Luận văn thạc sĩ đánh giá hiện trạng và đề xuất phương pháp phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản thân quạng f3 f7 mỏ đất hiếm đông pao tỉnh lai châu

Luận văn thạc sĩ đánh giá hiện trạng và đề xuất phương pháp phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản thân quạng F3 F7 tại mỏ đất hiếm Đông Pao, Lai Châu.

• Tác giả: Nguyễn Thị Thảo Nguyên
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Xuân Tặng
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Hiện Trạng Và Phương Pháp Phục Hồi Môi Trường Sau Khai Thác Khoáng Sản Tại Mỏ Đất Hiếm Đông Pao, Lai Châu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.2. Khái niệm về đất hiếm
• 1.3. Đặc điểm địa chất, khoáng vật
• 1.4. Mục đích sử dụng
• 1.5. Các bước để sản xuất thương mại đất hiếm
• 1.6. Nhu cầu và thị trường quặng đất hiếm
• 1.7. Hiện trạng khai thác và sử dụng đất hiếm
• 1.8. Khai thác và sử dụng đất hiếm trên thế giới
• 1.9. Khai thác và sử dụng đất hiếm ở Việt Nam
• 1.10. Khoáng sản đất hiếm ở Việt Nam
• 1.11. Đặc điểm phân bố
• 1.12. Các kiểu mỏ công nghiệp
• 1.13. Trữ lượng và tài nguyên
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.5. Thời gian nghiên cứu
• 2.6. Địa điểm nghiên cứu
• 2.7. Nội dung nghiên cứu
• 2.8. Phương pháp nghiên cứu
• 2.8.1. Các phương pháp chung
• 2.8.2. Các phương pháp cụ thể
• 2.8.3. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
• 2.8.4. Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu có liên quan
• 2.8.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội của mỏ đất hiếm Đông Pao, huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu
• 3.1.1. Điều kiện tự nhiên của mỏ đất hiếm Đông Pao, tỉnh Lai Châu
• 3.1.2. Địa hình, địa mạo khu vực
• 3.1.3. Khí tượng thủy văn
• 3.1.4. Gió và các yếu tố thời tiết bất lợi
• 3.1.5. Đặc điểm địa tầng, địa chất
• 3.1.6. Tài nguyên khoáng sản
• 3.1.7. Đặc điểm địa chất thủy văn và địa chất công trình
• 3.1.8. Điều kiện kinh tế xã hội của mỏ đất hiếm Đông Pao, tỉnh Lai Châu
• 3.1.8.1. Dân cư và lao động
• 3.1.8.2. Điều kiện kinh tế
• 3.1.8.3. Đặc điểm xã hội
• 3.2. Thực trạng môi trường khu vực nghiên cứu
• 3.2.1. Môi trường đất
• 3.2.2. Môi trường nước
• 3.2.3. Nước dưới đất
• 3.2.4. Môi trường không khí
• 3.2.5. Hiện trạng về môi trường phóng xạ
• 3.2.6. Dự báo sự thay đổi suất liều chiếu ngoài hiệu dụng
• 3.2.7. Dự báo nồng độ các khí phóng xạ
• 3.2.8. Tác động của chất thải phóng xạ đến môi trường
• 3.3. Đề xuất và lựa chọn phương án phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản thân quặng F3, F7
• 3.3.1. Đề xuất phương án phục hồi môi trường
• 3.3.2. Cơ sở để lựa chọn phương án
• 3.3.3. Các phương án cải tạo phục hồi môi trường
• 3.3.4. Phân tích đánh giá các phương án đề xuất
• 3.3.5. Lựa chọn phương án cải tạo phục hồi môi trường
• 3.3.6. Tính chỉ số phục hồi đất
• 3.3.7. Nội dung phương án cải tạo, phục hồi môi trường
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đánh giá hiện trạng môi trường sau khai thác khoáng sản

Đánh giá hiện trạng môi trường sau khai thác khoáng sản tại mỏ đất hiếm Đông Pao, Lai Châu là bước đầu tiên trong quá trình phục hồi. Nghiên cứu chỉ ra rằng hoạt động khai thác đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, bao gồm ô nhiễm đất, nước và không khí. Các thân quặng F3 và F7 đã để lại những hố khai thác lớn, làm thay đổi địa hình và gây xói mòn đất. Ngoài ra, việc sử dụng hóa chất trong quá trình khai thác đã làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và mặt đất. Tác động môi trường này cần được đánh giá kỹ lưỡng để đề xuất các biện pháp phục hồi hiệu quả.

