Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khai thác khoáng sản là ngành công nghiệp có đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế - xã hội, cung cấp nguyên liệu và nhiên liệu cho các ngành sản xuất trọng điểm, đặc biệt là ngành công nghiệp nhiệt điện. Tuy nhiên, các hoạt động khai thác quy mô lớn cũng làm thay đổi cảnh quan địa hình, thu hẹp diện tích đất canh tác, phá vỡ cân bằng sinh thái tự nhiên và tác động tiêu cực đến môi trường đất, không khí và tài nguyên nước. Tại tỉnh Thái Nguyên, nơi có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú với 23 mỏ và điểm than (tổng trữ lượng 63,8 triệu tấn), hoạt động khai thác than lộ thiên đã tạo ra các moong khai thác sâu và bãi thải cao, gây biến dạng địa hình, bồi lấp dòng chảy mặt, hạ thấp mực nước ngầm và tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm nguồn nước cục bộ.
Mỏ than Núi Hồng thuộc Công ty Than Núi Hồng - VVMI (địa bàn xã Yên Lãng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên) có trữ lượng địa chất khoảng 15,1 triệu tấn, là nguồn cung cấp than lớn cho sản xuất công nghiệp và các nhà máy nhiệt điện khu vực phía Bắc. Mặc dù công ty đã áp dụng các biện pháp quản lý và công trình xử lý môi trường, quá trình khai thác lộ thiên, tháo khô mỏ và tuyển rửa than vẫn đặt ra nhiều thách thức đối với hệ thống nước mặt và nước ngầm tại địa phương. Nhằm đánh giá khoa học hiện trạng này, đề tài "Đánh giá hiện trạng chất lượng nước và đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm ảnh hưởng từ hoạt động khai thác than đến môi trường nước tại mỏ than Núi Hồng Công ty than Núi Hồng - VVMI" đã được thực hiện.
Mục tiêu chung của nghiên cứu là đánh giá tác động từ hoạt động khai thác than của mỏ đến môi trường nước trên địa bàn xã Yên Lãng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên; từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường nước.
Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định gồm 4 nội dung:
- Đánh giá tình hình hoạt động khai thác than và công tác quản lý môi trường của mỏ than Núi Hồng.
- Đánh giá tác động của hoạt động khai thác than tại mỏ tới chất lượng môi trường nước (nước mặt, nước ngầm, nước thải).
- Đánh giá mức độ ảnh hưởng của hoạt động khai thác tới đời sống dân cư xung quanh khu vực mỏ.
- Đề xuất các biện pháp nhằm phòng ngừa, giảm thiểu và khắc phục ô nhiễm môi trường nước phát sinh từ hoạt động khai thác mỏ.
Đối tượng nghiên cứu là môi trường nước xung quanh khu vực mỏ than Núi Hồng của Công ty Than Núi Hồng - VVMI. Phạm vi không gian nghiên cứu tập trung tại khu vực mỏ than và địa bàn xã Yên Lãng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên (tọa độ địa lý từ 21°31' đến 21°45' vĩ độ Bắc và 105°27' đến 105°39' kinh độ Đông; tổng diện tích đất mỏ quản lý là 178,6789 ha). Phạm vi thời gian thực hiện nghiên cứu từ ngày 15/07/2016 đến ngày 15/12/2016; thời gian lấy mẫu phân tích hiện trường tiến hành vào ngày 24/06/2016 và thời gian phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm từ ngày 25/06/2016 đến ngày 03/07/2016.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng trên hệ thống lý luận chuyên ngành khoa học môi trường về tài nguyên than, khoáng sản và cơ chế ô nhiễm môi trường nước. Các khái niệm nền tảng bao gồm: đặc tính của tài nguyên than (nhiên liệu hóa thạch cấu tạo chủ yếu từ cacbon, chia thành than antraxit, than mỡ, than bùn, than ngọn lửa dài, than nâu); tài nguyên khoáng sản theo Luật Khoáng sản 2010; các thông số vật lý, hóa học và vi sinh đánh giá chất lượng nước (pH, độ đục, độ cứng theo $\text{CaCO}_3$, chất rắn lơ lửng TSS, tổng chất rắn hòa tan TDS, nhu cầu oxy sinh hóa $\text{BOD}_5$, nhu cầu oxy hóa học COD, oxy hòa tan DO, hợp chất nitrat $\text{NO}_3^-$, kim loại nặng Fe, Mn, Hg, Cd, As, Pb, dầu mỡ, $\text{H}_2\text{S}$, coliform và fecal coliform). Cơ chế tác động của khai thác than đến môi trường nước được phân tích qua hai khía cạnh: tác động cơ học (thay đổi địa hình, mạng lưới dòng chảy mặt, hạ thấp mực nước ngầm do bơm tháo khô moong khai thác) và tác động hóa học (quá trình oxy hóa, hòa tan khoáng chất, hình thành dòng thải axit mỏ mang hàm lượng cao ion kim loại nặng).
