Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp quản lý môi trường tại khu vực mỏ than phấn mễ, tỉnh thái nguyên

Song chính các hoạt động khai thác mỏ hiện nay đang gây lãng phí nguồn tài nguyên đặc biệt là nguồn tài nguyên không tái tạo được, làm thay đổi cảnh quan, địa hình, thu hẹp diện tích đất

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐINH THỊ KIM NGÂN

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG TẠI HU VỰC MỎ THAN

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này

là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng cho bảo vệ một học vị nào, mọi

sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đều đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015

Tác giả

Đinh Thị Kim Ngân

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

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và thực hiện đề tài từ năm 2013 đến năm 2015, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu Nhà trường, Phòng Đào tạo, Khoa Môi trường, cùng các Thầy Cô giáo và học viên, sinh viên Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp

đỡ quý báu đó

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn khoa học: PGS -

TS Nguy n Thế Hùng, Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên là những người Thầy đã tận tình trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện đề tài và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Luận văn này khó tránh khỏi còn có những thiếu sót, tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các Thầy Cô giáo, đồng nghiệp và bạn đọc

để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015

Tác giả

Đinh Thị im Ng n

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

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực ti n 2

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

1.1.1 Cơ sở pháp lý 4

1.1.2 Cơ sở lý luận 5

1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam 17

1.2.1 Tình hình khai thác than trên thế giới 17

1.2.2 Tình hình khai thác than tại Việt Nam 20

1.2.3 Khai thác than ở Thái Nguyên 25

1.3 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường 33

1.3.1 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường không khí 33

1.3.2 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường đất 33

1.3.3 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường nước 34

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

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

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 36

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 36

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 36

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 36

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 36

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 36

2.3 Nội dung nghiên cứu 36

2.3.1 Tổng quan về mỏ than Phấn M , tỉnh Thái Nguyên 36

2.3.2 Hiện trạng chất lượng môi trường khu vực mỏ 36

2.3.3 Đánh giá của người dân về chất lượng môi trường và đề xuất giải pháp tăng cường công tác quản lý môi trường 36

2.4 Phương pháp nghiên cứu 36

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 36

2.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa 37

2.4.3 Phương pháp điều tra phỏng vấn 37

2.4.4 Phương pháp lấy mẫu, phân tích phòng thí nghiệm 38

2.4.5 Phương pháp xử lý số liệu, so sánh, đối chiếu với tiêu chuẩn cho phép 42

Chương 3: T QUẢ NGHIÊN CỨU 43

3.1 Tổng quan về mỏ than Phấn M , tỉnh Thái Nguyên 43

3.1.1 Lịch sử hình thành của mỏ than Phấn M 43

3.1.2 Trữ lượng và quy mô khai thác tại mỏ than Phấn M 43

3.1.3 Công nghệ khai thác của mỏ than Phấn M 44

3.1.4 Công nghệ xử lý chất thải của mỏ than Phấn M 47

3.2 Hiện trạng chất lượng môi trường khu vực khai thác than tại mỏ than Phấn M (đất, nước, không khí) 48

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

3.2.1 Hiện trạng chất lượng môi trường nước khu vực khai thác than

tại mỏ than Phấn M 48

3.2.2 Hiện trạng chất lượng môi trường đất khu vực khai thác than tại mỏ than Phấn M 60

3.2.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí khu vực khai thác than tại mỏ than Phấn M 62

3.3 Đánh giá của người dân về chất lượng môi trường và các đề xuất giải pháp tăng cường công tác quản lý môi trường 68

3.3.1 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới cuộc sống của người dân 68

3.3.2 Tình hình sức khỏe người dân xung quanh khu vực khai thác 71

3.3.3 Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhi m môi trường khu vực mỏ than Phấn M 72

T LU N VÀ I N NGHỊ 76

1 Kết luận 76

2 Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM HẢO 79

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

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VI T TẮT

1 BTNMT Bộ tài nguyên Môi trường

2 CHXHCNVN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

3 TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên

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

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tải lượng tác nhân ô nhi m do con người đưa vào môi trường

nước 11

Bảng 1.2 Trữ lượng các mỏ than Quảng Ninh 21

Bảng 1.3 Diện tích khai trường, bãi thải và đất nông nghiệp bị lấp bởi bùn, đất đá thải khu vực Cẩm Phả (ha) 24

Bảng 1.4 Sản lượng khai thác than trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 26

Bảng 1.5 Trữ lượng, công suất các mỏ than tỉnh Thái Nguyên 27

Bảng 1.6 Lưu lượng nước thải một số mỏ than tỉnh Thái Nguyên 29

Bảng 2.1: Các chỉ tiêu giám sát môi trường đất 38

Bảng 2.2: Các chỉ tiêu giám sát môi trường nước 39

Bảng 2.3 Các chỉ tiêu giám sát môi trường không khí 42

Bảng 3.1 Sản lượng than khai thác trong những năm gần đây 44

Bảng 3.2 Công nghệ xử lý chất thải mỏ than Phấn M 47

Bảng 3.3 Kết quả phân tích mẫu nước thải moong trước khi xử lý 48

Bảng 3.4 Kết quả phân tích mẫu nước thải moong sau khi xử lý tại cửa xả 50

Bảng 3.5 Kết quả phân tích mẫu nước mặt năm 2012 51

Bảng 3.6 Kết quả phân tích mẫu nước mặt năm 2013 53

Bảng 3.7 Kết quả phân tích mẫu nước mặt năm 2014 55

Bảng 3.8 Kết quả phân tích mẫu nước ngầm trong khu vực khai thác từ năm 2012 đến 2015 57

Bảng 3.9 Kết quả phân tích mẫu nước ngầm tại khu vực dân cư từ năm 2012 đến 2015 59

Bảng 3.10 Kết quả phân tích mẫu đất ngoài khu vực bãi thải 60

Bảng 3.11 Kết quả phân tích mẫu đất trong khu vực bãi thải 61

Bảng 3.12 Kết quả phân tích khí thải khu vực sản xuất năm 2012 63

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

Bảng 3.13 Kết quả phân tích khí thải khu vực sản xuất năm 2013 65Bảng 3.14: Kết quả phân tích khí thải khu vực sản xuất năm 2014 67Bảng 3.15 Ý kiến của người dân về nguồn nước đang sử dụng 69Bảng 3.16: Ý kiến của người dân về ảnh hưởng khai thác than tới chất

môi trường nước 70Bảng 3.17 Thống kê các bệnh của người dân sống xung quanh khu vực

khai thác 71

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

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Di n biến hàm lượng COD trung bình năm tại các phụ lưu của

Sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên từ 2005 đến 2010 30 Hình 1.2 Di n biến hàm lượng BOD trung bình năm tại các phụ lưu của

Sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên từ 2005 đến 2010 30 Hình 1.3 Di n biến hàm lượng As trung bình năm tại các phụ lưu của

Sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên từ 2005 đến 2010 31 Hình 1.4 Ô nhi m bụi lơ lửng tại một số khu vực khai thác khoáng sản và

sản xuất vật liệu xây dựng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên từ

2008 đến 2010 31 Hình 1.5 Sự suy giảm diện tích rừng tự nhiên hàng năm tại Thái Nguyên 32 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ khai thác lộ thiên 44 Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ khai thác hầm lò 45

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong xu thế hội nhập và phát triển, các ngành công nghiệp nước ta được quan tâm đầu tư và đẩy mạnh Trong số đó phải kể đến các hoạt động của công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản Khai thác than là một hoạt động đã được quan tâm đầu tư phát triển từ khá lâu Sự tăng trưởng của các ngành kinh tế như điện, xi măng luôn tỉ lệ thuận với nhu cầu sử dụng than

