã nhận được sự hỗ
trợ, tạo điều kiện và giúp đỡ từ phòng thí nghiệm Công ty MTV tư vấn môi
trường, Trung tâm Quan trắc Tài nguyên môi trường tỉnh Sơn La, tôi xin trân
trọng cám ơn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình
đã động viên, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành luận văn
của mình.
Hà Nội, ngày 29 tháng 12 năm 2017
Học viên cao học

Nguyễn Quang Thái


iii
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................ii
MỤC LỤC ....................................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................ix
MỞ ĐẦU........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ...................................................................................... 3

3.3. Hiện trạng thực hiện công tác quản lý môi trường .................................. 88
3.3.1. Hiện trạng thực hiện công tác bảo vệ môi trường tại các cơ sở CBCP88
3.3.2. Hiện trạng công tác QLMT đối với CSCBCP của cơ quan quản lý ..... 93
3.4. Dự báo chất thải từ hoạt động chế biến cà phê ....................................... 98
3.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến dự báo chất thải ......................................... 98
3.4.2. Các kịch bản dự báo phát sinh chất thải từ hoạt động chế biến cà phê
tại thành phố Sơn La ..................................................................................... 100
3.5. Đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường ..................................................... 104
3.5.1. Đề xuất giải pháp quản lý cho cơ quan quản lý ................................. 104
3.5.2. Đề xuất giải pháp BVMT cho các CSCBCP ....................................... 110
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...............................................................................119


v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lượng hạt cà phê của các nước năm 2013 ............................................7
Bảng 1.2. Lượng nước sử dụng cho hoạt động chế biến cà phê ở một số nước .......18
Bảng 1.3. Thành phần nước thải trong quá trình chế biến cà phê .............................19
Bảng 1.4. Thành phần và tính chất của chất thải cà phê từ vỏ cà phê và vỏ trấu .....22
Bảng 1.5. Hiệu quả xử lý của quá trình xử lý nước thải cà phê với thời gian lưu giữ
chất thải và tỉ lệ hàm lượng các chất hữu cơ .............................................................28
Bảng 2.1. Đối tượng điều tra phỏng vấn ...................................................................37
Bảng 2.2. Vị trí và số lượng phân tích nước thải ......................................................38
Bảng 2.3. Vị trí và số lượng mẫu phân tích nước mặt ..............................................39
Bảng 2.4. Thông số và phương pháp phân tích chất lượng nước .............................39
Bảng 2.5. Thông số và phương pháp phân tích chất lượng nước thải ......................41
Bảng 2.6. Thông số và phương pháp phân tích chất lượng không khí .....................42
Bảng 2.7. Thông số và phương pháp phân tích chất lượng đất.................................42
Bảng 3.1. Diện tích trồng cà phê theo địa giới cấp xã năm 2016 .............................45
Bảng 3.2. Kết quả điều tra các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố ..........48

vii
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu tạo của quả cà phê ................................................................................. 5
Hình 1.2. Quy trình chế biến cà phê nhân bằng phương pháp ướt ............................ 8
Hình 1.3. Tách quả xanh bằng tay ................................................................................ 9
Hình 1.4. Bể siphon kim loại và sơ đồ cấu tạo ............................................................ 9
Hình 1.5. Quy trình công nghệ chế biến cà phê theo phương pháp khô.................12
Hình 1.6. Quy trình công nghệ theo phương pháp chế biến bán ướt ......................15
Hình 1.7. Sơ đồ dòng chảy để tạo ra khí sinh học từ nước thải cà phê ...................26
Hình 1.8. Quy trình ủ phân vi sinh .............................................................................30
Hình 3.1. Diện tích trồng cà phê qua các năm tại thành phố Sơn La ......................46
Hình 3.2. Sản lượng cà phê thành phố Sơn La phân theo địa giới cấp xã ..............47
Hình 3.3. Vị trí các cơ sở chế biến cà phê tại thành phố Sơn La .............................50
Hình 3.4. Sản lượng thu hoạch và sản lượng chế biến cà phê .................................52
Hình 3.5. Công nghệ chế biến cà phê nhân tại thành phố Sơn La...........................54
Hình 3.6. Công nghệ chế biến cà phê nhân của Doanh nghiệp tư nhân Minh Tiến
........................................................................................................................................58
Hình 3.7. Biểu đồ kết quả đo nồng độ pH, TSS trong nước mặt.............................65
Hình 3.8. Biểu đồ kết quả đo nồng độ DO trong nước mặt .....................................66
Hình 3.9. Biểu đồ kết quả đo nồng độ BOD5, COD trong nước mặt......................67
Hình 3.10. Biểu đồ kết quả phân tích nồng độ Amoni và Nitrit ..............................68
Hình 3.11. Biểu đồ kết quả phân tích nồng độ NO3-và PO43- ..................................69
Hình 3.12. Biểu đồ kết quả phân tích nồng độ coliform ..........................................70
Hình 3.13. Mức độ biến thiên của nồng độ mangan trong nước tại hang caster
Thẳm Tát Tòng .............................................................................................................72
Hình 3.14. Mức độ biến thiên của nồng độ mangan trong nước tại Nhà máy cấp
nước Sơn La..................................................................................................................74
Hình 3.15. Biểu đồ kết quả phân tích chỉ tiêu TSS và độ màu ................................76
Hình 3.16. Biểu đồ kết quả phân tích chỉ tiêu COD, BOD5.....................................77