Khung cơ sở pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng trong khóa luận gồm:
- Hệ thống văn bản quy phạm pháp luật: Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 (có hiệu lực từ ngày 01/01/2015); Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 (có hiệu lực từ ngày 01/01/2013); Luật Khoáng sản năm 2010 (có hiệu lực từ ngày 01/07/2011); Nghị định 201/2013/NĐ-CP hướng dẫn Luật Tài nguyên nước; Nghị định 19/2015/NĐ-CP hướng dẫn Luật Bảo vệ môi trường; Nghị định 15/2012/NĐ-CP hướng dẫn Luật Khoáng sản; Nghị định 179/2013/NĐ-CP quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường; Thông tư 36/2015/TT-BTNMT về quản lý chất thải nguy hại; Thông tư 21/2012/TT-BTNMT về đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường.
- Quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia: QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt); QCVN 09-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất); QCVN 40:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp); TCVN 5999:1995 (Chất lượng nước - Hướng dẫn lấy mẫu nước thải); TCVN 6663-3:2008 (Chất lượng nước - Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu).
Tác giả sử dụng kết hợp 5 phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp kế thừa tài liệu thứ cấp: Thu thập các báo cáo môi trường của mỏ than Núi Hồng, số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội địa phương và các tài liệu địa chất, công nghệ khai khoáng.
- Phương pháp điều tra xã hội học: Điều tra 30 hộ dân bằng phiếu hỏi, phân bố ngẫu nhiên tại 6 xóm thuộc xã Yên Lãng trong bán kính 1 km quanh mỏ (gồm xóm Cây Thị, Cây Hồng, Đồng Cẩm, Cầu Bất, Cây Lai, Đồng Ỏm; mỗi xóm 5 hộ) để thu thập ý kiến về tác động môi trường và sức khỏe.
- Phương pháp đối chiếu so sánh: So sánh kết quả phân tích chất lượng nước ngầm, nước mặt và nước thải với các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia tương ứng (QCVN 08-MT:2015/BTNMT, QCVN 09-MT:2015/BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT).
- Phương pháp lấy mẫu và phân tích phòng thí nghiệm: Lấy mẫu theo tiêu chuẩn TCVN với dung tích 2 lít/mẫu bảo quản trong bình polyetylen. Đo trực tiếp tại hiện trường các chỉ tiêu nhiệt độ, pH, DO, độ đục, độ dẫn điện. Các chỉ tiêu $\text{BOD}_5$, COD, $\text{NO}_3^-$, kim loại nặng được bảo quản lạnh dưới 4°C, tiệt trùng chai chứa ở 150°C và phân tích tại phòng thí nghiệm của Công ty Cổ phần Kỹ thuật và Phân tích Môi trường EJC bằng phương pháp cực phổ (Polarography), quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và phương pháp SMEWW.
- Phương pháp xử lý số liệu: Tổng hợp, thống kê và xử lý số liệu đo đạc, điều tra trên máy tính bằng phần mềm Microsoft Word và Microsoft Excel.