Trên cơ sở nhu cầu than ngày càng tăng trên thị trường, các hoạt động khai thác và chế biến than cũng liên tục gia tăng Bên cạnh những lợi ích kinh tế mà ngành khai thác than mang lại, thì hoạt động này cũng đã can thiệp khá mạnh mẽ đến môi trường, gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường đòi hỏi các nhà đầu tư cần phải có các giải pháp quản lý, giải pháp công nghệ và các giải pháp xử lý hợp lý nhằm giảm thiểu những ảnh hưởng xấu đến môi trường

Thái Nguyên là một trong những cái nôi của ngành khai thác và chế biến khoáng sản của Việt Nam Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có khoảng 156 mỏ và điểm khoáng sản đã và đang được đưa vào khai thác, chế

biến Than là khoáng sản có tiềm năng của tỉnh Thái Nguyên Trên địa bàn

tỉnh Thái Nguyên đã phát hiện 7 mỏ và điểm khoáng sản than, trong đó thăm

dò, khai thác 6 mỏ; tổng trữ lượng đã đánh giá cấp A + B + C1 đạt trên 90 triệu tấn, có 2 loại than: antraxit và than mỡ Các mỏ than chủ yếu sử dụng công nghệ khai thác lộ thiên với các moong sâu hàng trăm mét, bãi thải trở thành các núi thải khổng lồ như các mỏ Phấn M , mỏ Khánh Hòa, mỏ than

50 năm hoạt động của mỏ than Phấn M đã có những đóng góp đáng kể cho

sự phát triển kinh tế - xã hội Song chính các hoạt động khai thác mỏ hiện nay đang gây lãng phí nguồn tài nguyên đặc biệt là nguồn tài nguyên không tái tạo được, làm thay đổi cảnh quan, địa hình, thu hẹp diện tích đất trồng và rừng do diện tích khai trường và bãi thải ngày càng phát triển, gây ô nhi m môi trường đất, nước, không khí, gây tắc nghẽn, tích tụ các chất thải và làm thay đổi tài nguyên sinh vật và hệ sinh thái

Xuất phát từ thực ti n trên, được sự nhất trí của Ban Giám hiệu Nhà trường và Phòng Đào tạo Sau Đại học - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Nguy n Thế Hùng, chúng

tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp quản lý môi trường tại khu vực mỏ than Phấn Mễ, tỉnh Thái Nguyên"

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Mục tiêu chung

Đánh giá chất lượng môi trường khu vực mỏ than Phấn M và đề xuất các giải pháp phù hợp nhằm nâng cao công tác quản lý môi trường khu vực mỏ

- Đề tài sẽ tổng hợp được những số liệu về thực trạng môi trường của

mỏ than Phấn M và có thể trở thành tài liệu tham khảo cho các tổ chức, cá nhân, tập thể, cơ quan quan tâm và muốn tham khảo các vấn đề liên quan

- Đưa ra thực trạng áp dụng cho công tác quản lý môi trường và đề ra các biện pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý môi trường

- Tăng cường trách nhiệm của các cơ quan Nhà nước có liên quan

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

1.1.1 Cơ sở pháp lý

- Luật bảo vệ môi trường năm 2014 được Quốc hội nước CHXHCNVN khóa XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015;

- Luật Tài nguyên nước đã được Quốc hội nước CHXHCNVN thông qua ngày 26/06/2012;

- Luật đất đai đã được Quốc hội nước CHXHCNVN khóa XI, kỳ họp thứ 4 thông qua ngày 26/11/2003;

- Luật khoáng sản số 60/2011/QH12 được Quốc hội nước CHXHCNVN khóa XII, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 17/11/2010;

- 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, cam kết bảo vệ môi trường;

- Nghị định 181/2004/NĐ-CP ngày 29/10/2004 của chính phủ về thi hành luật đất đai;

- Thông tư 26/2011/TT-BTNMT ngày 18 tháng 7 năm 2011 của BTNMT quy định chi tiết một số điều của Nghị định số 29/2011/NĐ-CP ngày

18 tháng 4 năm 2011 của Chính phủ quy định về đánh giá tác động môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường, cam kết bảo vệ môi trường;

- Thông tư 34/2009/TT-BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2009 của Bộ Tài nguyên Môi trường Quy định về lập, phê duyệt, kiểm tra, xác nhận dự án cải tạo, phục hồi môi trường và ký quỹ cải tạo phục hồi môi trường đối với hoạt động khoáng sản;

- Quyết định số18/2013/QĐ-TTg của Bộ Tài nguyên & Môi trường về cải tạo, phục hồi môi trường và ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường đối với

hoạt động khai thác khoáng sản được Thủ tướng chính phủ đã ký ngày 29/3/2013

- Quyết định số 769/2009/QĐ-BTNMT ngày 24 tháng 4 năm 2009 của

Bộ tài nguyên và môi trường về công tác kiểm tra tình hình thực hiện công tác quản lý nhà nước về khoáng sản và hoạt động khoáng sản;

- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của BTNMT

về việc bắt buộc áp dụng các tiêu chuẩn Việt Nam;

- Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31/12/2008 của BTNMT

về việc ban hành quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về môi trường;

Các quy chuẩn Việt Nam liên quan tới chất lượng đất và nước:

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

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

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

- QCVN 03:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về giới hạn kim loại nặng trong đất;

- QCVN 05:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh

- QCVN 26:2010/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn (từ 16h

đến 21h khu vực thông thường) [16]

1.1.2 Cơ sở lý luận

1.1.2.1 Tài nguyên khoáng sản

Tài nguyên khoáng sản là tích tụ vật chất dưới dạng hợp chất hoặc đơn chất trong vỏ trái đất, mà ở điều kiện hiện tại con người có đủ khả năng lấy ra các nguyên tố có ích hoặc sử dụng trực tiếp chúng trong đời sống hàng ngày

Tài nguyên khoáng sản thường tập trung trong một khu vực gọi là mỏ khoáng sản Tài nguyên khoáng sản có ý nghĩa rất quan trọng trong sự phát triển kinh tế của loài người và khai thác sử dụng tài nguyên khoáng sản có tác động mạnh mẽ đến môi trường sống Một mặt, tài nguyên khoáng sản là nguồn vật chất để tạo nên các dạng vật chất có ích và của cải của con người Bên cạnh đó, việc khai thác tài nguyên khoáng sản thường tạo ra các loại ô nhi m như bụi, kim loại nặng, các hoá chất độc và hơi khí độc (SO2, CO, CH4 v.v )

Tài nguyên khoáng sản được phân loại theo nhiều cách:

- Theo nguồn gốc: nội sinh (sinh ra trong lòng trái đất), ngoại sinh (sinh

ra trên bề mặt trái đất)

- Theo thành phần hoá học: khoáng sản kim loại (kim loại đen, kim loại màu, kim loại quý hiếm), khoáng sản phi kim (vật liệu khoáng, đá quý, vật liệu xây dựng), khoáng sản cháy (than, dầu, khí đốt, đá cháy) [14]

- Theo dạng tồn tại: rắn, khí (khí đốt, Acgon, He), lỏng (Hg, dầu, nước khoáng)

1.1.2.2 Tài nguyên đất và ô nhiễm môi trường đất

* Tài nguyên đất

Là một dạng tài nguyên vật liệu của con người Ðất có hai nghĩa: đất đai là nơi ở, xây dựng cơ sở hạ tầng của con người và thổ nhưỡng là mặt bằng

