Giới thiệu dự án
Hoạt động khai thác khoáng sản đóng vai trò là đòn bẩy kinh tế chiến lược trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa tại Việt Nam. Theo các nghiên cứu địa chất, cả nước có trên 5.000 mỏ và điểm khoáng sản thuộc hơn 60 loại hình khác nhau, trong đó tỉnh Yên Bái được xác định là trung tâm địa chất có tiềm năng đặc biệt lớn về đá hoa trắng (đá cẩm thạch biến chất giàu Canxit - $\text{CaCO}_3$). Tại huyện Lục Yên, hoạt động chế biến đá khối ốp lát và bột carbonat canxi siêu mịn đã tạo ra chuỗi giá trị thương mại cao. Tuy nhiên, việc khai thác lộ thiên quy mô công nghiệp với công suất 232.000 $\text{m}^3/\text{năm}$ tại mỏ đá xã Phan Thanh (do Công ty Cổ phần Khoáng sản Phan Thanh làm chủ đầu tư) đang đối mặt với bài toán xung đột môi trường nghiêm trọng.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| BỐI CẢNH DỰ ÁN VÀ VẤN ĐỀ CỐT LÕI |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| Quy mô cấp phép: 26,75 ha | Trữ lượng: 6,071 triệu m3 | Công suất: 232.000 m3/năm|
| - Phát sinh bụi TSP vượt quy chuẩn tới 1,33 lần (đạt ngưỡng 400 µg/m3) |
| - Nồng độ chất rắn lơ lửng (TSS) vượt 1,42 lần giới hạn QCVN 08-MT:2015/BTNMT |
| - Nguy cơ bồi lắng, đục hóa trực tiếp lưu vực hồ Thác Bà |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Thực trạng phát thải bụi lơ lửng ($\text{TSP}$) từ các khâu khoan nổ, bốc xúc, cưa xẻ và vận tải cùng tải lượng chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$) trong nước mưa chảy tràn đang đe dọa trực tiếp đến chất lượng sống của cư dân địa phương và hệ sinh thái thủy vực hồ Thác Bà.
Đề tài "Đánh giá hiện trạng môi trường xung quanh khu vực mỏ đá xã Phan Thanh, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái" được thực hiện nhằm giải quyết các mục tiêu trọng tâm sau:
- Đánh giá toàn diện hiện trạng công nghệ, dây chuyền thiết bị và các khâu khai thác tại mỏ đá Phan Thanh.
- Định lượng các nguồn thải, xác định tải lượng các chất ô nhiễm không khí ($\text{SO}_2, \text{NO}2, \text{CO}, \text{TSP}$, tiếng ồn $\text{L}{\text{eq}}$) và thông số ô nhiễm nước mặt ($\text{pH}, \text{DO}, \text{TSS}, \text{COD}, \text{BOD}_5, \text{NO}_3^-, \text{NO}_2^-$) qua 4 quý quan trắc liên tục năm 2017.
- Thiết lập mô hình đánh giá và đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật, quản lý môi trường khả thi nhằm giảm thiểu tối đa tác động sinh thái.
Dự án giới hạn phạm vi nghiên cứu tại khu vực mỏ có diện tích 26,75 ha thuộc xã Phan Thanh, giới hạn bởi 11 điểm góc tọa độ $\text{VN-2000}$ từ cao trình $+250\text{ m}$ xuống $+40\text{ m}$, cùng vùng đệm dân cư phía Đông Nam, phía Tây và hệ thống tiếp nhận nước mặt (hồ phía Bắc và hồ Thác Bà phía Nam).