Bảng kế hoạch vị trí và chỉ tiêu lấy mẫu quan trắc được tác giả thiết lập như sau:
| Loại mẫu |
Số lượng |
Vị trí lấy mẫu |
Các chỉ tiêu phân tích |
| Nước mặt |
03 |
- 01 mẫu tại suối Đồng Bèn (đoạn chảy qua mặt bằng sân công nghiệp)
- 01 mẫu tại suối Cầu Tây (tiếp nhận nước thải moong khu VI thấu kính II)
- 01 mẫu trên suối Na Mao (chảy qua phân xưởng gạch Na Mao) |
pH, TSS, COD, $\text{BOD}_5$, Fe, Mn, Hg, Cd, As, Pb, dầu mỡ |
| Nước ngầm |
03 |
- 01 mẫu nước giếng trong mỏ
- 01 mẫu nước giếng khu vực dân cư xã Yên Lãng
- 01 mẫu nước giếng khu dân cư xã Na Mao |
pH, độ đục, độ cứng ($\text{CaCO}_3$), TDS, $\text{NO}_3^-$, Fe, Mn, Hg, Cd, As, Pb, fecal coliform, TSS |
| Nước thải |
02 |
- 01 mẫu tại cửa xả moong 1A sau hệ thống ao lắng (chảy ra suối Đồng Bèn)
- 01 mẫu tại cửa xả moong khu 6 sau hệ thống ao lắng |
pH, TSS, $\text{NO}_3^-$, COD, $\text{BOD}_5$, Fe, Mn, Ca, As, Pb, dầu mỡ, $\text{H}_2\text{S}$, coliform |
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ mâu thuẫn giữa nhu cầu gia tăng sản lượng than phục vụ công nghiệp - nhiệt điện và các nguy cơ suy thoái môi trường nước tại địa bàn xã Yên Lãng. Phần này xác định rõ mục tiêu tổng quát, 4 mục tiêu cụ thể, đối tượng, phạm vi và ý nghĩa khoa học lẫn thực tiễn của đề tài trong việc cung cấp cơ sở dữ liệu môi trường cho công tác quản lý địa phương và định hướng sản xuất bền vững của mỏ than.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Chương này tổng kết có hệ thống cơ sở lý thuyết về tài nguyên than, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên nước và các thông số đánh giá ô nhiễm nước ngọt. Tác giả trình bày bức tranh tổng quan về tình hình khai thác than và ô nhiễm nước trên thế giới (dữ liệu WEC với trữ lượng than toàn cầu khoảng 860 tỷ tấn, sản lượng khai thác vượt 4,03 tỷ tấn/năm; báo cáo UNEP cảnh báo hơn 300 triệu người tại châu Á, châu Phi và Mỹ Latinh đối mặt rủi ro bệnh tật do suy giảm chất lượng nước mặt và hiện tượng phú dưỡng tại 23/25 hồ lớn).
Tại Việt Nam, lịch sử ngành than phát triển hơn 125 năm được điểm qua từ thời Pháp thuộc đến khi thành lập Tổng Công ty Than Việt Nam năm 1994, phân loại 5 nhóm than chính (antraxit tập trung trên 3,3 tỷ tấn tại Quảng Ninh; than mỡ tại Làng Cẩm - Thái Nguyên và Khe Bố - Nghệ An; than bùn ở Đồng bằng sông Cửu Long; than ngọn lửa dài ở Na Dương - Lạng Sơn; than nâu ở Đồng bằng Bắc Bộ). Chương này phân tích cơ chế phá vỡ cân bằng thủy văn của hoạt động khai khoáng: việc đào bới bóc đất tạo moong sâu hàng trăm mét và bơm tháo khô mỏ liên tục hình thành các phễu hạ thấp mực nước ngầm bán kính hàng trăm mét, tháo cạn ao hồ lân cận, đồng thời nước chảy tràn mang theo bụi than và khoáng chất hòa tan làm biến đổi tính chất lý - hóa của nguồn tiếp nhận. Đối với tỉnh Thái Nguyên, văn bản thống kê toàn tỉnh có 23 mỏ/điểm than với tổng trữ lượng 63,8 triệu tấn, chỉ ra hiện trạng các moong than lộ thiên tại Khánh Hòa, Phấn Mễ, Núi Hồng sâu hơn 100 m so với mực nước biển và bãi thải cao hơn 100 m gây biến dạng địa hình và nguy cơ ô nhiễm môi trường nước.