để sản xuất nông lâm nghiệp

+ Đất theo nghĩa đất đai là nơi trú ngụ của con người và hầu hết các sinh vật cạn, là nền móng cho các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp

và văn hóa của con người

+ Ðất theo nghĩa thổ nhưỡng là vật thể thiên nhiên có cấu tạo độc lập lâu đời, hình thành do kết quả của nhiều yếu tố: đá gốc, động thực vật, khí hậu, địa hình và thời gian Thành phần cấu tạo của đất gồm các hạt khoáng chiếm 40%, hợp chất humic 5%, không khí 20% và nước 35% Giá trị tài

nguyên đất được đo bằng số lượng diện tích (ha, km2) và độ phì (độ mầu mỡ thích hợp cho trồng cây công nghiệp và lương thực)

Tài nguyên đất của thế giới hiện đang bị suy thoái nghiêm trọng do xói mòn, rửa trôi, bạc mầu, nhi m mặn, nhi m phèn và ô nhi m đất, biến đổi khí hậu Hiện nay 10% đất có tiềm năng nông nghiệp bị sa mạc hoá [12]

* Ô nhiễm môi trường đất

Ô nhi m môi trường đất là hậu quả các hoạt động của con người làm thay đổi các nhân tố sinh thái vượt qua những giới hạn sinh thái của các quần

xã sống trong đất

Ðất là một hệ sinh thái hoàn chỉnh nên thường bị ô nhi m bởi các hoạt động của con người Ô nhi m đất có thể phân loại theo nguồn gốc phát sinh thành ô nhi m do chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải của các hoạt động nông nghiệp

+ Chất thải công nghiệp: Các hoạt động công nghiệp xả vào môi trường đất một lượng lớn các chất thải của chúng qua các ống khói, bãi tập trung rác, cống thoát nước các chất thải này rơi xuống đất làm thay đổi thành phần của đất, pH, quá trình nitơrat hoá Hệ sinh vật trong đất sẽ bị ảnh hưởng bởi các loại chất thải này Quá trình khai khoáng gây ô nhi m và suy thoái môi trường đất ở mức độ nghiêm trọng nhất Do khai mỏ, một lượng lớn phế thải, quặng từ lòng đất đưa lên trên bề mặt Mặt khác thảm thực vật trong khu vực khai khoáng bị huỷ diệt, đất có thể bị xói mòn Một lượng lớn chất thải,

xỉ quặng theo khói bụi bay vào không khí rồi lắng đọng xuống có thể làm nhi m bẩn đất ở quy mô rộng hơn

+ Chất thải sinh hoạt: Đất thường dùng làm chỗ tiếp nhận rác, phân và các chất thải rắn khác trong quá trình sinh hoạt Hàng ngày con người xả một lượng lớn các chất thải sinh hoạt rắn vào môi trường Sau đó theo các con đường khác nhau như vận chuyển rác thải, hệ thống thoát nước… Các chất thải này sẽ tập trung trong đất

+ Chất thải của các hoạt động nông nghiệp: Chế độ canh tác lạc hậu với việc đốt phá rừng, làm nương rẫy du canh, trồng cây lương thực và cây công nghiệp ngắn ngày theo phương thức lạc hậu trên vùng đất dốc đã gây không ít tai hại cho việc tàn phá đất đai Với lượng mưa hàng năm rất lớn, tập trung vào một số tháng, lũ lụt làm xói mòn cuốn trôi phù sa của một diện tích lớn vùng đồi núi

Việc xây dựng hệ thống tưới tiêu nước không hợp lý ở vùng đồng bằng gây ra hiện tượng thoái hoá môi trường, tạo nên một vùng đất phèn Hiện tượng hoá phèn của đất có thể do một số nguyên nhân như khi tiêu nước triệt

để, lớp đất hữu cơ che phủ bị gạt bỏ, đất được phơi ra ánh sáng, các hợp chất lưu huỳnh có sẵn ở đây bị oxy hoá tạo thành H2SO4 Axít này kết hợp với sắt

và nhôm có sẵn trong keo đất tạo thành sulfat sắt hoặc sulfat nhôm Đất phèn

có độ pH rất thấp, khó canh tác

Sử dụng các loại phân hoá học không đúng quy cách cũng như việc sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ cũng góp phần làm nhi m bẩn đất Việc sử dụng phân hoá học quá nhiều dẫn đến đất bị chua phèn Đất chua làm ảnh hưởng tới trạng thái sinh lý cây trồng và hiệu qua sử dụng phân hoá học Các hợp chất bền vững của thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ là chất độc, lưu lại trong đất thời gian lâu dài có thể làm đất bị nhi m độc, cản trở các hoạt động sinh

hoá bình thường trong đất [11]

* Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn đất

Các tác nhân gây ô nhi m có thể phân loại thành tác nhân hoá học, sinh học và vật lý

+ Tác nhân hóa học: Các chất hoá học mang tính độc hại cao đối với môi trường đất là Asen, Flo và chì

+ Tác nhân sinh học: Đất có thể bị ô nhi m bởi các loại trực khuẩn lị, thương hàn, phẩy khuẩn tả hoặc amíp

+ Tác nhân vật lý: Có nguồn gốc từ các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ và từ chất thải công nghiệp…[12]

1.1.2.3 Tài nguyên nước và ô nhiễm môi trường nước

* 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 97% nước trên Trái Đất là nước mặn, chỉ 3% còn lại

là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm, và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí

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 đó 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 Trong suốt thế kỷ 20, hơn một nửa các vùng đất ngập nước trên thế giới

đó bị biến mất cùng với các môi trường hỗ trợ có giá trị của chúng 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 [13]

* Ô nhiễm môi trường nước

Là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý, hoá học, sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm sự đa dạng sinh vật trong nước

Có nhiều cách phân loại ô nhi m nước Hoặc dựa vào nguồn gốc gây ô nhi m, như ô nhi m do công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt Hoặc dựa vào

môi trường nước, như ô nhi m nước ngọt, ô nhi m biển và đại dương Hoặc dựa vào tính chất của ô nhi m, như ô nhi m sinh học, hóa học hay vật lý

- Ô nhi m môi trường nước có nguồn gốc tự nhiên: do sự nhi m mặn, nhi m phèn, gió bão, lũ lụt Nước mưa rơi xuống mặt đất, nhà cửa, đường phố đô thị, khu công nghiệp kéo theo các chất bẩn xuống sông hồ, sản phẩm của hoạt động sống của sinh vật, vi sinh vật kể cả xác chết của chúng…Sự ô nhi m này còn được gọi là sự ô nhi m không xác định được nguồn

- Ô nhi m môi trường nước có nguồn gốc nhân tạo: chủ yếu là do nước

xả thải của các khu dân cư,hoạt động nông nghiệp (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ…), khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, đặc biệt là giao thông đường biển [13]

+ Nước thải sinh hoạt: phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, nhà hàng khách sạn, cơ quan trường học chứa các chất thải trong quá trình vệ sinh, sinh hoạt của con người Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là chất hữu cơ

d bị phận hủy sinh học, chất dinh dưỡng (N, P), chất rắn và vi trùng Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng thải cũng như tải lượng của các chất trong nước thải của mỗi khu vực khác nhau là khác nhau Tải lượng trung bình của các tác nhân gây ô nhi n nước chính do con người đưa vào môi trường trong một ngày được nêu ở bảng 1.1

+ Nước thải đô thị: là loại nước thải được tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải từ các cơ sở thương mại, sản suất công nghệp nhỏ trong khu đô thị Nước thải đô thị thường được thu gom vào hệ thống cống thải của thành phố, đô thị để xử lý chung Thông thường ở các đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 70 - 90% tổng lượng nước sử dụng của đô thị sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống thải chung, nhìn chung nước thải đô thị có thành phần tương tự như nước thải sinh hoạt