CQ

:

Cơ quan

CQQLNN

:

Cơ quan quản lý nhà nước

CS

: Cơ sở

CSCBCP

: Cơ sở chế biến cà phê

DN

: Doanh nghiệp

DNCBCP

: Doanh nghiệp chế biến cà phê

ĐA


TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TTMT

: Thủ tục môi trường

UBND

: Ủy ban nhân dân

Kế hoạch bảo vệ môi trường


x
Tóm tắt luận văn:
+ Họ và tên học viên: Nguyễn Quang Thái
+ Lớp:

CH2AMT

Khóa: 2A (2016-2018)

+ Cán bộ hướng dẫn: TS. Phạm Thị Mai Thảo
+ Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp bảo vệ
môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La
1. Đặt vấn đề
Cà phê là một loại cây trồng chính được trồng trên toàn thế giới và là một
trong những loại đồ uống phổ biến nhất được tiêu thụ trên khắp thế giới. Việt Nam

Đánh giá hiện trạng về hoạt động và ô nhiễm môi trường của các cơ sở chế
biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La và đề xuất giải pháp quản lý môi trường
phù hợp.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu hiện trạng số lượng cơ sở, vùng nguyên liệu, tình hình hoạt
động, hiện trạng sản xuất, chế biến cà phê và công tác bảo vệ môi trường của các
cơ sở trên địa bàn thành phố Sơn La.
- Đánh giá tác động môi trường của hoạt động chế biến cà phê đối với môi
trường nước, đất, không khí.
- Đánh giá hiện trạng công tác quản lý môi trường đối với các cơ sở chế
biến cà phê của cơ quan quản lý.
- Dự báo lượng chất thải phát sinh đến năm 2025.
- Đề xuất biện pháp bảo vệ môi trường phù hợp cho cơ sở chế biến cà phê
và từ phái cơ quan quản lý nhà nước.
4. Kết quả nghiên cứu đạt được
Thông qua việc sử dụng các phương pháp: phương pháp thu thập số liệu,
điều tra khảo sát thực địa, điều tra xã hội học, quan trắc và phân tích môi trường,
thống kê, xử lý số liệu đã thu được kết quả như sau:
4.1. Hiện trạng hoạt động sản xuất và chế biến cà phê
Kết quả nghiên cứu cho thấy, tại thành phố Sơn La diện tích trồng cà phê năm
2012 là 3.791 ha đến năm 2016 là 4.232 ha. Diện tích trồng cà phê tăng tăng trung
bình 110 ha/năm, tốc độ tăng bình quân 2,62%. Sản lượng cà phê năm 2016 đạt
28.439 tấn tập trung tại 4 xã (Chiềng Cọ, Chiềng Đen, Chiềng Ngần và Hua La)
của thành phố Sơn La.
Kết quả điều tra phỏng vấn các cơ sở chế biến cà phê tại thành phố Sơn La cho


xii
thấy, có 30 cơ sở chế biến cà phê. Các cơ sở tập trung tại 4 xã (Chiềng Cọ, Chiềng
Đen: 28 cơ sở, Quyết Tâm, Chiềng Xôm: 2 cơ sở). Tổng khối lượng cà phê được