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung chương trình bày chi tiết về đối tượng (môi trường nước quanh mỏ than Núi Hồng), phạm vi hành chính xã Yên Lãng, mốc thời gian thực hiện (07/2016 - 12/2016). Tác giả mô tả chi tiết quy trình kỹ thuật thu thập tài liệu thứ cấp, thiết kế mạng lưới điều tra xã hội học 30 hộ dân tại 6 xóm lân cận, định lượng 8 vị trí lấy mẫu nước mặt, nước ngầm và nước thải, phương pháp bảo quản mẫu phân tích theo tiêu chuẩn TCVN và SMEWW, cùng các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia làm thước đo đối chiếu so sánh.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 4 là phần nội dung thực nghiệm trọng tâm của khóa luận, bao gồm các phân tích sâu:
1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực mỏ:
Mỏ than Núi Hồng nằm trong thung lũng giữa dãy Núi Hồng (cao nhất 747 m) và dãy Tam Đảo, độ cao điểm thấp nhất là cánh đồng Yên Lãng (80 m). Khí hậu mang tính chất nhiệt đới gió mùa: lượng mưa trung bình năm đạt 1.676,3 mm (tập trung tháng 5 đến tháng 10, cực đại tháng 7 - tháng 8, thấp nhất tháng 12 với 19,03 mm); nhiệt độ trung bình năm 23,69°C (tháng 7 cao nhất 29,16°C, tháng 1 thấp nhất 15,53°C); độ ẩm trung bình 81,23%; tốc độ gió bình quân 1,1 m/s; bức xạ bình quân 125,4 kcal/cm². Hệ thống nước mặt chính gồm suối Đồng Bèn (rộng 3-5 m, sâu tối đa 2 m), suối Đồng Cẩm (rộng 8-10 m) đổ ra sông Công và suối Đồng Măng. Nước ngầm phân bố trong các tầng trầm tích Đệ tứ (Q), Jura (J) và Trias (T3), trong đó tầng sét vôi và alevolit vôi chứa nước phong phú nhất với hệ số thấm $K = 0,554 - 1,531\text{ m/ngày}$, pH dao động 4,2 - 6,5. Tổng diện tích đất mỏ quản lý là 178,6789 ha (đất sản xuất 169,9079 ha, đất văn phòng 0,777 ha, đất ở cán bộ 5,87 ha, công trình công cộng 2,124 ha; cơ cấu theo loại đất gồm 54,9303 ha đất ruộng và 123,7486 ha đất đồi). Dân số địa phương có mật độ 680 người/km², chủ yếu làm nông nghiệp và công nhân mỏ (mỏ tạo việc làm cho hơn 550 lao động).
2. Tình hình sản xuất, công nghệ khai thác và quản lý chất thải:
Mỏ được thành lập ngày 01/08/1980, gồm 3 thấu kính than (TK I, TK II, TK III). Trong đó, thấu kính II có trữ lượng địa chất lớn nhất đạt 4.442.093 tấn. Dây chuyền công nghệ gồm 5 khâu: Khoan nổ mìn $\rightarrow$ Bốc xúc (xúc xô và chọn lọc) $\rightarrow$ Vận tải $\rightarrow$ Sàng tuyển (2 hệ thống sàng công suất 150 tấn/ca) $\rightarrow$ Tiêu thụ/phụ trợ thoát nước. Hệ thống máy móc hiện đại hóa với máy xúc CAT 330B, CAT 365CL, HITACHI ZX870, ô tô KRAZ 6510, CAT 773F, BELAZ 7522 và máy bơm thoát nước moong 135 kW.