1.1. Hiện trạng môi trường đất

Môi trường đất tại mỏ đất hiếm Đông Pao bị ảnh hưởng nghiêm trọng do quá trình khai thác. Các hố khai thác để lại đã làm mất lớp đất mặt, gây xói mòn và suy thoái đất. Ngoài ra, việc sử dụng hóa chất trong quá trình tuyển quặng đã làm tăng nồng độ kim loại nặng trong đất, gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Khắc phục ô nhiễm đất là một trong những ưu tiên hàng đầu trong quá trình phục hồi môi trường.

1.2. Hiện trạng môi trường nước

Nguồn nước tại khu vực mỏ đất hiếm Đông Pao cũng bị ô nhiễm nghiêm trọng. Các chất thải từ quá trình khai thác và tuyển quặng đã làm tăng nồng độ kim loại nặng và các chất độc hại trong nước mặt và nước ngầm. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn đe dọa sức khỏe của người dân địa phương. Quản lý môi trường nước cần được thực hiện nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng nước.

II. Phương pháp phục hồi môi trường sau khai thác

Phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản là quá trình quan trọng để khắc phục những tác động tiêu cực đến môi trường. Tại mỏ đất hiếm Đông Pao, các phương pháp phục hồi được đề xuất bao gồm tái tạo địa hình, trồng cây phủ xanh và xử lý ô nhiễm đất và nước. Tái tạo môi trường cần được thực hiện đồng bộ để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

2.1. Tái tạo địa hình và trồng cây phủ xanh

Tái tạo địa hình là bước đầu tiên trong quá trình phục hồi môi trường. Các hố khai thác cần được lấp đầy và san lấp để tạo lại bề mặt đất. Sau đó, việc trồng cây phủ xanh sẽ giúp cải thiện chất lượng đất và ngăn chặn xói mòn. Phát triển bền vững hệ sinh thái là mục tiêu chính của phương pháp này.

2.2. Xử lý ô nhiễm đất và nước

Xử lý ô nhiễm đất và nước là bước quan trọng trong quá trình khắc phục ô nhiễm. Các phương pháp như hấp thụ kim loại nặng bằng thực vật và xử lý hóa học được áp dụng để giảm thiểu tác động của ô nhiễm. Bảo vệ môi trường nước và đất cần được thực hiện song song để đảm bảo hiệu quả tổng thể.

III. Đề xuất và lựa chọn phương án phục hồi

Đề xuất phương án phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản tại mỏ đất hiếm Đông Pao dựa trên các kết quả nghiên cứu và đánh giá hiện trạng. Các phương án được lựa chọn cần đảm bảo tính khả thi và hiệu quả lâu dài. Quản lý môi trường và giám sát liên tục là yếu tố quan trọng để đảm bảo thành công của các phương án phục hồi.

3.1. Phân tích và đánh giá các phương án

Các phương án phục hồi được phân tích và đánh giá dựa trên hiệu quả, chi phí và tính khả thi. Phương pháp phục hồi nào đáp ứng được các tiêu chí này sẽ được lựa chọn để triển khai. Tái tạo môi trường cần được thực hiện một cách khoa học và có hệ thống.

