Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than công ty TNHH một thành viên 618 và đề xuất phương án xử lý

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --- TRẦN VĂN TUẤN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC THẢI KHAI TH

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

TRẦN VĂN TUẤN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC THẢI KHAI THÁC THAN CÔNG TY TNHH MTV 618 VÀ ĐỀ XUẤT

PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên - 2014

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -

TRẦN VĂN TUẤN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC THẢI KHAI THÁC THAN CÔNG TY TNHH MTV 618 VÀ ĐỀ XUẤT

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Tất cả các

số liệu, kết quả nêu trong luận văn là kết quả của quá trình thực nghiệm của tôi trong phòng thí nghiệm và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2014

Tác giả

Trần Văn Tuấn

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian dài học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành luận văn

tốt nghiệp với đề tài: : “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong

nước thải khai thác than Công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử lý” Đây là kết quả của sự nỗ lực của tôi và sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô

trong khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Trịnh Lê Hùng cùng người đồng cấp PGS.TS Đỗ Thị Lan đã giao đề tài và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Môi Trường Khoa Sau Đại học trường Đại học Nông Lâm đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt 2 năm học tập Với vốn kiến thức đó không chỉ là nền tảng để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp mà còn là hành trang quý báu theo tôi suốt cuộc đời

Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn các các cán bộ, chuyên viên tại phòng thí nghiệm môi trường – Trung tâm Ứng dụng Phát triển Kỹ thuật

và Công nghệ môi trường đã hết sức giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu hoàn thiện đề tài

Học viên thực hiện

Trần Văn Tuấn

Trang 5

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

2.1.Mục tiêu tổng quát: 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 2

3 Yêu cầu của đề tài: 3

4 Ý nghĩa của đề tài 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở lý luận khoa học và pháp lý của đề tài 4

1.1.1 Cơ sở lý luận khoa học của đề tài 4

1.1.2 Cơ sở pháp lý của đề tài 7

Một số văn bản pháp lý có liên quan đến môi trường và chất lượng nước: 7

ề Công ty TNHH MTV 618 9

1.2.1 Lịch sử hình thành 9

1.2.2 Tổ chức bộ máy 10

1.2.3 Lĩnh vực sản xuất kinh doanh 11

1.2.4 Công nghệ sản xuất 12

1.2.5 Nhu cầu sử dụng nước và xả thải của đơn vị 14

1.2.5.1 Nhu cầu sử dụng nước 14

1.2.5.2 Nhu cầu xả nước thải 15

ề ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải mỏ than hầm lò 15

1.3.1 Quy trình khai thác than hầm lò 16

Trang 6

1.3.2 Hiện trạng khai thác than hầm lò khu vực Quảng Ninh và hiện trạng

xử lý nước thải 18

ầm lò 19

1.4 Vài nét về sắt và mangan 23

1.4.1 Vài nét về sắt 23

1.4.2 Vài nét về mangan 24

ắt và mangan trong sản xuất và đời sống 25

1.4.4 Tác hại của sắt và mangan đối với con người 28

1.5 Các phương pháp xử lý ô nhiễm sắt và mangan 29

1.5.1 Các phương pháp xử lý sắt 29

1.5.1.1 Xử lý sắt bằng phương pháp làm thoáng 29

1.5.1.2 Xử lý sắt bằng các chất ô xy hóa mạnh 29

1.4.1.3 Xử lý sắt bằng vôi 30

1.5.1.4 Các phương pháp xử lý sắt khác 30

1.5.2 Các phương pháp xử lý mangan 31

1.5.2.1 Ôxy hóa mangan bằng ôxy 31

1.5.2.2 Ôxy hóa mangan bằng điôxit clo 32

1.5.2.3 Ôxy hóa mangan bằng nước ôxy H2O2 32

1.5.2.4 Ôxy hóa mangan bằng ôzôn 32

1.5.2.5 Xử lý mangan bằng phương pháp sinh học 33

1.6 Hiện trạng xử lý sắt và mangan trong nước thải mỏ than hầm lò 33

1.7 Tác nhân ôxy hóa của nước ôxy và ôzôn và ứng dụng của chúng 35

1.7.1 Nước ôxy (H2O2 ) 35

Trang 7

1.7.2 Ôzôn 37

1.8 Ảnh hưởng của sắt trong quá trình oxy hóa mangan 39

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 41

NGHIÊN CỨU 41

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 41

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 41

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 41

2.2 Nội dung nghiên cứu: 41

2.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực Đông Triều 41

2.2.2 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than hầm lò công ty TNHH MTV 618 – Đông Triều – Quảng Ninh 42

2.2.3 Đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 42

2.2.4 Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải có hàm lượng sắt, mangan cao và đề xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò 42

42

2.3.1 Phương pháp thống kê 42

2.3.2 Phương pháp đánh giá nhanh 43

2.3.3 Phương pháp khảo sát thực địa 43

2.3.4 Phương pháp so sánh 43

2.3.5 Phương pháp thực nghiệm 43

2.3.5.1 Phương pháp xác định sắt 43

2.3.5.2 Phương pháp xác định mangan 46

Trang 8

2.3.5.3 Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chất xúc tác trong quá trình

o xy hóa sắt và mangan bằng tác nhân oxy tự do trong không khí 50

2.3.5.4 Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình ô xy hóa sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước ô xy (H2O2) 51 2.3.5.5 Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình ô xy hóa sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước ô zôn (O3) 51

2.3.6 Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 52

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 54

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt động sản xuất than của Công ty TNHH MTV 618 54

3.1.1 Vị trí địa lý 54

3.1.2 Địa hình 55

3.1.3 Đặc điểm khí hậu 55

3.1.4 Điều kiện thủy văn 56

3.1.5 Tài nguyên thiên nhiên 56

3.1.6 Điều kiện kinh tế, xã hội 59

3.2 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 64

3.2.1 Hiện trạng nước thải trước xử lý 64

3.2.2 Hiện trạng nước thải sau xử lý 67

3.3 Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 69

ả năng xử lý nước thải có hàm lượng mangan lẫn sắt cao và đề xuất phương án xử lý 71

3.4.1 Ảnh hưởng của chất xúc tác đến quá trình xử lý mangan trong nước thải mò than hầm lò 71