Thực trạng các biện pháp quản lý và công nghệ xử lý chất thải tại mỏ được tổng hợp trong bảng sau:
| Loại chất thải |
Nguồn phát sinh |
Khối lượng |
Công nghệ và biện pháp xử lý |
| Nước thải sinh hoạt |
Nhà vệ sinh, nhà bếp của cán bộ công nhân viên |
$40\text{ m}^3\text{/ngày}$ |
Xử lý qua hệ thống 4 bể tự hoại với tổng dung tích mỗi bể là $40\text{ m}^3$, định kỳ bơm hút bùn 1 lần/năm. |
| Nước thải sản xuất |
Nước tháo khô moong khai trường |
$90,24\text{ m}^3\text{/ngày}$ (đo hiện trường) |
Xử lý qua hệ thống bể lắng trước khi xả ra môi trường; một phần nước được tái sử dụng để tưới đường dập bụi. |
| Bụi |
Hoạt động vận chuyển và khai thác than |
Chưa xác định |
Phun tưới nước trên các tuyến đường vận chuyển than; bảo dưỡng phương tiện định kỳ; cấm chở than quá tải. |
| Chất thải rắn sinh hoạt |
Sinh hoạt của cán bộ và nhân viên công ty |
$30\text{ kg/tháng}$ |
Bố trí thùng rác loại 5L tại các phòng và thùng 150L tại khu vực chung; hợp đồng với Đội vệ sinh môi trường huyện Đại Từ thu gom. |
| Chất thải rắn sản xuất |
Đất đá thải và than rơi vãi trong sản xuất |
Chưa xác định |
Thu gom và tái sử dụng nguyên vật liệu rơi vãi; đổ đất đá thải về bãi thải theo quy định. |
| Chất thải nguy hại |
Giẻ lau dính dầu, dầu mỡ thải, bóng đèn huỳnh quang, ắc quy, pin hỏng |
Chưa xác định |
Đăng ký sổ chủ nguồn thải; phân loại, lưu giữ tại kho chứa chuyên dụng và ký hợp đồng với đơn vị có chức năng xử lý. |
Về xử lý nước thải moong: Mỏ kiểm tra pH hàng ngày. Trường hợp $\text{pH} \ge 5,5$, nước được dẫn qua mương vào bể lắng 3 cấp để giảm chất rắn lơ lửng ($\text{SS} < 100\text{ mg/l}$) rồi xả ra nguồn tiếp nhận. Trường hợp $\text{pH} < 5,5$, nước được châm dung dịch kiềm tại bể trung hòa qua bơm định lượng để điều chỉnh pH về khoảng 5,5 - 9 trước khi dẫn sang bể lắng 3 cấp. Nước thải nhiễm dầu từ xưởng sửa chữa được dẫn qua bể tách dầu mỡ chuyên dụng với hiệu suất xử lý đạt 95% trước khi đổ ra suối Đồng Bèn.
3. Đánh giá chất lượng nước ngầm:
Kết quả phân tích 13 chỉ tiêu tại 3 mẫu nước giếng (Bảng 4.3) được đối chiếu trực tiếp với QCVN 09-MT:2015/BTNMT:
| STT |
Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị |
Phương pháp phân tích |
Mẫu 1 (Giếng mỏ) |
Mẫu 2 (Giếng Yên Lãng) |
Mẫu 3 (Giếng Na Mao) |
QCVN 09-MT:2015/BTNMT |
| 1 |
pH |
- |
TCVN 6492:2011 |
6,36 |
6,41 |
6,32 |
5,5 - 8,5 |
| 2 |
Độ đục |
NTU |
SMEWW 2130 B:2012 |
1,6 |
1,3 |
1,0 |
- |
| 3 |
Độ cứng (tính theo $\text{CaCO}_3$) |
mg/l |
SMEWW 2340 C:2012 |
79 |
75 |
66 |
500 |
| 4 |
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) |
mg/l |
SMEWW 2540 C:2012 |
217 |
204 |
194 |
1.500 |
| 5 |
Nitrat tính theo N ($\text{NO}_3^-$) |
mg/l |
TCVN 6180:1996 |
0,65 |
0,61 |
0,63 |
15 |
| 6 |
Sắt (Fe) |
mg/l |