Bảng 1.1: Tải lượng tác nhân ô nhiễm do con người

đưa vào môi trường nước

(Nguồn: Nguyễn Thị Phương Loan , 2005) [13]

+ Nước thải công nghiệp: nước thải từ các nhà máy, cơ sở sản xuất công nghệp, tiểu thủ công nghiệp, làng nghề… Thành phần cơ bản phụ thuộc vào từng ngành công nghiệp cụ thể Nước thải công nghiệp thường chứa nhiều hóa chất độc hại như kim loại nặng (Hg, As, Pb, Cd…), các chất khó phân hủy sinh học (phenol, dầu mỡ…), các chất hữu cơ d phân hủy sinh học

từ các cơ sở sản xuất thực phẩm

+ Nước chảy tràn: là nước chảy tràn từ mặt đất do mưa hoặc do thoát nước từ đồng ruộng, là nguồn gây ô nhi m nước sông, hồ Nước chảy tràn qua đồng ruộng có thể cuốn theo các chất rắn, hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón Nước chảy tràn qua khu vực dân cư, đường phố, cơ sở sản xuất công nghiệp có thể làm ô nhi m nguồn nước do có chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng [13]

* Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước

+ Các loại protein: acid amin mạch dài

+ Các chất béo: khả năng phân hủy vi sinh chậm

+ Các hợp chất phenol: phenol và các dẫn xuất của phenol

+ Các loại hóa chất bảo vệ thực vật hữu cơ: bao gồm các loại photpho hữu cơ, clo hữu cơ, cacbonat, phenoxyaxetic, pyrethroid tổng hợp

+ Tanin và lignin: các hóa chất có nguồn gốc từ thực vật

+ Các hyđrocacbon đa vòng và ngưng tụ

- Các ion:

Trong nước thải có các ion kim loại và muối, các ion trong môi trường nước có vai trò quan trọng trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng và phát triển của hệ sinh thái môi trường nước Khi nồng độ các ion này cao hơn ngưỡng chấp nhận của sinh vật trong môi trường nước thì các ion này sẽ gây ô nhi m môi trường nước

+ Amon (NH4-): Trong tự nhiên, nồng độ của amon vào nhỏ hơn

0,05ppm Đối với các nguồn nước bị ô nhi m amon, nồng độ thường cao hơn trong tự nhiên rất nhiều

+ Nitrat (NO3-): Có vai trò quan trọng trong việc đánh giá nguồn nước Nếu trong nước hàm lượng nitrat cao sẽ gây ra hiện tượng phù dưỡng, nếu nước uống bị nhi m nitrat sẽ ảnh hưởng xấu đến máu

+ Phosphat (PO43-): Có nhiều trong phân người, súc vật, nơi có các nhà máy sản xuất phân lân Nước không bị ô nhi m phosphat nếu nồng độ PO4

3

- trong nước nhỏ hơn 0,01 mg/l

+ Sunfat (SO4): Nếu nguồn nước có nồng độ các ion sunfat cao sẽ gây

ăn mòn, phá huỷ các công trình, hại cây cối, mùa màng…

+ Clorua (Cl-): Tạo ra độ mặn trong nước gây tác hại đến cây trồng, ăn mòn công trình…

- Các kim loại nặng:

Các kim loại nặng cũng là những tác nhân gây ô nhi m nước, gây nguy hại đến sức khoẻ của đối tượng sử dụng nước Các kim loại nặng điển hình gây ô nhi m nước là Chì (Pb), Thủy ngân (Hg), Asen (As), Cadimi, Selen, Crôm, Niken là các tác nhân gây hại cho người và thủy sinh ngay

ở nồng độ thấp

- Các chất rắn:

Các chất rắn có trong nước tự nhiên là do quá trình xói mòn, do nước chảy tràn từ đồng ruộng, do nước thải sinh hoạt và công nghiệp Chất rắn có thể gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt

- Các chất màu:

Màu nước trong tự nhiên và nước thải thường có nguồn gốc từ các chất hữu cơ d phân hủy bởi các tác nhân vi sinh vật, sự phát triển của một số loài thực vật nước như tảo, rong rêu, các hợp chất sắt, mangan ở dạng keo gây màu và các tác nhân gây màu khác như kim loại (Cr, Fe, ), các hợp chất hữu cơ như tanin, lignin Màu thực của nước là màu do các chất hòa tan hoặc các chất ở dạng keo, màu bên ngoài (màu biểu kiến) do các chất lơ lửng của nước tạo nên

- Mùi:

Mùi có trong nước thải là do các nguyên nhân sau:

- Quá trình lên men và sinh mùi từ các chất hữu cơ trong nước thải tại các cống rãnh khu dân cư, các xí nghiệp chế biến thực phẩm…

- Mùi sinh ra từ sự phân hủy các xác chết động, thực vật trong nước thải

- Mùi có trong nước thải công nghiệp hóa chất, chế biến dầu mỡ

- Mùi tạo thành do các vi sinh vật gây mùi có trong nước thải

- Các vi sinh vật:

Các vi sinh vật trong nước cũng là những tác nhân gây ô nhi m nguồn nước Quá trình sinh trưởng và phát triển của các chủng hệ vi sinh vật trong

nước gây ra các hiện tượng thiếu hụt lượng ôxy hoà tan trong nước, quá trình sinh tổng hợp của vi sinh vật gây nên hiện tượng thừa dinh dưỡng trong nước Ngoài ra, một số vi sinh vật còn gây mùi trong nước, làm giảm độ trong của nước… Có thể kể tên một số loại hình vi sinh vật trong nước:

+Vi khuẩn dị dưỡng: Sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn cơ chất cacbon và năng lượng trong quá trình sinh tổng hợp Nhóm này bao gồm vi khuẩn hiếu khí hoạt động trong môi trường có ôxy và vi khuẩn kỵ khí hoạt động trong môi trường không có ôxy

+Vi khuẩn tự dưỡng: Có khả năng ôxy hoá chất vô cơ để thu năng lượng và sử dụng CO2 làm nguồn cacbon cho quá trình sinh tổng hợp

+ Ngoài ra còn có các loại nấm, nấm mốc, nấm men, viru [11]

1.1.2.4 Tài nguyên không khí và ô nhiễm môi trường không khí

* Tài nguyên không khí

Tài nguyên không khí hay chính là khí quyển trái đất khá ổn định theo phương nằm ngang và phân dị theo phương thẳng đứng Phần lớn khối lượng 5.10

Trong tầng bình lưu luôn tồn tại một quá trình hình thành và phá huỷ khí ozon, dẫn tới việc xuất hiện một lớp ozon mỏng với chiều dày trong điều kiện mật độ không khí bình thường khoảng vài chục xentimet Lớp khí này có tác dụng ngăn các tia tử ngoại chiếu xuống bề mặt trái đất Hiện nay, do hoạt động của con người, lớp khí ozon có xu hưởng mỏng dần, có thể đe doạ tới sự sống của con người và sinh vật trên trái đất

* Ô nhiễm môi trường không khí

"Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra

sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)" [15]

Có rất nhiều nguồn gây ô nhi m không khí Có thể chia ra thành nguồn

tự nhiên và nguồn nhân tạo

- Nguồn tự nhiên:

+ Ô nhi m do hoạt động của núi lửa: Núi lửa phun ra những nham thạch nóng và nhiều chất ô nhi m như tro bụi, các khí sunfua (SO2, H2S ), mêtan (CH4) và những loại khí khác Các chất này lan toả đi rất xa và tác động mạnh mẽ đến môi trường