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Tại Việt Nam, khai thác đá hoa trắng chủ yếu áp dụng phương pháp lộ thiên với các mức độ cơ giới hóa khác nhau. Bảng dưới đây so sánh các phương pháp bóc tách đá khối phổ biến:
| Tiêu chí so sánh |
Khoan nổ mìn truyền thống |
Cắt dây kim cương kết hợp khoan phụ |
Xẻ rãnh cơ học đĩa xẻ lớn |
| Hệ số thu hồi đá khối |
Thấp ($15% - 25%$) do nứt nẻ |
Cao ($35% - 45%$), tối ưu thớ đá |
Trung bình ($30% - 35%$) |
| Phát thải bụi lơ lửng |
Cực cao ($>500\text{ }\mu\text{g/m}^3$) |
Trung bình ($250 - 400\text{ }\mu\text{g/m}^3$) |
Cao nếu không phun sương |
| Mức độ ồn và rung chấn |
Rất lớn ($>85\text{ dBA}$), chấn động mạnh |
Thấp đến trung bình ($55 - 69\text{ dBA}$) |
Trung bình ($70 - 78\text{ dBA}$) |
| Chi phí đầu tư thiết bị |
Thấp |
Cao (máy cắt $\text{S850E}$, máy khoan $\text{Tamrock}$) |
Rất cao, khó di chuyển |
Yêu cầu kỹ thuật và môi trường được cấu trúc theo mô hình MoSCoW:
- Must-have (Bắt buộc): Giảm thiểu bụi $\text{TSP} \le 300\text{ }\mu\text{g/m}^3$ (theo QCVN 05:2013/BTNMT); xử lý $\text{TSS} \le 100\text{ mg/l}$ (theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột B2); kiểm soát tiếng ồn $\le 70\text{ dBA}$ (theo QCVN 26:2010/BTNMT).
- Should-have (Nên có): Hệ thống hố lắng đa bậc thu gom $100%$ nước mưa chảy tràn; trạm phun sương dập bụi tự động tại tuyến đường vận tải nội bộ $14\text{ km}$.
- Could-have (Có thể có): Tái sử dụng $80%$ nước thải làm mát khâu cưa xẻ đá; trồng dải cây xanh cách ly sinh học rộng $15\text{ m}$ tại ranh giới mỏ.
- Won't-have (Chưa áp dụng): Chuyển đổi sang khai thác hầm lò do điều kiện địa chất karst và kinh tế chưa phù hợp.
Thiết kế hệ thống
Danh mục công nghệ và thiết bị cơ giới hoạt động tại mỏ:
- Khoan tạo lỗ cắt: Máy khoan tự hành $\text{TAMROCK RANGER 600}$ (đường kính mũi $D = 64 - 102\text{ mm}$), máy khoan phụ $\text{RH 571-35}$ ($D = 42\text{ mm}$), máy khoan lớn $\text{PP90}$ ($D = 76 - 105\text{ mm}$).
- Cắt đá khối: Máy cắt đá điều khiển thủy lực $\text{S850E}$, máy cắt thủ công $\text{S650E}$, máy xẻ đá $\text{KEDA}$.
- Bốc xúc và vận tải: Máy xúc $\text{PC750SE-6}$ (gầu lớn), máy cẩu đá khối $\text{KC-4574A}$, máy ủi $\text{D155A-2}$, ô tô tự đổ tải trọng lớn $\text{HD370}$ (20 tấn, 03 chiếc), $\text{HD270}$ (15 tấn, 04 chiếc), máy đập đá $\text{BW-210}$ gắn đầu đập $\text{H180}$.
- Nổ mìn làm tơi: Máy nổ mìn $\text{KM-1A}$, định mức thuốc nổ $0,33\text{ kg/m}^3$ (tổng tiêu thụ $78.450\text{ kg/năm}$).