Trang 9

ịch nước oxy

(H2O2) 73

ô zôn (O3) 74

3.4.4 Tổng hợp kết quả 76

3.4.5 Đề xuất công nghệ xử lý 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

85

PHỤ LỤC 87

Trang 10

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

FDA Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ

OTC Over The Counter (Thuốc bán không cần kê đơn)

TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên

Trang 11

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ than và tác động đến môi trường 21 Bảng 1.2 Đặc tính nước thải một số mỏ than hầm lò điển hình khu vực

Quảng Ninh thuộc TKV 22

Bảng 2.1 Kết quả xác định dung dịch chuẩn sắt tổng: 45

Bảng 2.2 Kết quả xác định dung dịch chuẩn Mn2+ 49

Bảng 3.1: Chất lượng nước thải chưa xử lý của mỏ than - Công ty TNHH MTV 618 64

Bảng 3.2: Chất lượng nước thải đã qua xử lý của mỏ than-Công ty TNHH MTV 618 67

Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của chất xúc tác 71

Bảng 3.4 Kết quả xử lý mangan và sắt trong nước thải của nước oxy 73

Bảng 3.5 Kết quả xử lý mangan và sắt trong nước thải của ô zôn 75

Trang 12

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Tổ chức bộ máy công ty TNHH MTV 618 11

Hình 1.2 Quy trình công nghệ khai thác hầm lò công ty 618 13

Hình 1.3: Mô hình xử lý nước thải hầm lò phổ biến 34

Hình 2.1 Đường chuẩn của Fe bằng phương pháp trắc quang 46

Hình 2.2 Đường chuẩn của mangan bằng phương pháp trắc quang 49

Hình 2.3 Thí nghiệm ảnh hưởng của chất xúc tác 50

Hình 3.1 – Vị trí địa lý huyện Đông Triều 54

Hình 3.2 – Hiện trạng Mn trong nước thải trước và sau xử lý 68

Hình 3.3 – Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải hầm lò công ty 618 69

Hình 3.4 : Đồ thị ảnh hưởng của chất xúc tác trong các điều kiện pH khác nhau 72

Hình 3.5 Đồ thị khả năng xử lý sắt và mangan trong nước thải của nước oxy 74

Hình 3.6 Kết quả xử lý mangan và sắt trong nước thải của ô zôn 76

Hình 3.7: Khả năng ô xy hóa sắt trong các môi trường 77

Hình 3.8: Khả năng ô xy hóa mangan trong các môi trường 78

Hình 3.9: Sơ đồ đề xuất công nghệ xử lý 80

Trang 13

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong lịch sử của nhân loại, chưa bao giờ vấn đề môi trường được quan tâm mạnh mẽ như hiện nay Bảo vệ môi trường là một nhiệm vụ quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của địa phương, quốc gia và toàn cầu,

là bộ phận cấu thành không thể tách rời của chiến lược phát triển kinh tế xã hội Do vậy phát triển kinh tế phải kết hợp hài hòa với phát triển các mặt xã hội và bảo vệ môi trường sống, đó cũng chính là phát triển một cách bền vững

và lâu dài

Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, các ngành công nghiệp khai thác khoáng sản cũng gia tăng Sự phát triển đó đã sinh ra một số ảnh hưởng tiêu cực, mà một trong những hệ quả đó là sinh ra một lượng lớn chất

thải gây ô nhiễm cho môi trường và hoạt động sống của con người

Nước thải trong hoạt động khai thác than hầm lò chứa một hàm lượng lớn các ion kim loại nặng, mà một trong số đó là sự có mặt của ion mangan với nồng độ cao Mangan cũng như sắt, kẽm và một số kim loại khác cần cho

sự sống nói chung Tuy nhiên nồng độ của các kim loại này trong nước thải chỉ cho phép với những giới hạn nhất định đã được quy định của Nhà nước Vượt quá giới hạn, các ion kim loại này sẽ gây độc cho môi trường và con người Do vậy trong nước thải của các hoạt động khai thác cần phải xử lý để

đạt nồng độ quy định trước khi xả thải ra môi trường

Ion mangan hóa trị 2 rất dễ tan và tan nhiều trong nước khi pH ≼7 nên chúng phân bố khá rộng trong các nguồn nước thải hầm lò vì nguồn thải này

có pH thấp Ion mangan hóa trị 3 và 4 laị không tan nên chúng dễ dàng kết tủa

tách khỏi pha nước Tuy nhiên khả năng oxy hóa ion mangan 2 lên mangan 3

và 4 lại khó và chậm hơn rất nhiều so với ion sắt (II) cũng là ion kim loại có

Trang 14

nhiều trong nước thải của hoạt động khai thác hầm lò Vì vậy quá trình oxy hóa xử lý mangan và sắt đồng thời thường ở môi trường tự nhiên có pH <7 bị các ion sắt cạnh tranh và chuyển hóa trước từ sắt (II) thành sắt (III) nên gây ra hiện tượng thiếu lượng oxy cho quá trình oxy hóa mangan (II) lên các mangan

có hóa trị cao hơn để tạo ra kết tủa Vì vậy mangan vẫn còn lại trong nước đã

làm cho nước có hàm lượng mangan luôn vượt quá giới hạn cho phép

Xuất phát từ thực tế trên, được sự nhất trí của Nhà trường, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Trịnh Lê Hùng, tôi tiến hành nghiên cứu đề

tài: "Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác

than Công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử lý"

2 Mục tiêu của đề tài

2.1.Mục tiêu tổng quát:

- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải trong quá trình khai thác than hầm lò của công ty TNHH MVT 618 – Đông Triều – Quảng Ninh từ đó đề xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò công ty than 618

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt

động sản xuất than của Công ty TNHH MTV 618

- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan ở nước thải trong quá trình

khai thác than hầm lò của công ty TNHH MVT 618 – Đông Triều – Quảng Ninh

- Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618

- ả năng xử lý nước thải có hàm lượng mangan lẫn sắt cao

và đề xuất phương án xử lý

- Đề xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò công ty than

618 dựa trên công nghệ có sẵn và kết quả nghiên cứu

Trang 15

3 Yêu cầu của đề tài:

- Nêu lên bức tranh ô nhiễm sắt và mangan trong nước thái của hoạt động khai thác than hầm lò Công ty than 618