+ Ô nhi m do cháy rừng: Các đám cháy rừng và đồng cỏ bởi các quá trình tự nhiên xảy ra do sấm chớp, sự cọ sát giữa thảm thực vật khô Các đám cháy này thường lan truyền rộng, vượt khỏi tầm kiểm soát của con người

và phát thải nhiều khí độc hại như khói, tro bụi, hydrocacbon (HC), cacbon dioxit (CO2), cacbon monoxit (CO), sunfua dioxit (SO2) và nitơ oxit (NOx)

+ Ô nhi m do bão cát: Hiện tượng bão cát thường xảy ra ở những vùng đất khô, không được che phủ bởi thảm thực vật, đặc biệt là các sa mạc Gió bão đã cuốn cát bụi bay lên và gây ô nhi m không khí trong một khu vực rộng lớn

+ Ô nhi m do đại dương: Nước biển bốc hơi và bụi nước do va đập từ biển mang theo bụi muối (NaCl, MgCl2, CaCl2 ), lan truyền vào không khí gây ô nhi m

+ Ô nhi m do thực vật: Các chất ô nhi m do thực vật sản sinh và phát tán vào không khí gây ô nhi m như các hợp chất hữu cơ d bay hơi (VOCs), hydrocacbon, các bào tử nấm và thực vật, phấn hoa

+ Ô nhi m do vi khuẩn - vi sinh vật: Trong không khí có rất nhiều vi khuẩn, vi sinhh vật bám vào các hạt bụi, sol khí được gọi là bụi vi sinh vật

Bên cạnh đó chúng còn tham gia quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra các khí có mùi gây ô nhi m như NH3, CO2, CH4, SO2…

+ Ô nhi m do các chất phóng xạ: Trong lòng đất có một số khoáng sản và kim loại có khả năng phóng xạ gây ô nhi m môi trường không khí xung quanh [10]

- Nguồn nhân tạo:

+ Nguồn ô nhi m di động từ các hoạt động giao thông vận tải bao gồm giao thông đường bộ, đường sắt, đường thuỷ và hàng không

+ Các nguồn thải cố định từ các hoạt động công nghiệp đốt nhiên liệu như than đá, dầu mỏ, khí đốt

+ Các quá trình sản xuất công nghiệp như sản xuất hoá chất, sản xuất vật liệu xây dựng, luyện kim và khai thác mỏ

+ Các nguồn ô nhi m khác như chất đột trong sinh hoạt của con người (củi, rơm rạ, dầu, gas ), đốt chất thải, sản xuất nông nghiệp, bốc hơi từ ô nhi m nước mặt, xây dựng công trình, gây ra cháy rừng

+ Các nguồn ô nhi m nhân tạo lớn nhất là do quá trình đốt nhiên liệu sinh ra và thường tập trung ở các khu đô thị, khu công nghiệp

* Các tác nhân gây ô nhiễm không khí

Các chất và tác nhân gây ô nhi m không khí gồm:

+ Các loại oxit như: nitơ oxit (NO, NO2), nitơ đioxit (NO2), SO2, CO,

H2S và các loại khí halogen (clo, brom, i ốt)

1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình khai thác than trên thế giới

Vỏ trái đất có phần lục địa chiếm khoảng 50% khối lượng toàn bộ của vỏ trái đất tương đương với 2,9% khối lượng của trái đất Phần lớn vỏ trái đất được cấu tạo bởi các nham thạch bị nóng chảy, nguội dần và kết tinh Thành phần các nguyên tố cấu tạo nên vỏ trái đất được biết nhưng chưa đầy đủ vì những nghiên cứu chỉ mới được thực hiện trên lục địa mà thôi Hơn nữa trên lục địa cũng có những vùng không nghiên cứu được vì nơi này có lớp trầm tích quá dày Trong sự phát triển của nền kinh tế hiện đại, những dạng tài nguyên năng lượng như: than đá, dầu mỏ đều bị khai thác triệt để, tất nhiên chỉ khai thác được chúng khi chúng tập trung thành quặng, mỏ Những dạng năng lượng này có trữ lượng ít và phân tán nên khó xác định được chính xác [19]

Trong những chỉ số về phát triển kinh tế xã hội ở mỗi quốc gia, người

ta thường quan tâm đến ba chỉ số: tăng trưởng dân số, tăng trưởng sản xuất công nghiệp và tăng tổng sản lượng thu hoạch, vì sự gia tăng các chỉ số này luôn gắn liền với nhu cầu ngày càng cao về năng lượng Ở nhiều quốc gia có nền công nghiệp phát triển thì nhu cầu về các năng lượng này chiếm tỉ lệ 80%

- 90% tổng lượng năng lượng sử dụng trên thế giới Ngoài ra nhu cầu về khoáng sản năng lượng cũng tăng lên, chủ yếu được sử dụng làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp và rất nhiều ngành khác

Trong cơ cấu sử dụng năng lượng, than được coi là nguồn năng lượng truyền thống và cơ bản Than được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống Trước đây, than được dùng làm nhiên liệu trong các máy hơi nước, đầu máy xe lửa; sau đó, than được dùng làm nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, than được cốc hoá làm nhiên liệu cho ngành luyện kim Gần đây, nhờ sự phát triển của công nghiệp hoá học, than được sử dụng như là nguồn nguyên liệu để sản xuất ra nhiều loại dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo và hãm ảnh

Trữ lượng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lượng dầu mỏ và khí đốt Người ta ước tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lượng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là than đá Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), Liên Bang Nga (vùng Ekibát và Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Ôxtrâylia, Ba Lan

Phụ thuộc vào khả năng sinh nhiệt, hàm lượng cacbon và độ tro, người

ta phân thành nhiều loại than Mỗi loại than có những ưu, nhược điểm riêng

và nhìn chung không thể thay thế cho nhau được

Phân loại các loại than trên thế giới: than nâu, than đá, than gầy (hay nửa antraxit), than khí, than antraxit

Than nâu là một khối đặc hay xốp, màu nâu, hiếm có màu đen hoàn toàn, thường không có ánh Than nâu có độ cứng kém, khả năng sinh nhiệt tương đối ít, chứa nhiều tro (đôi khi đến 40%), độ ẩm cao (35%) và có lưu huỳnh (1- 2%), mức độ biến chất thấp Khi để lâu ngày thành đống, than bị ôxi hoá, vụn ra thành bột, sinh nhiệt làm cho than tự bốc cháy Tính chất này gây khó khăn nhiều cho việc bảo quản Do khả năng sinh nhiệt thấp nên than nâu ít khi được vận chuyển xa, thường sử dụng trong nhiệt điện, cho sinh hoạt hoặc biến than thành nguyên liệu dạng khí

Than đá thường có màu đen, hiếm hơn là màu đen hơi nâu, có ánh mờ Than đá rất giòn Có nhiều loại than đá khác nhau tuỳ thuộc vào các thuộc tính của chúng Khi đem nung không đưa không khí vào (đến 900- 1100°C) than sẽ bị thiêu kết thành một loại cốc rắn chắc và xốp

Than gầy (hay nửa antraxit) hoàn toàn không bị thiêu kết, không thành

cốc, mà có dạng bột, mức độ biến chất cao nhất cùng với antraxit Than gầy được dùng chủ yếu làm nhiên liệu nồi hơi và cho các nhà máy nhiệt điện