xiii
4.4. Dự báo chất thải rắn và nước thải
Kết quả dự báo dựa trên các 4 yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến việc sản
xuất phát sinh chất thải gồm: diện tích trồng, sản lượng cà phê, công nghệ chế
biến, hệ thống xử lý chất thải. Kết quả dự báo phát sinh chất thải cho thấy: năm
2018 nước thải chưa được xử lý thải ra môi trường từ 33.517 m3 đến 50.784 m3,
chất thải rắn phát sinh từ 6.983 tấn đến 10.580 tấn. Năm 2020 nước thải là 29.737
m3 đến 47004 m3, chất thải rắn phát sinh từ 6195.5 tấn đến 9.408 tấn. Năm 2025
nước thải là 19.909 m3 đến 37.176 m3, chất thải rắn phát sinh từ 4.148 tấn đến
7.745tấn.
4.5. Các giải pháp bảo vệ môi trường
Kết quả nghiên cứu các giải pháp bảo vệ môi trường phù hợp đối với các cơ
sở chế biến cà phê tại thành phố Sơn La: quy hoạch cơ sở chế biến cà phê vào khu
công nghiệp Mai Sơn, đây là khu công nghiệp đang được đầu tư hệ thống xử lý
nước thải đạt QCVN40:2011/BTNMT cột A. Do vậy việc quy hoạch tập trung các
cơ sở vào khu công nghiệp này làm giảm chi phí đầu tư hệ thống xử lý nước thải tại
xã Chiềng Cọ, Chiềng Đen. Giảm thiểu tối đa được các sự cố môi trường sảy ra đối
với khu vực đầu nguồn nước cấp sinh hoạt cho thành phố Sơn La khi đó việc đầu tư
hệ thống xử lý nước thải, chất thải rắn được tập trung và quản lý được đồng bộ.
Đề xuất các giải pháp nghiên cứu công nghệ, kỹ thuật để xử lý chất thải rắn,
nước thải do hoạt động chế biến cà phê. Đưa ra mô hình sổ tay mẫu nhằm quản lý
môi trường tại các cơ sở chế biến cà phê.


1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Cà phê là một loại cây trồng chính được trồng trên toàn thế giới và là một
trong những loại đồ uống phổ biến nhất được tiêu thụ trên khắp thế giới. Việt Nam

trường do hoạt động chế biến cà phê trên địa bàn gây ra. Từ đó đưa ra các giải
pháp mang tính thực tiễn, áp dụng vào việc quản lý và tại các cơ sở chế biến.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá hiện trạng về hoạt động và ô nhiễm môi trường của các cơ sở chế
biến cà phê trên địa bàn thành phố Sơn La và đề xuất giải pháp quản lý môi trường
phù hợp.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu hiện trạng số lượng cơ sở, vùng nguyên liệu, tình hình hoạt
động, hiện trạng sản xuất, chế biến cà phê và công tác bảo vệ môi trường của các
cơ sở trên địa bàn thành phố Sơn La.
- Đánh giá tác động môi trường của hoạt động chế biến cà phê đối với môi
trường nước, đất, không khí.
- Đánh giá hiện trạng công tác quản lý môi trường đối với các cơ sở chế
biến cà phê của cơ quan quản lý.
- Dự báo lượng chất thải phát sinh đến năm 2025.
- Đề xuất biện pháp bảo vệ môi trường phù hợp cho cơ sở chế biến cà phê
và từ phái cơ quan quản lý nhà nước.


3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cà phê
1.1.1. Phân loại cà phê
1.1.1.1. Giống cây cà phê
Cà phê thuộc chi thực vật, lớp Magnoliopsida, họ thiên thảo (rubiaceae),
giống coffea. Về loài, cà phê có 04 loài chính, gồm: caffea Arabica, caffea Robuste,
coffea Liberica, caffea Stenophylla. Hiện nay ở Việt Nam có 2 loại cà phê chính:
Arabica và Robusta; gần 90% diện tích cà phê ở Việt Nam được trồng cà phê vối
(Robusta), 10% trồng cà phê chè (Arabica) [4].
+ Cà phê Robuste (hay còn gọi là cà phê Vối, cà phê Rô) hình 1.1: Là cây

Ban, Sinh Ban, Thành phố Sơn La.
1.1.1.2. Cấu tạo quả cà phê
Lớp vỏ quả: Là lớp vỏ ngoài, mềm có màu vàng hay đỏ, vỏ quả cà phê chè
mềm hơn vối và mít. rong vỏ quả có vết của alkaloid, tannin, caffeine, các loại
enzyme. Trong vỏ quả có 31,5 – 30,0% chất khô.
Lớp vỏ thịt: Dưới lớp vỏ quả; vỏ thịt cà phê chè mềm, dễ xay xát; vỏ thịt cà
phê mít thì cứng và dày. Vỏ thịt chứa nhiều đường và pectin.
Lớp nhớt: Nằm sát nhân, khó tách ra. Thành phần chính của lớp nhớt là
pectin, các loại đường khử và không đường, cellulose. Ngoài ra, còn có enzyme
pectase phân giải pectin trong quá trình lên men. Đặc tính của lớp này là không
hòa tan trong nước, hút ẩm rất mạnh vì vậy trở ngại cho việc phơi sấy khô và bảo
quản hạt cà phê.
Lớp vỏ trấu: Bao bọc quanh nhân, có màu trắng ngà, cứng, nhiều chất xơ.
Vỏ trấu cà phê chè mỏng, dễ đập vỡ hơn vỏ trấu của cà phê vối và mít. Thành
phần chính của vỏ trấu là cellulose, ngoài ra còn có hemicellulose và đường.
Lớp vỏ lụa: Bọc sát nhân, rất mỏng, mềm, có màu sắc và đặc tính khác
nhau tùy mỗi loại cà phê; vỏ lụa cà phê chè màu trắng bạc, dễ bong ra khỏi hạt
trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu
vàng bám sát vào nhân.
Nhân: ở trong cùng, là phần chính của trái, mỗi trái thường có hai nhân, có
khi một hay ba nhân. Lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng có những tế bào nhỏ,
trong đó có chứa những chất dầu. Phía trong là những tế bào lớn và mềm hơn [8].