- Đề xuất biện pháp xử lý, nghiên cứu, tìm hiểu và đưa ra biện pháp có khá năng ứng dụng được vào thực tế xử lý mangan tại khu vực Đông Triều

nói riêng và tỉnh Quảng Ninh nói chung

4 Ý nghĩa của đề tài

- Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ hiện trạng ô nhiễm môi trường vùng mỏ, hiện trạng ô nhiễm trong hoạt động khai thác than hầm lò công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án tối ưu xử lý nước thải khai thác than hầm lò nhằm bảo vệ môi trường nước vùng có hoạt động khai thác khoáng sản và phát triển bền vững

- Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho các đơn vị có hoạt động khoáng sản và các đơn vị tư vấn về môi trường nước

Đánh giá và đưa ra bức tranh tổng thể về ô nhiễm nước thải hầm lò

Đề xuất công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải trong hoạt động khai thác than hầm lò, góp phần giúp doanh nghiệp địa phương giảm thiểu được chất ô nhiễm trong lĩnh vực sản xuất, khai thác khoáng sản

Trang 16

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở lý luận khoa học và pháp lý của đề tài

1.1.1 Cơ sở lý luận khoa học của đề tài

* Khái niệm về môi trường

Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2005 môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất,

sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”[15]

* Khái niệm về ô nhiễm môi trường

Theo luật Bảo vệ môi trường năm 2005 của Việt Nam: “ Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm Tiêu chuẩn môi trường”[15]

Trên thế giới ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng và môi trường đến mức có khả năng gây hại cho sức khỏe con người, đến sự phát triển của sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ [19]

Tuy nhiên môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt mức có khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật, vật liệu [8]

 Khái niệm về nước thải

Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người

và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng [14]

 Nước thải công nghiệp:

Trang 17

Là nước thải được tạo nên sau khi đã được sử dụng trong các quá trình công nghệ sản xuất của các xí nghiệp công nghiệp Đặc tính ô nhiễm và nồng

độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn [14]

Nước thải công nghiệp thường chứa các hóa chất độc hại, kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học[1] Ngoài ra nước thải công nghiệp còn phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành công nghiệp khách nhau

 Nước thải sản xuất trong khai thác than hầm lò

Là nước thải do các hoạt động sản xuất khai thác than hầm lò sinh ra như đào lò, nước thu tại các vỉa than, nước thẩm thấu qua các lớp đất đá, nước chảy tràn mặt bằng khu khai thác, nước rửa than,……

 Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than

hầm lò

Đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than hầm lò là hàm lượng cặn lơ lửng lớn và có trị số pH rất thấp thường ở môi trường axít do trong than có gốc lưu huỳnh (SO2), đặc biệt còn có các kim loại nặng cao như mangan, sắt,…[17]

+ Hàm lượng chất rắn:

Tổng chất rắn là thành phần đặc trưng nhất của nước thải, nó bao gồm các chất rắn không tan lơ lửng (SS), chất keo và hòa tan [3]

Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt 10-4 mm có thể lắng được và

không lắng được (dạng keo) [3]

+ Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD):

Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được gọi là nhu cầu ôxy cho quá trình sinh hóa [20]

Trang 18

Nhu cầu ôxy sinh hóa là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức

độ nhiễm bẩn của của nước thải bởi các chất hữu cơ Trị số BOD đo được cho phép tính toán lượng ôxy hòa tan cần thiết để cấp cho các phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải [2]

Nhu cầu ôxy hóa học COD: Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải Chỉ tiêu nhu cầu ôxy sinh hóa BOD không đủ để phản ánh khả năng ôxy hóa các chất hữu cơ khó bị ôxy hóa và các chất vô cơ có thể bị ôxy hóa có trong nước thải [1]

Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít [6]

Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD : BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ [14]

Trong nước thải phát sinh của khai thác than thì COD thường vượt ngưỡng cho phép rất nhiều lần [14]

+ Ôxy hòa tan :

Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải từ 1,5 – 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và để hỗn hợp không rơi vào tình trạng yếm khí Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ ôxy hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước[18]

+ Trị số pH:

Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao

Trang 19

động của trị số pH Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5 [2]

Các kim loại trên tồn tại trong nước thải mỏ ở dạng ion

1.1.2 Cơ sở pháp lý của đề tài

Một số văn bản pháp lý có liên quan đến môi trường và chất lượng nước:

- Luật Bảo vệ môi trường năm 2014;

- Luật Xây dựng năm 2014;

- Luật Đất đai năm 2013;

- Luật Tài nguyên nước năm 2012;

- Luật Hóa chất năm 2007;

- Nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính Phủ về việc:

“Quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường”;

- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của Chính phủ về việc

“Sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày

Trang 20

09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường”;

- Nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 18/4/2011 của Chính phủ quy định đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo

vệ môi trường;

- Nghị định 35/2014/NĐ-CP ngày 29/04/2014 về sửa đổi, bổ sung một số điều nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 18 tháng 04 năm 2011 của Chính phủ quy định về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo vệ môi trường;

- Nghị định 59/2007/NĐ-CP ngày 06/04/2007 của Chính phủ về quản lý chất thải rắn;

- Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12 tháng 02 năm 2009 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;

- Nghị định số 83/2009/NĐ-CP sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;

- Nghị định số 25/2013/NĐ-CP ngày 29/03/2013 của Chính phủ về việc thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải;

- Nghị định số 179/2013/NĐ-CP ngày 14/11/2013 của Chính Phủ về xử

lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ Môi trường;

- Các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường của Bộ Tài nguyên và Môi trường, gồm:

+ 08:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;

+ 09:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm;

Trang 21

+ 14:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt;

+ 40:2011/QCVN - BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp;

- Các bộ tiêu chuẩn ngành như :

+ TCVN 51 – 2008 về thiết kế, tính toán các công trình xử lý nước thải

1.2.1 Lịch sử hình thành

Công ty TNHH MTV 618 là một thành viên của Tổng Công ty than Đông Bắc, được thành lập ngày 20 tháng 3 năm 2010 theo quyết định số 773/QĐ – BQP của Bộ Quốc phòng

Trụ sở chính của Công ty là khu văn phòng cũ của Công ty TNHH MTV

91, tại khu Vĩnh Tuy II – Đông Triều - Quảng Ninh , được xây dựng và sửa chữa lại vào 05/2012