Than khí là loại than có khả năng sản ra một lượng khí thắp lớn Sử

dụng giống như than gầy

Than antraxit có màu đen, ánh kim, đôi khi có ánh ngũ sắc Đây là loại

than không có ngọn lửa, cháy khó và cần thông gió mạnh mới cháy được Nó

có khả năng sinh nhiệt lớn hơn mọi loại than khác nên được dùng chủ yếu làm nhiên liệu nhiệt lượng cao Than không tự bốc cháy nên có thể để chất đống lâu ngày, có độ bền cơ học cao, không bị vỡ vụn trong khi chuyên chở

Ngoài ra còn có một số loại than khác (như than bùn ), song giá trị kinh tế thấp Ngoài ra còn có một số loại than khác (như than bùn, than mỡ ), song giá trị kinh tế thấp

Tình hình khai thác và tiêu thụ than: công nghiệp khai thác than xuất hiện tương đối sớm và được phát triển từ nửa sau thế kỉ XIX Trong vòng

50 năm qua, tốc độ tăng trung bình là 5,4%/năm, còn cao nhất vào thời kì

1950 - 1980 đạt 7%/năm Từ đầu thập kỉ 90 đến nay, mức tăng giảm xuống chỉ còn 1,5%/năm Mặc dù việc khai thác và sử dụng than có thể gây hậu quả xấu đến môi trường (đất, nước, không khí ), song nhu cầu than không

vì thế mà giảm đi

Các khu vực và quốc gia khai thác nhiều than đều thuộc về các khu vực

và quốc gia có trữ lượng than lớn trên thế giới Sản lượng than tập trung chủ yếu ở khu vực Châu Á - Thái Bình Dương, Bắc Mỹ, Nga và một số nước Đông Âu

Các nước sản xuất than hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn Độ, Ôxtrâylia, Nga, chiếm tới 2/3 sản lượng than của thế giới Nếu tính cả một số nước như Nam Phi, Cộng Hòa Liên Bang Đức, Ba Lan, Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Triều Tiên thì con số này lên đến 80% lượng than toàn cầu

Thị trường than quốc tế mới chỉ chiếm trên 10% sản lượng than khai thác Việc buôn bán than gần đây phát triển nhờ thuận lợi về giao thông đường biển, song sản lượng than xuất khẩu không tăng nhanh, chỉ dao động ở mức 550 đến 600 triệu tấn/năm Từ nhiều năm nay, Ôxtrâylia luôn là nước xuất khẩu than lớn nhất thế giới, chiếm trên 35% (210 triệu tấn năm 2001) lượng than xuất khẩu Tiếp sau là các nước Trung Quốc, Nam Phi, Hoa Kỳ, Inđônêxia, Côlômbia, Canađa, Nga, Ba Lan Các nước công nghiệp phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Hà Lan, Pháp, Italia, Anh có nhu cầu rất lớn

về than và cũng là các nước nhập khẩu than chủ yếu [20]

1.2.2 Tình hình khai thác than tại Việt Nam

a Đặc điểm các mỏ than nước ta

Việt Nam được thiên nhiên ưu đãi là nước có nhiều nguồn khoáng sản trong đó than đá chủ yếu tập trung tại các mỏ ở Hải Phòng, Quảng Ninh thuộc cuối hành lang kinh tế Côn Minh - Lào Cai - Hà Nội - Hải Phòng Lượng than tại đây chiếm 90% trên cả nước

Đặc điểm quan trọng nhất của các mỏ than ở Việt Nam thuộc khu vực hành lang kinh tế là phần nhiều các mỏ than đều ở lộ thiên d khai thác Tuy nhiên phần than ở sâu trong lòng đất cũng khá dồi dào Chỉ riêng ở Quảng Ninh trữ lượng than ở dưới sâu -350 m đã có khoảng 6,5 - 7 tỷ tấn

Than ở Việt Nam có 5 loại chính:

- Than antraxit (than đá)

- Than mỡ

- Than bùn

- Than ngọn lửa dài:

- Than nâu

Than antraxit (than đá): Trữ lượng than đá được đánh giá là 3,5 tỷ

tấn trong đó ở vùng Quảng Ninh trên 3,3 tỷ tấn (tính đến độ sâu - 300m); còn lại gần 200 triệu tấn là nằm rải rác ở các tỉnh: Thái nguyên, Hải

Dương, Bắc Giang

Bảng 1.2 Trữ lƣợng các mỏ than Quảng Ninh (1000 tấn)

Tổng trữ lƣợng

Trữ lƣợng khai thác lộ thiên

Trữ lƣợng khai thác lò bằng

Trữ lƣợng khai thác giếng đứng

(Nguồn: Tập đoàn khoáng sản Việt Nam, 2013) [16]

Than mỡ: Trữ lượng tiềm năng được đánh giá sơ bộ là 27 triệu tấn,

trong đó trữ lượng địa chất là 17,6 triệu tấn, chủ yếu tập trung ở 2 mỏ Làng Cẩm (Thái Nguyên) và mỏ Khe Bố (Nghệ An)

Than bùn: Than bùn ở Việt Nam nằm rải rác từ Bắc đến Nam, nhưng

chủ yếu tập trung ở đồng bằng sông Cửu Long (với hai mỏ than lớn là U Minh Thượng và U Minh Hạ)

Than ngọn lửa dài: Chủ yếu tập trung ở mỏ Na Dương (Lạng Sơn), với

trữ lượng địa chất trên 100 triệu tấn Hiện nay khai thác được thực hiện bằng phương pháp lộ thiên, than khai thác chủ yếu phục vụ sản xuất xi măng ở Hải Phòng và Bỉm Sơn với sản lượng trên dưới 100 nghìn tấn/năm Nhưng do nhà máy Xi măng Hải Phòng sẽ ngừng hoạt động, nhà máy xi măng Bỉm Sơn được cải tạo với công nghệ mới, nên không dùng than Na Dương từ 1999 trở

đi Than Na Dương là loại than có hàm lượng lưu huỳnh cao, có tính tự cháy, nên việc khai thác, vận chuyển, chế biến sử dụng rất khó khăn và hạn chế

Than nâu: Tập trung chủ yếu ở đồng bằng Bắc Bộ, trữ lượng dự báo

100 tỷ tấn Theo đánh giá sơ bộ, than có chất lượng tốt, có thể sử dụng cho sản xuất điện, xi măng và công nghiệp hoá học Nhưng để có thể khai thác được, cần tiến hành thăm dò ở khu vực Bình Minh - Khoái Châu Hưng Yên,

để đánh giá một cách chính xác trữ lượng, chất lượng than, điều kiện kiến tạo của vỉa than, nghiên cứu công nghệ khai thác thiết kế Nói chung việc khai thác than này rất khó khăn về mặt địa hình, dân cư trong vùng và về phương pháp khai thác v.v Theo đánh giá của một số nhà nghiên cứu địa chất và khai thác, đối với than nâu ở đồng bằng sông Hồng thì có thể đưa vào đầu tư xây dựng mỏ và khai thác từ 2015-2020 trở đi [16]

b Công nghệ khai thác than nước ta

Những năm gần đây ngành than Việt Nam đã mạnh dạn cải tiến công tác quản lí và áp dụng công nghệ tiên tiến vào khâu thăm dò, khai thác, sàng tuyển than làm thay đổi hẳn diện mạo ngành khai thác than: công nghệ địa chấn, công nghệ khoan hiện đại vừa lấy mẫu than, mẫu đá vừa phân tích được

mẫu nước, mẫu khí Trong các lò khai thác thì sử dụng cột thủy lực đơn, đi

cùng khoan nổ mìn hoặc máy khấu liên hợp trong các vỉa than dày đến 2,5m;