Mô hình lưu trữ và quản lý dữ liệu quan trắc môi trường mỏ:
-- Schema quan trắc môi trường mỏ đá Phan Thanh
CREATE TABLE MonitoringStation (
StationID VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
StationName NVARCHAR(100) NOT NULL,
CoordinateX INT NOT NULL,
CoordinateY INT NOT NULL,
EnvironmentType NVARCHAR(20) CHECK (EnvironmentType IN ('Air', 'Water'))
);
CREATE TABLE AirQualityRecord (
RecordID INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,
StationID VARCHAR(10) REFERENCES MonitoringStation(StationID),
Quarter NVARCHAR(10) NOT NULL,
Noise_Leq FLOAT CHECK (Noise_Leq >= 0),
SO2_ug_m3 FLOAT CHECK (SO2_ug_m3 >= 0),
NO2_ug_m3 FLOAT CHECK (NO2_ug_m3 >= 0),
CO_ug_m3 FLOAT CHECK (CO_ug_m3 >= 0),
TSP_ug_m3 FLOAT CHECK (TSP_ug_m3 >= 0),
RecordedDate DATE
);
CREATE TABLE WaterQualityRecord (
RecordID INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,
StationID VARCHAR(10) REFERENCES MonitoringStation(StationID),
Quarter NVARCHAR(10) NOT NULL,
pH FLOAT CHECK (pH BETWEEN 0 AND 14),
DO_mg_l FLOAT CHECK (DO_mg_l >= 0),
TSS_mg_l FLOAT CHECK (TSS_mg_l >= 0),
COD_mg_l FLOAT CHECK (COD_mg_l >= 0),
BOD5_mg_l FLOAT CHECK (BOD5_mg_l >= 0),
NO3_mg_l FLOAT CHECK (NO3_mg_l >= 0),
NO2_mg_l FLOAT CHECK (NO2_mg_l >= 0),
RecordedDate DATE
);
Tải lượng phát thải ô nhiễm khí động cơ đốt trong được tính toán theo công thức:
$$E_i = \sum (M_j \times K_{i,j})$$
Trong đó:
- $E_i$: Tải lượng chất ô nhiễm thứ $i$ ($\text{kg/h}$).
- $M_j$: Mức tiêu thụ nhiên liệu diesel của nhóm thiết bị $j$ ($\text{tấn/ca}$ hoặc $\text{lít/ca}$).
- $K_{i,j}$: Hệ số phát thải của chất ô nhiễm $i$ trên một đơn vị nhiên liệu tiêu thụ ($\text{kg/tấn}$).
Methodology
Phương pháp đánh giá và kiểm soát ô nhiễm tuân thủ các quy trình tiêu chuẩn quốc gia:
- Lấy mẫu và đo đạc không khí: TCVN 5973:1995 (ISO 9359:1989), xác định $\text{NO}2$ theo TCVN 6137:2009, xác định bụi theo TCVN 5977:2009, đo mức ồn $\text{L}{\text{eq}}$ theo TCVN 7878-2:2010.
- Lấy mẫu và phân tích nước mặt: TCVN 5992:1995, TCVN 6663-1:2011, TCVN 6663-3:2008, TCVN 6663-6:2008. Phân tích $\text{TSS}$ bằng phương pháp trọng lượng, $\text{COD}$ bằng trắc quang so màu, $\text{BOD}_5$ bằng phương pháp pha loãng đo $\text{DO}$ sau 5 ngày ủ ở $20^\circ\text{C}$.
- Quy chuẩn so sánh: QCVN 05:2013/BTNMT (Không khí xung quanh), QCVN 26:2010/BTNMT (Tiếng ồn), QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột B2 (Nước mặt).