Ngày 23/7/2012 Tổng công ty Đông bắc có Quyết định số 2675/QĐ- ĐB của Tổng giám đốc về việc giao nhiệm vụ quản lý, bảo vệ, thăm dò và tổ chức khai thác Mỏ Hồ Thiên từ Công ty TNHH MTV 91 cho Công ty 618

Ngày 01/8/2012 dưới sự chủ trì của Tổng công ty Đông Bắc, Công ty 91

và Công ty 618 đã tiến hành giao nhận nguyên trạng toàn bộ dự án Hồ Thiên; với tổng số 253 cán bộ, Công nhân viên chức lao động; tổng mức đầu tư dự

án Hồ Thiên 525 tỷ đồng; dự án được khởi công từ 8/2008; công suất mỏ 300.000 tấn/ năm; tổng diện tích được giao quản lý, bảo vệ, thăm dò, khai thác là 13,4 km2

Công ty 618 chính thức đi vào hoạt động từ 05/8/2012 với rất nhiều khó khăn Biên chế ban đầu gồm 1 Ban Giám đốc: 3 đ/c, 9 phòng nghiệp vụ, 1 công trường Khai thác hầm lò, 1 Phân xưởng hỗn hợp Song đội ngũ cán bộ

Trang 22

thiếu nhiều so với biên chế, 100% chỉ huy công ty và các cơ quan chưa qua cương vị hiện tại; ngay sau khi tiếp nhận Mỏ Hồ Thiên đã có 15/146 công nhân đào lò xin nghỉ việc Nhận thức rõ những khó khăn chỉ là trước mắt, trên cương vị là người chỉ huy, Giám đốc đã cùng các đồng chí trong cấp ủy chi

bộ đưa vào nghị quyết lãnh đạo, xác định quyết tâm, phân công tổ chức thực hiện bằng chính kinh nghiệm của người lính hơn 20 năm làm mỏ, với phương châm “Kỷ luật và đồng tâm”, trân trọng sự hy sinh, sáng tạo của mỗi cán bộ, Công nhân viên chức, lao động Hơn 4 tháng đi vào hoạt động, Công ty đã tiếp nhận thêm hơn 100 cán bộ, công nhân viên chức lao động xin vào làm việc đưa tổng số cán bộ, công nhân viên chức lao động toàn Công ty lên hơn

360 người; biên chế tổ chức cơ bản hoàn thiện gồm 9 phòng, 4 công trường, phân xưởng (Công trường Khai thác hầm lò 1, Công trường xây dựng mỏ 1, Phân xưởng Chế biến tiêu thụ, Phân xưởng Sửa chữa vận tải) và một Đội bảo

vệ

1.2.2 Tổ chức bộ máy

Tổ chức bộ máy công ty TNHH MTV 618 được sắp xếp theo sơ đồ sau:

Trang 23

Hình 1.1 Tổ chức bộ máy công ty TNHH MTV 618

1.2.3 Lĩnh vực sản xuất kinh doanh

Lĩnh vực sản xuất và kinh doanh của Công ty TNHH MTV 618 - Tổng Công ty Đông Bắc là khai thác, chế biến và kinh doanh than

Khu mỏ Hồ Thiên được tập đoàn Công nghiệp than – Khoáng sản Việt Nam giao cho Tổng Công ty Đông Bắc quản lý, thăm dò và tổ chức khai thác, phân thành 2 khu vực: Khu Đông và khu Tây, ở giữa 2 khu là khu vực cấm khai thác

Vị trí của khai trường mỏ Hồ thiên nằm tại xã Tràng Lương, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh với các vị trí tiếp giáp như sau:

- Phía Đông là Khai trường mỏ Khe Chuối thuộc xã Thượng Yên Công Thị, thị xã Uông Bí

Trang 24

- Phía Nam là quốc lộ 18 B thuộc xã Tràng Lương

- Phía Tây tiếp giáp với khu vực cấm hoạt động khai thác bảo vệ di tích chùa

Hồ Thiên

- Phía Bắc là địa phận huyện Lục Ngạn tỉnh Bắc Giang

Với đặc điểm phân bố và khả năng huy động tài nguyên của khu mỏ Hồ Thiên cũng như điều kiện áp dụng công nghệ khai thác than hiện nay, giai đoạn đầu khai thác tầng lò bằng từ mức + 160 † LV, thiết kế chọn công suất khai thác hầm lò khu Đông là 300.000 tấn/năm than nguyên khai

1.2.4 Công nghệ sản xuất

Quy trình khai thác than hầm lò khu mỏ Hồ Thiên của Công ty TNHH MTV

618 được trình bày như sau:

Trang 25

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 1.2 Quy trình công nghệ khai thác hầm lò công ty 618

Trang 26

Từ mặt bằng công nghiệp trung tâm mức + 160 đào lò xuyên vỉa vận tải chính vào sát trụ vỉa 4 (cách trụ vỉa 4 khoảng 20 m) Từ lò xuyên vỉa đào tiếp

lò dọc vỉa trong đá trụ vỉa 4 và 2 cánh Lò dọc vỉa cánh Đông đào đến trung tâm phân khu I, mở xuyên vỉa vào vỉa 5 Lò dọc vỉa cánh Tây đào đến trung tâm phân khu II mở xuyên vỉa vào vỉa 5

Để thuận tiện cho việc vận tải vật liệu, thông gió và tổ chức thi công hệ thống đường lò khai thông chuẩn bị về giới hạn 2 cánh ở mức + 260 (cánh Đông), mức + 200 (cánh Tây) mở các lò xuyên vỉa vào vỉa 5 để chuẩn bị tiếp khai trường ở 2 cánh

Hệ thống khai thác cột dài theo phương, lò chợ chống bằng giá thủy lực

di động Áp dụng hệ thống và công nghệ khai thác này cho các khu vực vỉa có góc dốc < 350

, chiều dầy vỉa từ 3 – 3,5 m và cho lò chợ số 6 vỉa 5 phân khu II với chiều dầy trung bình là 3,38 m, góc dốc trung bình 200

Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương, lò chợ chống cột thủy lực đơn xà khớp Áp dụng hệ thống và công nghệ khai thác này cho các khu vực vỉa có chiều dầy trung bình, góc dốc < 400

và lò chợ số 2, 4, 7, 9 của V.5 phân khu I và phân khu III với chiều dầy trung bình là 2,17; góc dốc trung bình <

400

Hệ thống khai thác lò dọc vỉa phân tầng chống giá thủy lực di động Áp dụng hệ thống và công nghệ khai thác này cho các khu vực vỉa có chiều dầy trung bình, góc dốc > 400

1.2.5 Nhu cầu sử dụng nước và xả thải của đơn vị

1.2.5.1 Nhu cầu sử dụng nước

- Về nguồn cấp nước: Nguồn nước cung cấp cho sản xuất và sinh hoạt của khu mỏ than Hồ Thiên là nguồn nước tại vị trí đầu nguồn của dòng suối Cầu Mỏng

Trang 27

- Về nhu cầu sử dụng nước: Lượng nước hút từ suối Cầu Mỏng lên trung bình trong tháng vào khoảng 6000 m3/ng.đêm Lượng nước này được dựng để sản xuất và sử dụng trong các khu nhà ăn, vệ sinh, tắm, rửa [17]

1.2.5.2 Nhu cầu xả nước thải

Nước thải sản xuất

Nước thải của khu mỏ than Hồ Thiên phát sinh chủ yếu từ quá trình sử dụng nước chống bụi trong hầm lò, nước phục vụ các xưởng nhà đèn và nước tưới đường, chống bụi trên mặt bằng Lượng nước thải của khu mỏ than Hồ Thiên được theo dõi thực tế tại các cửa các hầm lò Số liệu cụ thể như sau: [17] Nước thải phát sinh từ quá trình chống bụi trong hầm lò 24 m3/ngày Nước thải phát sinh từ nước phục vụ các xưởng nhà đèn 12 m3/ngày Nước thải phát sinh từ quá trình sử dụng nước tưới đường và

phục vụ trên mặt bằng

48 m3/ngày

Nước thải sinh hoạt

Do khu mỏ khai thác than Hồ Thiên tổ chức cho công nhân ở tập thể ở khu vực khai trường mỏ nên lượng nước thải sinh hoạt tương đối lớn Vào thời điểm hiện tại, tổng số lượng cán bộ công nhân viên làm việc tại khu vực

mỏ Hồ Thiên vào khoảng 1100 người Nếu tính trung bình mỗi công nhân sử dụng 35 lít/người/ngày thì lượng nước thải trong ngày là vào khoảng 31

m3/ngày [17]

Nước mưa chảy tràn

Khu vực mỏ Hổ Thiên là địa hình dạng đồi núi cao xen kẽ là các suối

do vậy nước mặt sau khi mưa được tập trung vào hệ thống các suối rồi chảy ra sông Tràng Lương và một phần được ngấm vào lòng đất

1.3 về ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải mỏ than hầm lò

Trang 28

Trên thế giới và ở nước ta quá trình khai thác than là ngành công nghiệp tác động trực tiếp đến tài nguyên lòng đất và nhiều yếu tố môi trường như đất, nước, không khí, rừng và các loài sinh vật, cảnh quan Môi trường các vùng khai thác và chế biến than dễ bị suy thoái và ô nhiễm Than ở Việt nam được khai thác hơn 100 năm nay, đã tạo tiền đề cho sự phát triển của nhiều ngành kinh tế khác, nguồn lợi kinh tế do than mang lại tuy rất lớn nhưng hoạt động khai thác than lại làm ảnh hưởng xấu đến các dạng tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống Đặc biệt các hoạt động khai thác, vận tải, sàng tuyển, bốc dỡ, cung ứng than đã gây ô nhiễm môi trường ở quy mô rộng lớn và mức độ nghiêm trọng Các hoạt động phát triển than đã làm suy thoái và ô nhiễm không khí, đất và nước Để ngành than phát triển bền vững, ngoài việc đầu tư áp dụng những công nghệ sản xuất tiên tiến, có năng suất cao, ít gây ô nhiễm môi trường, còn cần phải quan tâm xây dựng, thực hiện kế hoạch quản lý môi trường và áp dụng những giải pháp kỹ thuật, công nghệ thích hợp để sử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nói chung, đặc biệt là môi trường nước, vì nước là yếu tố không thể thiếu được cho sinh hoạt của con người, và cho các hoạt động sản xuất, dịch vụ, giải trí khác

Nước thải từ các mỏ than đã gây ảnh hưởng tới chất lượng nước mặt, nước ngầm và nước biển ven bờ Vùng mỏ Quảng Ninh hàng năm đã thải vào môi trường một khối lượng lớn nước thải mỏ, từ các moong chứa nước, từ các bãi thải và các nhà máy tuyển than

1.3.1 Quy trình khai thác than hầm lò

Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò có thể được hiểu đơn giản là tập hợp các công việc chuẩn bị và khai thác than, cần được thực hiện trong một khu khai thác

Trang 29

Quy trình công nghệ khai thác than ở lò chợ được chia thành các công tác chính và các công tác phụ Các công tác chính là các khâu tách than khỏi khối nguyên ban đầu, phá vỡ than đến cỡ hạt cần thiết, xúc bốc và vận tải than, chống giữ lò chợ và điều khiển áp lực mỏ Các công tác phụ bao gồm việc di chuyển thiết bị vận tải theo tiến độ của gương lò chợ, cung cấp vật liệu, máy móc, thiết bị, năng lượng vào lò chợ, thông gió, chống bụi, thoát nước, chiếu sáng, thông tin liên lạc Như vậy, với các dạng công nghệ khai thác than khác nhau, sẽ có các tập hợp các công tác chính và phụ khác nhau, tức là các quy trình công nghệ khai thác than khác nhau

Các quá trình cơ bản của khai thác hầm lò bao gồm:

- Mở vỉa : Là quá trình phá hủy các lớp đất đá bao quanh vỉa than để tạo thành ruộng, chuẩn bị cho công tác khai thác, quá trình này thường được

sử dụng bằng áp lực ( kíp, min,…) Lớp đất đá bao quanh gọi là đá mỏ, được vận chuyển đem đổ thải tại các khu vực quy định