độ dốc đến 35o

c Hiện trạng môi trường các khu vực khai thác than nước ta

Về ô nhi m môi trường không khí: Môi trường không khí các khu vực khai thác khoáng sản và lân cận thường xuyên bị ô nhi m do bụi, khí độc, khí

nổ và tiếng ồn phát sinh ở hầu hết các khâu sản xuất Đặc biệt khu vực Cẩm Phả, Uông Bí, Mạo Khê và các phường Hà Khánh, Hà Lầm, Hà Trung, Hà

Tu, Hà Phong - TP Hạ Long Nhìn chung, hàm lượng bụi tại các khu vực khai thác than, chế biến than đều vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,2 - 5,2 lần (trung bình trong 24 giờ); hàm lượng bụi tại các khu dân cư lân cận các khu vực sản xuất, chế biến than tại Quảng Ninh vượt tiêu chuẩn cho phép 3,3 lần (trung bình 24 giờ)

Về nước thải mỏ: Tại vùng than, theo số liệu kê khai, nộp phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp của các đơn vị thuộc ngành than thì tổng lượng nước thải mỏ năm 2009 đã kê khai là 38.914.075 m3

Tuy nhiên, lượng nước thải này chưa tính đến nước rửa trôi từ các bãi thải mỏ Hai thông

số điển hình tác động đến môi trường là tính axit và cặn lơ lửng, bên cạnh đó

là hàm lượng Fe và Mn Độ pH của nước thải mỏ dao động từ 3,1 - 6,5, hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,7 - 2,4 lần,

cá biệt có nơi vượt đến 8,09 lần Nước thải mỏ gây nhiều ảnh hưởng đến hệ thống sông, suối, hồ, vùng ven biển như gây bồi lấp, làm mất nguồn sinh thủy, suy giảm chất lượng nước Do tác động lâu ngày, trong đó có tác động của khai thác than trái phép trong một thời gian dài, một số hồ thủy lợi vùng Đông Triều, Quảng Ninh đã bị chua hóa, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước phục vụ nông nghiệp

Tác động đến địa hình, cảnh quan: Những biến đổi mạnh nhất di n ra chủ yếu ở những khu vực có khai thác than lộ thiên Các bãi đổ thải tạo nên những quả đồi ở Cọc Sáu cao 280 m, Nam Đèo Nai có độ cao 200 m, Đông Cao Sơn cao 250 m, Đông Bắc Bàng Nâu cao 150 m và Núi Béo cao 240 m

và nhiều bãi thải trên các sườn đồi Bãi thải thường có sườn dốc tới 350

Nhiều moong khai thác lộ thiên tạo nên địa hình âm có độ sâu từ - 50 m đến -

150 m dưới mực nước biển trung bình (các mỏ Cọc Sáu, Hà Tu, Núi Béo )

Vấn đề chiếm dụng đất trồng trọt và cây xanh: Diện tích đất canh tác và thảm thực vật mà các mỏ khai thác than lộ thiên chiếm dụng là khá lớn Tính riêng khu vực Hòn Gai - Cẩm Phả hiện nay có khoảng 30 mỏ than lớn nhỏ đang hoạt động sử dụng gần 4500 ha (trong đó có 04 mỏ đèo Nai, Cao Sơn, Cọc Sáu và Hà Tu là 3200ha) Tại khu vực Hòn Gai, Nam đường 18A (Cẩm Phả) trong giai đoạn 1970 -1997, các hoạt động khai thác than đã làm mất khoảng 2900 ha (trung bình mỗi năm mất 100 - 110 ha) đất rừng các loại, trong đó khoảng 2000 ha bị mất do mở vỉa, đổ đất đá thải Độ che phủ rừng tự nhiên từ 33,7% (1970) giảm xuống còn 6,7% (1985) và 4,7% (1997) [9]

Bãi thải cao cũng gây các nguy cơ sạt lở, vùi lấp diện tích đất nông nghiệp Số liệu tại khu vực Cẩm Phả diện tích đất nông nghiệp bị vùi lấp cụ thể như sau:

Bảng 1.3 Diện tích khai trường, bãi thải và đất nông nghiệp bị lấp bởi

bùn, đất đá thải khu vực Cẩm Phả (ha)

(Nguồn: Công nghiệp khai thác than trên thế giới) [16]

Ngoài những nguy cơ về ô nhi m môi trường, biến đổi cảnh quan, suy giảm đa dạng sinh học thì hoạt động khai thác than cũng để lại nhiều rủi ro về sạt lở, trượt lở đe dọa tính mạng người dân do các "núi thải khổng lồ" Tại khu vực khai thác than lộ thiên thuộc thị xã Cẩm Phả thường xuyên xảy ra các

vụ sạt lở núi thải gây hậu quả rất nghiêm trọng về người và tài sản Nguyên nhân là do cao trình của các "núi thải" không được xử lý cắt tầng, che chắn đúng quy trình kỹ thuật Tại các vùng khai thác theo công nghệ hầm lò, một vấn đề nan giải là các chủ dự án mới chỉ quan tâm mở mới các đường lò mà chưa thực sự ý thức về phương án hoàn thổ sau khi lò hết khả năng khai thác than Theo đó, có thể hình dung dưới lòng đất là chằng chịt, xiên chéo những đường lò mới, cũ đan xen nhau Đây chính là nguyên nhân gây ra các vụ tai nạn bất ngờ như sập lò, bục túi nước, nổ khí metal mà thực tế đã và đang di n

ra Hậu quả là hàng chục thợ lò bị vùi lấp, chết cháy, chết ngạt [14]

Vấn đề công nghệ khai thác, đổ thải không đúng kĩ thuật, không đầu tư cho các công trình bảo vệ môi trường ngay từ giai đoạn bắt đầu của dự án, công tác hoàn thổ không được chú trọng là những nguyên nhân gây biến đổi môi trường, ô nhi m nước, thiệt hại về sức khỏe công nhân, nhân dân vùng than Đây là một thực tế đang rất cần sự quan tâm của các cấp, ngành, cơ quan quản

lý và đặc biệt là nhận thức của các nhà đầu tư, chủ dự án khai thác than

1.2.3 Khai thác than ở Thái Nguyên

a Đặc điểm các mỏ than ở Thái Nguyên

Than là một trong những khoáng sản có tiềm năng của tỉnh Thái Nguyên Trên địa bàn tỉnh đã phát hiện 13 mỏ và điểm khoáng sản, trong đó thăm dò, khai thác 6 mỏ Gồm 02 loại than: than đá và than mỡ với tổng trữ lượng gần 100 triệu tấn (hiện còn lại khoảng 63,8 triệu tấn), đứng thứ hai trong cả nước, chất lượng tương đối tốt Các mỏ có trữ lượng lớn là Khánh Hòa (59,3 triệu tấn), Phấn M (15,08 triệu tấn); hai mỏ Làng Cẩm và Âm Hồn mỗi mỏ có trữ lượng trên 3,6 triệu tấn than mỡ Thái Nguyên được đánh giá là tỉnh có trữ lượng than lớn thứ hai trong cả nước (riêng trữ lượng than mỡ trong ngành luyện kim đứng đầu trong cả nước), đủ đáp ứng các nhu cầu về luyện kim, sản xuất nhiệt điện và các nhu cầu khác không chỉ của bản thân tỉnh mà còn các tỉnh khác trong cả nước.[1]

Than Antraxit có 04 mỏ: Phấn M , Âm Hồn, Ba Sơn, Quan Triều trong

đó mỏ than Quan Triều được khai thác từ đầu thế kỷ 20 và được thăm dò đánh giá trữ lượng 1969 Trữ lượng mỏ than đã được đánh giá cấp B + C1 là 46,2 triệu tấn