Lộ trình quan trắc và đánh giá triển khai trong năm 2017:
| Giai đoạn quan trắc |
Mốc thời gian |
Hoạt động trọng tâm |
Sản phẩm bàn giao |
| Quý I/2017 |
Tháng 01 - 03/2017 |
Khảo sát nền, lấy mẫu đợt 1 (KK1-3, NM1-2) |
Báo cáo phân tích chất lượng môi trường nền |
| Quý II/2017 |
Tháng 04 - 06/2017 |
Quan trắc mùa khô, kiểm tra hoạt động khoan nổ |
Đánh giá diễn biến bụi $\text{TSP}$ và $\text{SO}_2$ |
| Quý III/2017 |
Tháng 07 - 09/2017 |
Quan trắc mùa mưa lũ, đánh giá rửa trôi $\text{TSS}$ |
Biểu đồ tương quan mưa và chất lượng nước mặt |
| Quý IV/2017 |
Tháng 10 - 12/2017 |
Quan trắc cao điểm sản xuất cuối năm |
Báo cáo tổng hợp diễn biến năm và đề xuất kỹ thuật |
Implementation và kết quả
Development process
Quá trình thu thập, xử lý số liệu quan trắc môi trường được tự động hóa bằng script phân tích dữ liệu chuyên dụng nhằm tính toán tỷ lệ vượt chuẩn và đánh giá rủi ro:
import numpy as np
import pandas as pd
# Dữ liệu quan trắc môi trường không khí mỏ đá Phan Thanh năm 2017
air_data = {
'Quarter': ['Q1', 'Q1', 'Q1', 'Q2', 'Q2', 'Q2', 'Q3', 'Q3', 'Q3', 'Q4', 'Q4', 'Q4'],
'Station': ['KK1', 'KK2', 'KK3', 'KK1', 'KK2', 'KK3', 'KK1', 'KK2', 'KK3', 'KK1', 'KK2', 'KK3'],
'Noise_Leq': [59, 45, 65, 60, 55, 58, 69, 65, 62, 67, 60, 55],
'SO2': [160, 220, 250, 180, 230, 220, 200, 280, 230, 220, 240, 280],
'NO2': [160, 120, 110, 155, 130, 115, 100, 135, 130, 110, 140, 100],
'CO': [24000, 23000, 24000, 23000, 25000, 24000, 22000, 24000, 25000, 25000, 24000, 26000],
'TSP_Dust': [270, 230, 290, 300, 320, 280, 350, 380, 320, 400, 390, 350]
}
df_air = pd.DataFrame(air_data)
TSP_LIMIT = 300.0 # QCVN 05:2013/BTNMT trung bình 1 giờ (ug/m3)
# Tính toán tỷ lệ vượt quy chuẩn bụi TSP
df_air['TSP_Exceed_Ratio'] = df_air['TSP_Dust'] / TSP_LIMIT
df_air['Is_TSP_Exceeded'] = df_air['TSP_Dust'] > TSP_LIMIT
print("TỔNG HỢP DIỄN BIẾN BỤI LƠ LỬNG (TSP) NĂM 2017:")
print(df_air[['Quarter', 'Station', 'TSP_Dust', 'TSP_Exceed_Ratio', 'Is_TSP_Exceeded']])
Testing và validation
Kết quả thực nghiệm quan trắc chất lượng môi trường không khí và nước mặt qua 4 quý trong năm 2017 thể hiện rõ quy luật biến động của các thông số ô nhiễm.
Bảng tổng hợp kết quả quan trắc chất lượng không khí năm 2017:
| Thông số |
Đơn vị |
QCVN 05/26 |
Quý I (KK1/KK2/KK3) |
Quý II (KK1/KK2/KK3) |
Quý III (KK1/KK2/KK3) |
Quý IV (KK1/KK2/KK3) |
| Tiếng ồn $\text{L}_{\text{eq}}$ |
$\text{dBA}$ |
$70$ |
$59\text{ / }45\text{ / }65$ |
$60\text{ / }55\text{ / }58$ |
$69\text{ / }65\text{ / }62$ |
$67\text{ / }60\text{ / }55$ |
| $\text{SO}_2$ |
$\mu\text{g/m}^3$ |
$350$ |
$160\text{ / }220\text{ / }250$ |
$180\text{ / }230\text{ / }220$ |
$200\text{ / }280\text{ / }230$ |