- Khấu than: Là quá trình phá vỡ than từ khối nguyên ban đầu ra các khối nhỏ và xúc bốc, vận chuyển than ra khỏi hầm lò Công tác khấu than có thể được thực hiện bằng các phương pháp thủ công, khoan nổ mìn, cơ khí, thuỷ lực, Việc lựa chọn phương pháp khấu trước hết phụ thuộc vào các tính chất của than và các lớp đá vây quanh, đồng thời phụ thuộc vào các yêu cầu

về chất lượng than và chi phí để khai thác nó

- Chống giữ lò chợ: Việc chống giữ lò chợ là một giai đoạn quan trọng trong khái thác hầm lò, nó là giai đoạn ảnh hưởng đến an toàn và tiến độ khai thác Việc chống giữ lò chợ là quá trình sử dụng các công nghệ kỹ thuật để gia cố thành lò, ngăn cho các vách đá khỏi bị sập đổ

Trang 30

- Điều khiển áp lực mỏ lò chợ: Khi tiến hành các công tác khai thác than, trạng thái cân bằng của các lớp đá bị phá huỷ, chúng rạn nứt và có thể sập đổ vào hầm lò

Để ngăn ngừa những biến dạng lớn và sự sập đổ của đá vào không gian công tác cần phải sử dụng nhiều biện pháp khác nhau nhằm điều chỉnh sự xuất hiện của áp lực mỏ Những biện pháp đó là một trong những quá trình sản xuất quan trọng và được gọi là điều khiển áp lực mỏ Trong các gương lò chợ dài ở các vỉa dốc thoải và dốc nghiêng, điều khiển áp lực mỏ chủ yếu là điều khiển áp lực của đá vách, nên thường được gọi là điều khiển đá vách

- Các công đoạn cuối của mỏ lò chợ: Khi khấu than theo từng dải dọc

lò chợ, sau mỗi dải khấu cần phải chuẩn bị thiết bị để khấu dải than tiếp theo Các công đoạn liên quan đến chuẩn bị thiết bị để khấu dải than tiếp theo và di chuyển chúng về phía gương lò được gọi là các công đoạn cuối

Các công đoạn cuối đặc trưng là: chuẩn bị buồng khấu (khám), dựng vì chống tăng cường ở đầu lò chợ giáp với lò chuẩn bị, di chuyển bộ truyền động của máng cào, tháo và lắp các chân cột chống của lò chuẩn bị, xếp cũi,…

Thành phần và khối lượng của các công đoạn cuối rất khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ khấu than, sơ đồ khấu, hình dạng và kích thước tiết diện

lò chuẩn bị giáp với lò chợ, kết cấu vì chống của chúng,…

- Lắp ráp và tháo thiết bị mỏ lò chợ: Việc lắp ráp và tháo tổ hợp thiết bị

lò chợ là quá trình vận tải, lắp ráp và tháo ròi các thiết bị trong lò chợ như các

Trang 31

hạ tầng tương đối hoàn chỉnh, khai thác với sản lượng hầm lò từ 1,0 triệu tấn/năm trở lên bao gồm như mỏ: Mạo Khê (1,6 tr.tấn), mỏ Nam Mẫu (1,5 tr.tấn), mỏ Vàng Danh (3,1 tr.tấn), mỏ Hà Lầm (1,77 tr.tấn), mỏ Ngã Hai (Quang Hanh, 1,05 tr.tấn), mỏ Khe Chàm (1,01 tr.tấn), mỏ Khe Tam (Dương Huy 2,0 tr.tấn), mỏ Lộ Trí (Thống Nhất 1,59 tr.tấn) và mỏ Mông Dương (1,5 tr.tấn) khai thác trong năm 2009.[17]

Các mỏ còn lại sản lượng khai thác dưới 1,0 triệu tấn/năm, kế hoạch thăm dò, dây chuyền công nghệ và cơ sở hạ tầng chưa đầy đủ … bao gồm các mỏ: Bắc Cọc Sáu (C.ty TNHH MTV than Hạ Long-TKV), mỏ Tây Bắc Khe Chàm (Tổng công ty Đông Bắc), mỏ Đồng Vông-Uông Thượng (C.ty TNHH MTV than Uông Bí -TKV)…

Tổng lượng nước thải ngành than khu vực Quảng Ninh theo kết quả số liệu điều tra tháng 7/2013 là 236.850 m3/ngày tương đương 86,45 triệu

m3/năm Riêng nước thải mỏ là 220.414 m3/ngày, tương đương 80,45 triệu

m3/năm Đã xây dựng 32 trạm xử lý nước thải mỏ, xử lý được 138.836

m3/ngày, tương đương 50,67 triệu m3/năm, đạt 63% [17]

 Nước thải mỏ theo từng khu vực:

- Hạ Long là 38.645 m3/ngày đã xử lý là 14.554 m3/ngày, đạt 37,66%

- Cẩm Phả là 110.277 m3/ngày đã xử lý là 66.404 m3/ngày, đạt 60,2%

- Uông Bí là 42.775 m3/ngày đã xử lý là 30.625 m3/ngày đạt, 71,6%

- Đông Triều là 25.261 m3/ngày đã xử lý là 23.797 m3/ngày, đạt 94,2%

- Hoành Bồ là 4.000 m3/ngày đã xử lý là 3.456 m3/ngày, đạt 86,4%

Khi khai thác than hầm lò người ta đào các đường lò trong lòng đất, dùng các biện pháp kỹ thuật để lấy than ra Nước ngầm, nước chứa trong các lớp đất đá chảy ra các đường lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa

Trang 32

lò hoặc được dẫn vào các hầm chứa nước tập trung rồi dùng bơm để bơm ra ngoài Loại nước thải này được gọi là nước thải mỏ hầm lò.Nước thải hầm lò thường có lưu lượng lớn và nồng độ ô nhiễm cao Nước thải mỏ than hầm lò được sinh ra từ 4 nguồn chính:

+ Nước tàng trữ trong các khe nứt của đất đá, trong các vỉa than

+ Nước thẩm thấu qua các lớp đất đá

+ Nước rửa trôi, chảy tràn bề mặt khai trường

+ Nước ngầm

Quá trình lưu nước trong các đường lò, quá trình nước di chuyển đã kéo theo các hợp chất trên bề mặt tiếp xúc trong lò, kết hợp với các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học đã hình thành ra dạng nước thải mỏ than hầm lò Nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, đa phần nước

có chứa Fe, Mn và TSS khá cao Nhiều tài liệu nghiên cứu giải thích nguyên nhân chính gây ra nước thải có tính axít cao, hàm lượng Fe, Mn, SO4