Than mỡ có mỏ than Phấn M (Bắc Làng Cẩm, Nam Làng Cẩm) được thăm dò khai thác để luyện than Cốc cho Công ty cổ phần Gang Thép Thái Nguyên Trữ lượng (theo phân cấp cũ) A + B + C1 tính đến 31/12/1967 là 3,6 triệu tấn.[7]

b Thực trạng hoạt động các mỏ than trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

Các điểm khai thác than tập trung chủ yếu vùng Tây Bắc của tỉnh Thái Nguyên trên địa bàn các huyện Đại Từ, Phú Lương Các mỏ khai thác than lớn của Thái Nguyên như mỏ than Khánh Hòa, mỏ than Phấn M , mỏ than Bá Sơn [18]

Nhìn chung hoạt động khai thác than trên địa bàn đã được bắt đầu từ khá lâu: mỏ than Khánh Hòa bắt đầu hoạt động từ 1949; than Phấn M bắt đầu hoạt động từ 1980, mỏ than Bá Sơn bắt đầu từ 1983, mỏ than Phấn M bắt đầu hoạt động từ những năm 1966 Qua thời gian, bên cạnh những lợi ích

về mặt kinh tế xã hội như tăng nguồn thu ngân sách cho tỉnh, thì hoạt động khai thác than với công nghệ còn lạc hậu đã ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường, địa hình và cảnh quan tỉnh Thái Nguyên Theo số liệu Sở Tài Nguyên Môi trường tỉnh Thái Nguyên, tính đến 31/12/2009, sản lượng khai thác than trên địa bàn tỉnh như sau:

Bảng 1.4 Sản lƣợng khai thác than trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

(2006-2009) Loại

Như vậy so với năm 2006 thì sản lượng than khai thác trên địa bàn tỉnh

2009 tăng 28,94% Các mỏ than ngày càng mở rộng về quy mô, công suất Theo số liệu thực tế trữ lượng, công suất và diện tích các mỏ than trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên như sau:

Bảng 1.5 Trữ lƣợng, công suất các mỏ than tỉnh Thái Nguyên

TT Tên mỏ và vị trí Đơn vị khai thác

Trữ lƣợng

mỏ

Công suất khai thác hiện tại (tấn/năm)

Diện tích chiếm đất (ha)

1 Mỏ than Núi Hồng,

Yên Lãng, Đại Từ

Công ty TNHH MTV Công nghiệp

3,6 tr tấn

- Phân xưởng lộ thiên: 100.000;

phân xưởng hầm lò: 30.000

1,5 tr tấn 40.000-50.000 50

0,4 tr tấn 37.000 19,91

0,22 tr

(Nguồn: Ủy ban nhân dân tỉnh Thái Nguyên) [18]

Nhìn chung các mỏ than Thái Nguyên phân bố rải rác trên địa bàn tỉnh, tập trung vùng Tây Bắc của tỉnh Trữ lượng các mỏ than tương đối lớn, hoạt động khai thác than di n ra ngày càng nhiều, các mỏ than trong xu thế mở rộng và nâng cao công suất đóng góp một phần quan trọng vào sự phát triển của kinh tế tỉnh Thái Nguyên

c Thực trạng môi trường do hoạt động của các mỏ than trên địa bàn tỉnh

Việc mở rộng và nâng cao công suất các mỏ than trong thời gian qua đã gây tác động không nhỏ đến môi trường khu vực tỉnh

Nguy cơ thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, giảm đa dạng sinh học: Theo số liệu thống kê tại bảng 1.5 diện tích chiếm đất của các mỏ than là 808,51 ha, phần diện tích này trước đây là đất rừng và đất nông nghiệp Điều này cũng cho thấy sự thu hẹp của diện tích đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp kèm theo là suy giảm về đa dạng sinh học, biến đổi địa hình

Nguy cơ hạ thấp mực nước ngầm: Việc để lại moong, các đường lò có

độ sâu lớn (moong Bá Sơn hiện tại đang ở mức 30m dự kiến khai thác đến 50m sẽ chuyển sang khai thác hầm lò xuống mức -100m, moong lộ thiên mỏ than Phấn M hiện đang khai thác đến mức -192m dự kiến kết thúc mức -230m; các đường lò hiện xuống mức -100m dự kiến kết thúc mức -200m; moong lộ thiên mỏ than Khánh Hòa hiện đã xuống sâu tới mức -87m (moong D) và -120m (moong C)) tác động khá lớn đến mực nước ngầm khu vực

-Nguy cơ về sạt lở, trượt lở: Các bãi thải có độ cao lớn (bãi thải mỏ Bá Sơn đang đổ đến cos + 70m; bãi thải mỏ Phấn M đang đổ đến cos + 155m dự kiến kết thúc ở cos +190m ảnh hưởng không nhỏ đến sinh thái và các hoạt động kinh tế xã hội của dân cư các xã Sơn Cẩm, Cổ Lũng (huyện Phú Lương), An Khánh, Cù Vân, Hà Thượng, Phục Linh (Đại Từ), Phúc Hà (thành phố Thái Nguyên) - là những xã có các điểm khai thác than điển hình trên địa bàn tỉnh Qua thực tế khảo sát các bãi thải cho thấy, hầu hết việc đổ thải chưa đảm bảo thiết kế an toàn, phân cắt tầng thải đúng thiết kế do đó vẫn

xảy ra hiện tượng trượt lở, sạt lở bãi thải gây bồi lắng các suối xung quanh đặc biệt là ảnh hưởng đến ruộng lúa của nhân dân, gây khó khăn trong sản xuất nông nghiệp [5]

Ô nhi m nguồn nước: Hoạt động khai thác khoáng sản là một trong những loại hình hoạt động phát sinh lượng nước thải lớn nhất trên địa bàn tỉnh, lưu lượng nước thải phát sinh hàng năm trên 12,14 triệu m3, phần lớn nước thải tại các mỏ chỉ được xử lý sơ bộ qua các hố lắng rồi xả ra nguồn nước mặt, thành phần ô nhi m trong nước thải là chất rắn lơ lửng, độ màu, một số kim loại nặng,

Bảng 1.6 Lưu lượng nước thải một số mỏ than tỉnh Thái Nguyên

Lưu lượng nước thải (m 3 /năm)

1 Mỏ than Núi Hồng Xã Yên Lãng, huyện Đại Từ 998400

2 Mỏ than Khánh Hòa Xã Phúc Hà, TP Thái Nguyên 1000000

3 Mỏ than Bá Sơn Xã Sơn Cẩm, huyện Phú Lương 564480

4 Mỏ than An Khánh -

Cù Vân

Xã An Khánh, xã Cù Vân, huyện

5 Mỏ than Phấn M Xã Phẫn M , huyện Phú Lương 6498444

(Nguồn: Chi nhánh công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên) [8]

Lưu lượng xả lớn lại không được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra ngoài môi trường đang là thực trạng tại các mỏ than

Thành phần các chất ô nhi m có trong nước thải mỏ than chủ yếu là chất rắn lơ lửng (SS) gây ảnh hưởng đến chất lượng các nguồn nước mặt xung quanh như sông Đu (nguồn tiếp nhận nước thải mỏ than Phấn M ), suối Phượng Hoàng, suối Tân Long - nguồn tiếp nhận nước thải các mỏ than Bá Sơn, An Khánh - Cù Vân, Phấn M ), các suối này đều là các phụ lưu của Sông Cầu, đây là một trong những nguyên nhân gây ô nhi m sông Cầu [6]