$220\text{ / }240\text{ / }280$ |
| $\text{NO}_2$ |
$\mu\text{g/m}^3$ |
$200$ |
$160\text{ / }120\text{ / }110$ |
$155\text{ / }130\text{ / }115$ |
$100\text{ / }135\text{ / }130$ |
$110\text{ / }140\text{ / }100$ |
| $\text{CO}$ |
$\mu\text{g/m}^3$ |
$30.000$ |
$24.000\text{ / }23.000\text{ / }24.000$ |
$23.000\text{ / }25.000\text{ / }24.000$ |
$22.000\text{ / }24.000\text{ / }25.000$ |
$25.000\text{ / }24.000\text{ / }26.000$ |
| Bụi TSP |
$\mu\text{g/m}^3$ |
$300$ |
$270\text{ / }230\text{ / }290$ |
$300\text{ / }\mathbf{320}\text{ / }280$ |
$\mathbf{350}\text{ / }\mathbf{380}\text{ / }\mathbf{320}$ |
$\mathbf{400}\text{ / }\mathbf{390}\text{ / }\mathbf{350}$ |
Bảng tổng hợp kết quả quan trắc chất lượng nước mặt năm 2017:
| Thông số |
Đơn vị |
QCVN 08-MT (B2) |
Quý I (NM1/NM2) |
Quý II (NM1/NM2) |
Quý III (NM1/NM2) |
Quý IV (NM1/NM2) |
| $\text{pH}$ |
- |
$5,5 - 9,0$ |
$7,5\text{ / }7,2$ |
$6,8\text{ / }7,3$ |
$7,8\text{ / }8,0$ |
$7,3\text{ / }7,2$ |
| $\text{DO}$ |
$\text{mg/l}$ |
$\ge 2,0$ |
$7,5\text{ / }7,6$ |
$6,9\text{ / }7,4$ |
$6,4\text{ / }7,0$ |
$6,0\text{ / }6,4$ |
| $\text{TSS}$ |
$\text{mg/l}$ |
$100$ |
$\mathbf{120}\text{ / }\mathbf{112}$ |
$\mathbf{125}\text{ / }\mathbf{115}$ |
$\mathbf{140}\text{ / }\mathbf{130}$ |
$\mathbf{142}\text{ / }\mathbf{135}$ |
| $\text{COD}$ |
$\text{mg/l}$ |
$50$ |
$38\text{ / }36$ |
$40\text{ / }38$ |
$34\text{ / }30$ |
$38\text{ / }30$ |
| $\text{BOD}_5$ |
$\text{mg/l}$ |
$25$ |
$12\text{ / }15$ |
$14\text{ / }20$ |
$12\text{ / }10$ |
$14\text{ / }11$ |
| $\text{NO}_3^-$ |
$\text{mg/l}$ |
$15$ |
$8,1\text{ / }7,2$ |
$6,1\text{ / }8,4$ |
$9,2\text{ / }7,1$ |
$5,5\text{ / }7,5$ |
| $\text{NO}_2^-$ |
$\text{mg/l}$ |
$0,05$ |
$0,02\text{ / }0,02$ |
$0,01\text{ / }0,02$ |
$0,03\text{ / }0,02$ |
$0,02\text{ / }0,03$ |
Kết quả đạt được
Phân tích đối sánh các chỉ số thực tế cho thấy:
- Diễn biến ô nhiễm bụi: Trong Quý I/2017, tất cả các điểm đo đều nằm trong quy chuẩn ($230 - 290\text{ }\mu\text{g/m}^3$). Tuy nhiên, từ Quý II đến Quý IV, nồng độ bụi tăng mạnh và vượt quy chuẩn tại cả 3 vị trí. Đỉnh điểm tại Quý IV, điểm KK1 (trục đường vận tải mỏ) đạt $400\text{ }\mu\text{g/m}^3$ (vượt $33,3%$), KK2 (khu dân cư phía Đông Nam) đạt $390\text{ }\mu\text{g/m}^3$ (vượt $30,0%$) và KK3 (khu dân cư phía Tây) đạt $350\text{ }\mu\text{g/m}^3$ (vượt $16,7%$).
- Chất lượng nước và chỉ tiêu TSS: Nồng độ $\text{TSS}$ vượt quy chuẩn liên tục ở cả 4 quý tại cả 2 điểm lấy mẫu. Điểm NM1 (hồ phía Bắc) tăng từ $120\text{ mg/l}$ (Quý I) lên $142\text{ mg/l}$ (Quý IV, vượt $42,0%$). Điểm NM2 (hồ Thác Bà phía Nam) tăng từ $112\text{ mg/l}$ lên $135\text{ mg/l}$ (vượt $35,0%$).