2- trong nước thải mỏ cao như sau: Trong quá trình khai thác than, các hoạt động khai thác đã tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân huỷ pyrít và lưu huỳnh dưới tác dụng của ôxi không khí và độ ẩm theo các phản ứng sau [21]:

FeS2 + 7/2 O2 + H2O = FeSO4 + H2SO4 (1) 2FeSO4 + 1/2 O2 + H2SO4 T.ferroxidans Fe2(SO4)3 + H2O (2) FeS2 + Fe2(SO4)3 T.ferroxidans 3FeSO4 + S0 (3)

S0 + H2O + 3/2 O2 T.thioxidan H2SO4 (4)

Fe2(SO4)3 + 2H2O = Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5) Đây cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại (Fe, Mn) và các ion SO42- tăng cao trong nước thải mỏ

Trang 33

Như vậy trong quá trình khai thác, các đường lò tiếp xúc nhiều với than như lò xuyên vỉa, lò đi trong than thì nước thải tại các đường lò này mang tính axít do nước thải có điều kiện tiếp xúc với lưu huỳnh trong than để sinh axít, tính axít càng mạnh đối với các cửa lò có thời gian tồn tại lâu Tại các đường

lò đào trong đá, nếu ít liên hệ với các đường lò than thì nước thải ở đây là trung tính, nhưng chứa nhiều Fe, Mn do tiếp xúc với đất, đá

Nước thải mỏ ngoài đặc tính có độ pH thấp, hàm lượng cặn lơ lửng cao

và các kim loại độc hại, trong nước thải còn chứa bùn đất và than, khi thoát nước mỏ, bùn đất và than được bơm cùng nước ra ngoài mỏ [18]

Như vậy, nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, nhưng đa phần nước có chứa Fe, Mn, sunphat (SO4

) và TSS khá cao[13]

Đối với nước thải hầm lò mỏ than tại khu vực Quảng Ninh, nước thải

mỏ than hầm lò có có tính axit, hàm lượng than và bùn đất trong nước thải cao tuỳ thuộc vào đặc điểm nguồn nước và thời điểm xả thải nước ra môi trường

Bảng 1.1: Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ than và tác động đến môi trường

Sắt (Fe) 100 – 3000

Gây đục và màu nước, tăng

pH làm oxy hóa và kết tủa

sắt

Mangan (Mn) 2-30 Làm giảm chất lượng nước

Trang 34

Kim loại nặng 1 - 200

Thay đổi thành phần động thực vật và làm giảm chất

lượng nước Tổng chất rắn 100 – 30.000 Làm giảm chất lượng nước

Thành phần và tính chất nước thải hầm lò một số mỏ than của TKV năm

2009 được nêu trong Bảng 1.1 [23],

Bảng 1.2 Đặc tính nước thải một số mỏ than hầm lò điển hình khu vực

Quảng Ninh thuộc TKV

TT Các thông

số Đơn vị

Nước thải mức –25 Công ty Mạo Khê

Lò +122 Vàng Danh

Cửa lò +13 Lộ Trí Thống Nhất

Hầm bơm -10

Khe Chàm

QCVN (B) 40:2011/ BTNMT

Trang 35

15 As mg/l 0,00236 0,0105 0,0223 0,0069 0,1

16 Cd mg/l 0,0231 0,00247 0,00319 0,00198 0,01

[Nguồn: Tổng hợp báo cáo QTMT năm 2009 - Viện KHCN Mỏ]

Các kết quả quan trắc nước thải hầm lò mỏ than của TKV khu vực Quảng Ninh cho thấy: pH trong nước thải hầm lò mỏ than thấp, về mùa khô phần lớn nằm ở mức pH= 3,5†5,5 và mùa mưa pH = 4 ÷ 6,5; hàm lượng Fe cao dao động từ 2 mg/l ÷ 15 mg/l (về mùa khô) và từ 0,5 đến 5,5 mg/l (về mùa mưa); hàm lượng Mn dao động từ 1,5mg/l†10mg/l (về mùa khô)) và 0,5mg/l † 7,5 mg/l (về mùa mưa); hàm lượng cặn lơ lửng dao động từ 50 mg/l

÷300 mg/l (về mùa khô) và 150 mg/l †500mg/l (về mùa mưa) Các giá trị này vượt QCVN 40:2011/ BTNMT đối với nước nguồn loại B nhiều lần [17]

1.4 Vài nét về sắt và mangan

1.4.1 Vài nét về sắt

Sắt là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký

hiệu Fe và số hiệu nguyên tử bằng 26 Sắt là nguyên tố phổ biến thứ 10 trong vũ trụ Sắt cũng là nguyên tố phổ biến nhất (theo khối lượng 34,6%) tạo

ra Trái Đất; sự tập trung của sắt trong các lớp khác nhau của Trái Đất dao động từ rất cao ở lõi bên trong tới khoảng 5% ở lớp vỏ bên ngoài [19]

Trong nước thiên nhiên, kể cả nước mặt và nước ngầm đều có chứa sắt, hàm lượng sắt và dạng tồn tại của chúng tùy thuộc vào từng loại nguồn nước, điều kiện môi trường và nguồn gốc tạo thành của chúng Trong nước mặt , sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, thường là Fe(OH)3, không tan ở dạng keo hoặc huyền phù hoặc ở dạng hợp chất hữu cơ phức tạp ít tan Hàm lượng sắt trong nước mặt thường không lớn và dễ dàng được khử trong quá trình làm trong nước

Trang 36

Fe tồn tại trong đất và khoáng chất chủ yếu dưới dạng Fe2O3 không tan

và quặng pyrit sắt Fe2S [22] Một dạng khác của sắt là FeCO3 ít tan [22].Vì nước ngầm chứa 1 hàm lượng nhất định CO2 nên FeCO3 có thể bị hòa tan theo phương trình phản ứng sau:

FeCO3 + CO2 + H2O → Fe2+

+ HCO3

-Do đó trong nước ngầm sắt thường tồn tại ở dạng ion có hóa trị 2 (Fe2+

) Hàm lượng sắt trong các nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không