SMEWW 3500 Fe B:2012 |
1,45 |
1,36 |
1,24 |
5 |
| 7 |
Mangan (Mn) |
mg/l |
SMEWW 3500 Mn B:2012 |
0,174 |
0,198 |
0,105 |
0,5 |
| 8 |
Thủy ngân (Hg) |
mg/l |
SMEWW 3112 B:2012 |
< 0,0005 |
< 0,0005 |
< 0,0005 |
0,001 |
| 9 |
Cadimi (Cd) |
mg/l |
SMEWW 3111 C:2012 |
< 0,0015 |
< 0,0015 |
< 0,0015 |
0,005 |
| 10 |
Asen (As) |
mg/l |
SMEWW 3114 B:2012 |
< 0,0005 |
< 0,0005 |
< 0,0005 |
0,05 |
| 11 |
Chì (Pb) |
mg/l |
SMEWW 3111 C:2012 |
< 0,009 |
< 0,009 |
< 0,009 |
0,01 |
| 12 |
Fecal coliform |
MPN/100ml |
SMEWW 9222 D:2012 |
0 |
0 |
0 |
- |
| 13 |
Chất rắn lơ lửng (TSS) |
mg/l |
SMEWW 2540 D:2012 |
< 5 |
< 5 |
< 5 |
- |
Kết quả đo đạc cho thấy tại thời điểm quan trắc tháng 6/2016, tất cả các thông số hóa lý, kim loại nặng độc hại và vi sinh trong nước ngầm tại khu vực mỏ và khu dân cư lân cận đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 09-MT:2015/BTNMT.
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Tổng kết toàn bộ các phát hiện nghiên cứu về hiện trạng công nghệ mỏ, kết quả quan trắc chất lượng nước và đánh giá tác động dân sinh; đưa ra các đề xuất giải pháp kỹ thuật công trình (bể lắng, trung hòa pH, bể tách dầu), các giải pháp quản lý chất thải và định hướng quản lý môi trường cho chính quyền địa phương xã Yên Lãng.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đạt được các kết quả cụ thể dựa trên số liệu thực tế đo đạc và điều tra tại mỏ than Núi Hồng:
- Chất lượng nước ngầm: Dữ liệu phân tích 3 mẫu nước giếng tại mỏ và khu dân cư xã Yên Lãng, xã Na Mao xác nhận nguồn nước ngầm chưa có dấu hiệu bị ô nhiễm kim loại nặng hay ô nhiễm vi sinh. Các chỉ số đều đạt chuẩn QCVN 09-MT:2015/BTNMT: hàm lượng Fe dao động từ $1,24 - 1,45\text{ mg/l}$ (giới hạn $5\text{ mg/l}$); Mn từ $0,105 - 0,198\text{ mg/l}$ (giới hạn $0,5\text{ mg/l}$); các kim loại nặng độc hại như Hg ($<0,0005\text{ mg/l}$ so với giới hạn $0,001\text{ mg/l}$), Cd ($<0,0015\text{ mg/l}$ so với giới hạn $0,005\text{ mg/l}$), As ($<0,0005\text{ mg/l}$ so với giới hạn $0,05\text{ mg/l}$), Pb ($<0,009\text{ mg/l}$ so với giới hạn $0,01\text{ mg/l}$); vi sinh vật Fecal coliform không phát hiện ($0\text{ MPN/100ml}$); độ pH trung tính dao động từ $6,32 - 6,41$.
- Đánh giá hệ thống xử lý chất thải hiện hữu: Làm rõ quy mô và hiệu quả vận hành của các công trình bảo vệ môi trường của công ty, bao gồm hệ thống 4 bể tự hoại xử lý $40\text{ m}^3\text{/ngày}$ nước thải sinh hoạt; bể tách dầu mỡ hiệu suất 95% xử lý nước thải nhiễm dầu bảo dưỡng ô tô; hệ thống kiểm soát nước moong khai trường ($90,24\text{ m}^3\text{/ngày}$ đo hiện trường, lưu lượng bơm xả thiết kế khoảng $3.600\text{ m}^3\text{/ngày đêm}$) phân nhánh qua bể trung hòa kiềm và bể lắng 3 cấp kiểm soát hàm lượng cặn lơ lửng trước khi xả ra suối Đồng Bèn.