- Các chỉ tiêu an toàn: Tiếng ồn dao động $45 - 69\text{ dBA}$ (tiệm cận ngưỡng $70\text{ dBA}$ tại đường mỏ vào Quý III); các khí độc $\text{SO}_2, \text{NO}_2, \text{CO}$ và các chỉ tiêu hữu cơ nước ($\text{COD}, \text{BOD}_5$) đều nằm trong ngưỡng an toàn cho phép.
Đổi mới và đóng góp
Nghiên cứu mang lại những đóng góp kỹ thuật và phương pháp luận cụ thể:
- Tích hợp cắt dây kim cương phân tầng: Áp dụng hệ thống khai thác lớp bằng cao độ $5\text{ m}$ (phân tầng $2,5\text{ m}$) kết hợp máy cắt $\text{S850E}$ giúp giảm $85%$ chấn động nổ mìn, tăng tỷ lệ thu hồi đá khối đạt $37%$ ($107.300\text{ m}^3/\text{năm}$) và giảm $60%$ tải lượng bụi phát sinh tại tầng khai thác so với phương pháp nổ phá truyền thống.
- Xây dựng ma trận phát thải chi tiết: Lượng hóa chính xác tải lượng các chất ô nhiễm từ nhiên liệu đốt tại mỏ với tổng phát thải: $\text{SO}_2 = 0,501\text{ kg/h}$, $\text{CO} = 1,83\text{ kg/h}$, $\text{THC} = 3,35\text{ kg/h}$, $\text{NO}_x = 3,41\text{ kg/h}$, $\text{Andehyt} = 0,492\text{ kg/h}$.
- Chu trình lắng lắng cơ học 3 cấp: Đề xuất giải pháp tuần hoàn kín nước thải cưa xẻ với tốc độ lắng hạt mịn canxit đạt $\ge 0,02\text{ m/s}$, cho phép tái sử dụng $100%$ lượng nước phục vụ làm mát đầu cắt và phun ẩm khai trường.
Ứng dụng thực tế và triển khai
Kế hoạch giải pháp kỹ thuật
- Kiểm soát bụi và khí thải:
- Lắp đặt hệ thống vòi phun sương áp lực cao dọc theo tuyến đường vận chuyển $14\text{ km}$ từ mỏ ra thị trấn Yên Thế; quy định xe tải chở đá ($\text{HD370}, \text{HD270}$) bắt buộc phủ bạt kín $100%$ và chạy vận tốc $\le 20\text{ km/h}$.
- Phun ẩm trực tiếp tại các điểm hạ tải của máy xúc $\text{PC750SE-6}$ và khu vực máy nghiền búa đập đá $\text{BW-210}$.
- Kiểm soát nước thải và chất rắn lơ lửng:
- Xây dựng mương thu gom nước mưa quanh chân các bãi thải và sườn tầng khai thác cao trình $+155\text{ m}, +135\text{ m}, +185\text{ m}$.
- Thiết lập hệ thống hố lắng sơ cấp và bể lắng 3 ngăn dung tích $500\text{ m}^3$ trước khi xả ra hồ Thác Bà, kết hợp tấm chắn gạt bùn định kỳ 15 ngày/lần.
- Xây dựng bồn thu gom dầu nhớt thải từ đội máy cơ giới ($53.560\text{ kg/năm}$ dầu mỡ bôi trơn và nhớt thủy lực), hợp đồng với đơn vị có chức năng xử lý chất thải nguy hại.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT VÀ NƯỚC RỬA ĐÁ |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| [Nước chảy tràn] -> [Mương thu gom] -> [Hố lắng cát] -> [Bể lắng 3 ngăn] |
| | |
| +------------------------+ |
| | |
| v (Tái sử dụng 80%) v (Xả thải 20%) |
| [Cấp nước cưa xẻ] [Đạt QCVN 08-MT B2] |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Đánh giá hiệu quả kinh tế - sinh thái (Cost-Benefit)
- Chi phí đầu tư công trình bảo vệ môi trường: Ước tính khoảng $450.000.000\text{ VNĐ}$ (xây dựng mương thoát nước, cụm bể lắng 3 ngăn, hệ thống xe bồn phun nước).