đồng đều trong các lớp trầm tích dưới sâu [3]

Nước có hàm lượng sắt cao sẽ có mùi tanh, để lâu ngoài không khí sẽ

có cặn bẩn màu vàng

1.4.2 Vài nét về mangan

Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25 Mangan có một số dạng thù hình khác nhau về mạng lưới tinh thể và tỉ khối, bền nhất ở nhiệt độ thường là dạng α với mạng lưới lập phương tâm khối [24]

Mangan rất cứng nhưng dễ bị oxi hóa Các trạng thái oxi hóa phổ biến nhất của mangan là +2, +3, +4, +6 và +7 Trong đó, trạng thái ổn định nhất là

Mn2+ Mangan là kim loại tương đối hoạt động Nó dễ bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh như O2, F2, Cl2 và tham gia phản ứng với dung dịch các axit loãng như HCl, H2SO4 nhưng lại thụ động trong dung dịch HNO3 đặc, nguội Mangan là nguyên tố tương đối phổ biến trong tự nhiên, đứng thứ 3 trong các kim loại chuyển tiếp sau Fe và Cr Trữ lượng của Mn trong vỏ trái đất là 0.032% Mangan không tồn tại ở trạng thái tự do mà chỉ tồn tại trong các quặng và các khoáng vật Khoáng vật chính của mangan là hosmanit (Mn3O4) chứa khoảng 72% Mn, piroluzit (MnO2), 63% Mn, bronit (Mn2O3) và

Trang 37

manganit (MnOOH) Mangan cũng được tìm thấy trong các mô động vật và thực vật

Thành phần của mangan trong một số khoáng:

- Prihomelan: mMnOMnO2.nH2O có thành phần hoá học không cố định, tỷ lệ MnO và MnO2 thay đổi tuỳ theo quá trình oxi hoá, tỷ lệ MnO2 là

Mn3(PO4)2, và dạng tham gia vào trong các hợp chất hữu cơ, trong các tinh thể khoáng Hàm lượng mangan trung bình trong đấ 500 – 900 mg/kg Trong đất hàm lượng mangan phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính của đất và phụ thuộc vào sự vận chuyển trong môi trường của các hợp chất mangan và hoạt

Sắt có vai trò rất cần thiết đối với mọi cơ thể sống, ngoại trừ một số vi khuẩn Sắt là nguyên liệu để tổng hợp nên hemoglobin, chất có mặt trong tế bào hồng cầu và làm cho hồng cầu có màu đỏ, có vai trò vận chuyển oxy trong máu đến với các mô trong cơ thể Sắt cũng là thành phần của myoglobin, có trong cơ vân, có tác dụng dự trữ oxy cho hoạt động của cơ vân, chúng sẽ kết hợp với các chất dinh dưỡng khác để giải phóng năng lượng cho

sự co cơ [2]

Trang 38

Sắt cũng là thành phần cấu tạo của một số loại protein và enzym, có vai trò trong quá trình giải phóng năng lượng khi oxy hóa các chất dinh dưỡng của cơ thể sống

Trong hoạt động sản xuất, sắt là kim loại được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượng kim loại sản xuất trên toàn thế giới Sự kết hợp của giá thành thấp và các đặc tính tốt về chịu lực, độ dẻo, độ cứng làm cho nó trở thành không thể thay thế được, đặc biệt trong các ứng dụng như sản xuất ô tô, thân tàu thủy lớn, các bộ khung cho các công trình xây dựng Thép là hợp kim nổi tiếng nhất của sắt, ngoài ra còn có một số hình thức tồn tại khác của sắt như: gang thô, gang đúc, thép, sắt non và các hợp kim thép khác

90% mangan

56,6% Cu, 5% Mn,

Trang 39

vitamin B1, B6

) Mang

, Mn2+

oza (men photpho glucomutaza) Ion Mn2+

3(PO4)2 xương

Mangan

Trang 40

thủy sản theo QCVN 40 – 2011/BTNMT cột B không vượt quá 5 mg/l, hàm lượng mangan không vượt quá 1mg/l

1.4.4 Tác hại của sắt và mangan đối với con người

Nước chứa sắt và mangan hàm lượng thấp không ảnh hường đến sức khỏe con người Những nguồn nước này khi tiếp xúc với oxi không khí trở nên đục và tạo cảm quan không tốt đối với người sử dụng, do sự oxi hóa Fe2+

và Mn2+ thành Fe3+ và Mn4+ , tồn tại dưới dạng ô xít có kích thước rất nhỏ lơ lửng trong nước

Sắt không gây độc hại cho cơ thể Khi hàm lượng sắt (II) cao sẽ làm cho nước có vị tanh, và nếu tiếp xúc với không khí thì nhanh chóng chuyển sang màu vàng của sắt (III), làm tăng độ đục và độ màu tăng nên khó sử dụng

Nước có hàm lượng mangan cao sẽ gây ra hiện tượng nhiễm độc Tuy nhiên để xác định một bệnh nhân có bị nhiễm độc Mn hay không rất khó khăn bởi các triệu chứng thường không rõ ràng và mang tính chất chủ quan Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới vào những năm 40, mới gặp khoảng 250 trường hợp bị nhiễm độc Ở Việt Nam, cho đến nay tuy đã phát hiện một số trường hợp có dấu hiệu của nhiễm độc Mn, nhưng chưa gặp trường hợp nhiễm độc điển hình nào và cũng chưa có nghiên cứu nào đề cập vấn đề liệu những người sống tiếp giáp khu khai thác Mn có dấu hiệu của nhiễm độc hay không Mn gây ra những tác động tiêu cực qua tiếp xúc nghề nghiệp như khai thác, chế biến quặng, luyện kim và các ngành công nghiệp có sử dụng Mn và các hợp chất của Mn

Khi bị nhiễm độc Mn, nạn nhân thường có những biểu hiện như rối loạn tâm lý, rối loạn thần kinh dẫn đến căn bệnh Parkinson (run tay chân) Run nhẹ

có thể làm việc được nhưng năng suất lao động giảm Run nặng không làm việc được sẽ ảnh hưởng tới cuộc sống Khi mổ tử thi những nạn nhân bị

Định dạng
Số trang	100
Dung lượng	3,14 MB