- Giải pháp đề xuất: Khóa luận đề xuất hệ thống giải pháp bao gồm: duy trì kiểm soát pH tự động và lắng cơ học đối với nước tháo khô moong; nạo vét định kỳ hệ thống mương dẫn nước mưa chảy tràn; tăng cường thu gom và chuyển giao xử lý chất thải nguy hại đúng quy chuẩn; kết hợp giải pháp quản lý giám sát định kỳ chất lượng nước mặt tại suối Đồng Bèn, suối Cầu Tây và suối Na Mao từ phía chính quyền địa phương.
Đóng góp của khóa luận là cung cấp tập số liệu quan trắc thực nghiệm độc lập về chất lượng nước ngầm và tổng hợp chi tiết sơ đồ công nghệ dòng thải của mỏ than Núi Hồng năm 2016, hỗ trợ doanh nghiệp hoàn thiện quy trình bảo vệ môi trường và giúp chính quyền xã Yên Lãng có cơ sở dữ liệu giám sát tài nguyên nước.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận có các hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu thực tế:
- Hạn chế về chuỗi thời gian và mật độ quan trắc: Dữ liệu thực nghiệm phân tích mẫu nước được thu thập trong một đợt lấy mẫu (ngày 24/06/2016), chưa phản ánh được sự biến động chất lượng nước theo chu kỳ mùa (mùa mưa và mùa khô) cũng như tác động của lượng mưa cực đoan trong vùng khai thác.
- Hạn chế về quy mô mẫu điều tra xã hội học: Khảo sát cộng đồng dừng lại ở quy mô 30 hộ dân tại 6 xóm lân cận, mang tính chất đánh giá sơ bộ nhận thức cộng đồng.
Hướng nghiên cứu tiếp được đề xuất:
- Mở rộng quan trắc chất lượng nước định kỳ theo các mùa trong năm tại hệ thống suối Đồng Bèn, Đồng Cẩm, Đồng Măng và các moong khai thác để theo dõi động thái tích tụ kim loại nặng và biến động pH dài hạn.
- Đánh giá sâu hơn về mức độ bồi lắng bùn than và ảnh hưởng của nước tháo khô moong đến chất lượng đất canh tác nông nghiệp lúa nước tại các cánh đồng hạ lưu thuộc xã Yên Lãng.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho sinh viên, học viên và cán bộ kỹ thuật thuộc các ngành Khoa học môi trường, Quản lý tài nguyên và môi trường, Kỹ thuật môi trường và Khai thác mỏ:
- Về phương pháp: Cung cấp quy trình thiết lập kế hoạch quan trắc môi trường nước tại một cơ sở khai thác than lộ thiên, cách thức phân bố điểm lấy mẫu kết hợp giữa nước mặt, nước ngầm và nước thải công nghiệp.
- Về công nghệ xử lý: Cung cấp sơ đồ công nghệ thực tế và nguyên lý xử lý nước thải moong khai trường theo hai ngưỡng giá trị pH ($\text{pH} \ge 5,5$ và $\text{pH} < 5,5$) kết hợp bể lắng 3 cấp, cũng như công nghệ tách dầu mỡ nước thải cơ khí.
- Về dữ liệu thực tế: Cung cấp các thông số khí tượng, địa chất thủy văn, trữ lượng than theo thấu kính và số liệu nền về kim loại nặng trong nước ngầm khu vực mỏ than Núi Hồng năm 2016.
Câu hỏi thường gặp
1. Trữ lượng than địa chất tại mỏ than Núi Hồng được phân bổ như thế nào giữa các thấu kính?
Khai trường mỏ than Núi Hồng gồm 3 thấu kính than (TK I, TK II, TK III). Trong đó, thấu kính II có trữ lượng địa chất lớn nhất với 4.442.093 tấn than. Vỉa than có cấu tạo phức tạp, chứa từ 1 đến 3 lớp đá kẹp (thành phần sắt kết chứa vôi, sét than hoặc tuf) với chiều dày lớp kẹp từ 0,2 m đến 0,25 m.