- Lợi ích kinh tế thu lại: Tái sử dụng nước làm mát tiết kiệm $120.000.000\text{ VNĐ/năm}$ chi phí bơm cấp nước sạch từ hồ; tránh các khoản xử phạt vi phạm hành chính môi trường (từ $150.000.000 - 300.000.000\text{ VNĐ/năm}$); bảo toàn hiệu suất máy móc do giảm mài mòn bởi bụi canxit.
- Thời gian hoàn vốn sinh thái (Ecological ROI): Đạt được sau $1,5\text{ năm}$ triển khai đồng bộ.
Hạn chế và hướng phát triển
- Hạn chế: Tần suất quan trắc định kỳ 3 tháng/lần chưa phản ánh liên tục các biến động đột xuất trong điều kiện thời tiết cực đoan (như mưa giông lớn gây sạt lở hoặc các ngày nắng nóng đỉnh điểm); chưa tiến hành phân tích chi tiết nồng độ bụi siêu mịn $\text{PM}{2.5}$ và $\text{PM}{10}$.
- Hướng phát triển:
- Ứng dụng mạng lưới trạm cảm biến $\text{IoT}$ quan trắc tự động liên tục thông số $\text{TSP}, \text{PM}_{2.5}$ và mức ồn tại các ranh giới mỏ giáp khu dân cư.
- Ứng dụng máy ép bùn ly tâm công nghiệp để thu hồi triệt để $100%$ lượng bột canxit kích thước siêu mịn ($<45\text{ }\mu\text{m}$) từ nước thải cưa xẻ, chuyển hóa thành phụ phẩm công nghiệp làm bột trét hoặc phụ gia xi măng.
- Xây dựng mô hình hoàn phục môi trường sinh thái mỏ sau khai thác bằng phương pháp phủ xanh thảm thực vật bản địa trên các tầng khai thác đã kết thúc ở mức $+40\text{ m}$.
Đối tượng hưởng lợi
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| 1. Doanh nghiệp khai thác: Hoàn thiện thủ tục pháp lý, tối ưu chi phí vận hành |
| 2. Cơ quan quản lý: Cung cấp cơ sở khoa học kiểm tra, giám sát môi trường |
| 3. Cộng đồng dân cư: Giảm thiểu bệnh đường hô hấp, bảo vệ nguồn nước sinh hoạt |
| 4. Giới nghiên cứu: Dữ liệu thực nghiệm về mỏ đá hoa trắng vùng Tây Bắc |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
- Sinh viên và nhà nghiên cứu ngành Môi trường/Khai khoáng: Cung cấp bộ dữ liệu thực địa hoàn chỉnh về đặc tính phát thải và phương pháp quan trắc môi trường mỏ đá hoa trắng.
- Doanh nghiệp khai thác khoáng sản (CTCP Khoáng sản Phan Thanh): Sở hữu giải pháp công nghệ khả thi để vừa tối ưu hóa sản lượng $232.000\text{ m}^3/\text{năm}$, vừa đảm bảo tuân thủ nghiêm ngặt Luật Bảo vệ Môi trường 2014.
- Cơ quan quản lý nhà nước (Sở TN&MT Yên Bái, Phòng TN&MT huyện Lục Yên): Tài liệu tham chiếu khoa học phục vụ công tác thanh tra, hậu kiểm và cấp phép khai thác khoáng sản bền vững.
- Cộng đồng dân cư địa phương: Đảm bảo môi trường sống trong lành, giảm thiểu tỷ lệ mắc bệnh hô hấp do bụi đá và bảo vệ an toàn chất lượng nước mặt hồ Thác Bà.
Câu hỏi thường gặp
1. Điều kiện kỹ thuật tối thiểu để triển khai giải pháp dập bụi và xử lý nước mặt tại mỏ đá là gì?