5

Hình 1.1. Cấu tạo của quả cà phê
* Thành phần hóa học của quả cà phê
Thành phần vật lý của quả cà phê gồm lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu,
lớp nhân và vỏ lụa. Vỏ quả chiếm 41-45%, lớp nhớt chiếm từ 20-23%, lớp vỏ trấu

chất hương cà phê, Cacboxylic Acid, các chất khoáng [5].
1.1.2. Sản phẩm cà phê trên thế giới
Các nhà sản xuất cà phê chính trên thế giới là Brazil, sau đó là Việt Nam,
Columbia, Indonesia, Ethiopia và Ấn Độ [6]. Tổng sản lượng cà phê đã tăng từ
128.636.000 bao từ năm 2008 lên 145.775.000 bao trong năm 2013 (Bảng 1.1). Tại
Úc và Nhật Bản nhu cầu về cà phê đặc sản đã tăng lên khi nhu cầu tiêu dùng toàn
cầu tăng. Vì vậy, có thể nói rằng không tồn tại biên giới giữa các quốc gia trong nhu
cầu thưởng thức cà phê của khách hàng. Cà phê là mặt hàng được giao dịch trên các
giao dịch kỳ hạn và giao dịch hàng hoá quan trọng nhất, ở London và New York [7].
Cà phê Arabica chiếm khoảng 64%, trong khi robusta chiếm khoảng 35%
sản lượng của thế giới; các loại cà phê khác không có giá trị thương mại như Coffea
excelsa, coffea liberica, caffea stenophyllachỉ chiếm 1% [8]. Từ 01kg cà phê
Robusta, người ta có thể sản xuất được khoảng 0,33 đến 0,45 kg cà phê hòa tan (3%
độ ẩm). Quá trình này tạo ra một lượng lớn chất thải màu sẫm (550 đến 670g/kg hạt
cà phê) có chứa 15,2-17,9% lipid phụ thuộc vào các loại cà phê [9].


7
Bảng 1.1. Sản lượng hạt cà phê của các nước năm 2013
Nước

Sản lượng
(nghìn bao)

Brazil

49,152

Vietnam


Uganda

3600

Guatemala

3130

Ivory coast

2100
Nguồn: [6]

1.1.3. Công nghệ chế biến cà phê
1.1.3.1. Công nghệ chế biến cà phê trong nước
Hầu hết cà phê trao đổi trong buôn bán trên thị trường hiện nay là cà phê
nhân sống thường được sơ chế tại các cơ sở sản xuất nguyên liệu. Ở nước ta hiện
nay, việc sơ chế cà phê thường được tiến hành trong các hộ gia đình, các chủ vườn
nhỏ với sân phơi đất tạm hoặc mặt đường và bằng những loại công cụ thô sơ.
Hai phương pháp được dùng phổ biến trong sản xuất là chế biến ướt và chế biến
khô [10].
a. Công nghệ chế biến ướt
Phương pháp chế biến cà phê ướt phức tạp hơn chế biến khô và thường được
áp dụng cho cà phê Arabica. Đặc điểm chính của chế biến ướt là phần thịt giữa hạt
và vỏ cà phê được loại bỏ trước khi làm khô cà phê.
Viện công nghệ thực phẩm – Bộ Công Thương đã ban hành sổ tay hướng
dẫn quy trình chế biến cà phê theo phương pháp ướt. Tài liệu cho thấy quy trình
công nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt được phân thành 3 loại: phương



Sàng tạp chất,
tách đá

Xát cà phê thóc
khô và đánh
bóng

Tạp chất

Tạp chất nhẹ và vỏ lụa

Phân loại cà
phê theo kích
thước, trọng
lực, màu sắc

Đóng gói và
bảo quản

Hình 1.2. Quy trình chế biến cà phê nhân bằng phương pháp ướt.


9
 Mô tả quy trình công nghệ
Theo sổ tay Hướng dẫn quy trình chế biến cà phê theo phương pháp ướt của
Viện Công nghiệp Thực phẩm – Bộ Công thương [11], quy trình chế biến cà phê
nhân bằng phương pháp ướt bao gồm các bước cơ bản như sau:
- B1: Lọc rửa sơ bộ quả sau khi thu hoạch.
Cần làm sạch khối quả chín thu hoạch về, vì trong khối quả luôn luôn có lẫn
quả xanh, quả khô, cành lá cây, thậm chí các tạp chất như đá sỏi… làm giảm chất