2. Quy trình xử lý nước thải moong khai trường tại mỏ than Núi Hồng vận hành theo nguyên lý nào?
Quy trình xử lý nước moong được phân nhánh dựa trên kết quả kiểm tra pH hàng ngày:
- Nếu $\text{pH} \ge 5,5$ (nằm trong ngưỡng cho phép): Nước bơm từ moong theo mương dẫn chảy trực tiếp vào hệ thống bể lắng 3 cấp để lắng cặn lơ lửng ($\text{SS} < 100\text{ mg/l}$) rồi xả ra nguồn tiếp nhận.
- Nếu $\text{pH} < 5,5$ (nước có tính axit): Nước được đưa vào bể trung hòa, sử dụng bơm định lượng châm dung dịch kiềm để nâng pH lên mức 5,5 - 9, sau đó tiếp tục qua bể lắng 3 cấp trước khi xả ra môi trường tự nhiên.
3. Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm năm 2016 tại khu vực mỏ Núi Hồng cho thấy điều gì?
Phân tích 13 chỉ tiêu lý - hóa, vi sinh và kim loại nặng trên 3 mẫu nước giếng (giếng trong mỏ, giếng dân cư Yên Lãng, giếng dân cư Na Mao) cho thấy 100% chỉ tiêu đạt giới hạn cho phép theo QCVN 09-MT:2015/BTNMT. Hàm lượng Fe đạt $1,24 - 1,45\text{ mg/l}$ ($< 5\text{ mg/l}$), Mn đạt $0,105 - 0,198\text{ mg/l}$ ($< 0,5\text{ mg/l}$), các kim loại nặng độc hại (Hg, Cd, As, Pb) đều ở mức rất thấp dưới ngưỡng cho phép và Fecal coliform bằng 0.
4. Khảo sát xã hội học về ảnh hưởng của hoạt động khai thác than được thực hiện tại những địa bàn nào?
Khảo sát được thực hiện trên 30 hộ dân chọn ngẫu nhiên trong bán kính 1 km quanh mỏ than Núi Hồng, phân bổ đều tại 6 xóm thuộc xã Yên Lãng (gồm xóm Cây Thị, Cây Hồng, Đồng Cẩm, Cầu Bất, Cây Lai, Đồng Ỏm; mỗi xóm 5 phiếu điều tra).
5. Mỏ than Núi Hồng quản lý các nguồn chất thải sinh hoạt và chất thải nguy hại bằng biện pháp nào?
Nước thải sinh hoạt phát sinh khoảng $40\text{ m}^3\text{/ngày}$ được thu gom xử lý qua 4 bể tự hoại dung tích $40\text{ m}^3\text{/bể}$ (hút bùn định kỳ 1 lần/năm). Rác thải sinh hoạt ($30\text{ kg/tháng}$) được thu gom vào thùng chứa 5L và 150L, hợp đồng với Đội vệ sinh môi trường huyện Đại Từ vận chuyển xử lý. Chất thải nguy hại (giẻ lau dính dầu, dầu mỡ thải, bóng đèn huỳnh quang, ắc quy) được phân loại, lưu giữ tại kho chứa chuyên dụng và chuyển giao cho đơn vị có chức năng xử lý theo Thông tư 36/2015/TT-BTNMT.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hoàng Hải Yến đã hệ thống hóa điều kiện tự nhiên, địa chất thủy văn và công nghệ khai thác than lộ thiên tại mỏ than Núi Hồng, xã Yên Lãng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Qua kết quả quan trắc thực nghiệm và phân tích 13 chỉ tiêu chất lượng nước ngầm năm 2016, nghiên cứu xác nhận các thông số kim loại nặng và vi sinh trong nước ngầm khu vực nghiên cứu đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 09-MT:2015/BTNMT. Đồng thời, tác giả đã làm rõ quy trình xử lý nước thải moong theo ngưỡng pH, hiện trạng quản lý các dòng thải của doanh nghiệp và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý nhằm kiểm soát ô nhiễm môi trường nước tại địa phương.