Cần thiết lập hệ thống rãnh gom nước xung quanh khai trường mỏ $26,75\text{ ha}$, xây dựng tối thiểu 01 cụm bể lắng 3 ngăn dung tích $\ge 500\text{ m}^3$ lót bê tông chống thấm, trang bị 01 xe bồn phun nước chuyên dụng dung tích $\ge 8\text{ m}^3$ vận hành tối thiểu 3 lượt/ngày trên tuyến đường vận tải $14\text{ km}$.
2. Giới hạn quy chuẩn cho phép đối với bụi và chất rắn lơ lửng tại khu vực mỏ là bao nhiêu?
Theo QCVN 05:2013/BTNMT, nồng độ bụi lơ lửng ($\text{TSP}$) trung bình 1 giờ trong không khí xung quanh không được vượt quá $300\text{ }\mu\text{g/m}^3$. Theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột B2, nồng độ chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$) trong nước mặt không được vượt quá $100\text{ mg/l}$.
3. Tại sao tiếng ồn và khí độc ($\text{SO}_2, \text{NO}_2, \text{CO}$) tại mỏ Phan Thanh vẫn nằm trong giới hạn cho phép?
Do mỏ đã áp dụng công nghệ cắt dây kim cương thay cho nổ mìn đại trà trong khâu tách khối đá chính, giảm thiểu việc kích nổ thuốc nổ quy mô lớn. Hoạt động nổ mìn chỉ diễn ra với chu kỳ thưa (3 ngày/lần) đối với phần đá nứt nẻ, đồng thời không gian mở của mỏ lộ thiên giúp các khí độc khuếch tán nhanh.
4. Chi phí xây dựng hệ thống xử lý môi trường tại mỏ chiếm khoảng bao nhiêu phần trăm tổng mức đầu tư?
Thông thường, chi phí xây dựng các công trình bảo vệ môi trường, quan trắc và hoàn phục sinh thái chiếm từ $3% - 5%$ tổng mức vốn đầu tư xây dựng cơ bản mỏ (khoảng $450 - 600\text{ triệu VNĐ}$ cho giai đoạn mở mỏ và duy trì hàng năm).
5. Giải pháp nào để xử lý triệt để bùn cặn canxit sau quá trình lắng nước thải cưa xẻ?
Bùn cặn canxit ($\text{CaCO}_3$) sau khi nạo vét từ hố lắng được phơi khô tại bãi chứa kín có mái che và chuyển giao cho các nhà máy nghiền bột đá siêu mịn hoặc cơ sở sản xuất vôi, gạch không nung, loại bỏ nguy cơ phát tán thứ cấp ra môi trường.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp đã hoàn thành toàn diện việc khảo sát, lượng hóa và đánh giá diễn biến chất lượng môi trường không khí và nước mặt tại mỏ đá xã Phan Thanh, huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái trong suốt 4 quý năm 2017. Kết quả nghiên cứu khẳng định:
- Môi trường không khí xung quanh đang bị ô nhiễm bụi lơ lửng ($\text{TSP}$) cục bộ với mức vượt quy chuẩn từ $16,7% - 33,3%$ vào các quý cuối năm (đạt ngưỡng cao nhất $400\text{ }\mu\text{g/m}^3$ tại tuyến đường vận tải).
- Nguồn nước mặt tiếp nhận chịu áp lực lớn từ hàm lượng chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$), vượt ngưỡng cho phép từ $12,0% - 42,0%$ (đạt giá trị cao nhất $142\text{ mg/l}$ tại hồ phía Bắc mỏ).
- Các thông số tiếng ồn, khí độc đốt nhiên liệu và chỉ tiêu hữu cơ nước mặt cơ bản vẫn nằm trong ngưỡng an toàn theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
Hệ thống giải pháp công nghệ kỹ thuật kết hợp quản lý môi trường được đề xuất trong công trình mang tính khả thi cao, đóng vai trò là cơ sở khoa học thực tiễn giúp doanh nghiệp thực hiện tốt trách nhiệm bảo vệ môi trường, hướng tới mô hình khai thác khoáng sản bền vững tại tỉnh Yên Bái.