3.2. Lựa chọn phương án tối ưu

Phương án tối ưu được lựa chọn dựa trên kết quả phân tích và đánh giá. Phục hồi môi trường cần được thực hiện đồng bộ và có sự tham gia của các bên liên quan. Phát triển bền vững là mục tiêu cuối cùng của quá trình phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tài nguyên đất hiếm là nhóm khoáng sản chiến lược gồm 17 nguyên tố hóa học, đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại như điện tử, sản xuất nam châm vĩnh cửu, công nghệ laser và năng lượng tái tạo. Trên thế giới, nhu cầu đất hiếm tăng mạnh, dự kiến đạt khoảng 200.000 tấn vào năm 2015, với tốc độ tăng trưởng trung bình từ 12,5% đến trên 122,9% tùy lĩnh vực. Việt Nam sở hữu trữ lượng đất hiếm lớn, ước tính khoảng 7-8 tỷ tấn, đứng thứ ba thế giới, tập trung chủ yếu ở vùng Tây Bắc như Lai Châu, Yên Bái và Sơn La. Mỏ đất hiếm Đông Pao, tỉnh Lai Châu, là một trong những mỏ lớn nhất với trữ lượng trên 10,6 triệu tấn oxyt đất hiếm (R2O3).

Tuy nhiên, công nghệ khai thác đất hiếm tại Việt Nam còn lạc hậu, chủ yếu thủ công, dẫn đến tổn thất tài nguyên lên đến 60% và gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường do các nguyên tố phóng xạ và kim loại nặng trong quặng. Do đó, việc đánh giá hiện trạng môi trường sau khai thác và đề xuất các phương án phục hồi môi trường là cấp thiết nhằm bảo vệ hệ sinh thái, đảm bảo phát triển bền vững và nâng cao giá trị kinh tế từ tài nguyên đất hiếm.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào đánh giá hiện trạng môi trường sau khai thác khoáng sản thân quặng F3, F7 tại mỏ Đông Pao, từ đó đề xuất các biện pháp cải tạo, phục hồi môi trường phù hợp, nhằm đưa môi trường trở lại trạng thái bằng hoặc tốt hơn trước khai thác. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ tháng 9/2013 đến tháng 11/2014, tại khu vực mỏ Đông Pao, huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, làm cơ sở cho các dự án khai thác và phục hồi môi trường tương tự trong khu vực và cả nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về tài nguyên khoáng sản, môi trường và phục hồi sinh thái, bao gồm:

• Lý thuyết về nguyên tố đất hiếm (Rare Earth Elements - REEs): Nhóm 17 nguyên tố hóa học gồm Scandi, Yttri và 14 nguyên tố nhóm Lantan, có đặc tính hóa học tương đồng, được phân thành nhóm nhẹ (LREE) và nhóm nặng (HREE). Các nguyên tố này có vai trò quan trọng trong công nghiệp hiện đại và có tính phóng xạ nhất định.

• Mô hình đánh giá tác động môi trường (Environmental Impact Assessment - EIA): Áp dụng các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế để đánh giá mức độ ô nhiễm đất, nước, không khí và phóng xạ do hoạt động khai thác khoáng sản gây ra.

• Khái niệm phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản: Bao gồm các biện pháp cải tạo đất, xử lý nước thải, kiểm soát bụi và phóng xạ, nhằm tái tạo hệ sinh thái và đảm bảo an toàn cho cộng đồng dân cư.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: đất hiếm, thân quặng F3, F7, ô nhiễm môi trường khoáng sản, phóng xạ tự nhiên, phục hồi sinh thái, và quản lý môi trường khai thác khoáng sản.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng số liệu thứ cấp từ các báo cáo đánh giá tác động môi trường, dự án đầu tư khai thác mỏ Đông Pao của Công ty Cổ phần Đất hiếm Lai Châu (Vimico), các tài liệu khoa học liên quan và số liệu khảo sát thực địa tại khu vực mỏ.

• Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập tài liệu, số liệu về trữ lượng khoáng sản, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường đất, nước, không khí và phóng xạ. Thực hiện lấy mẫu đất, nước mặt, nước ngầm, không khí để phân tích thành phần hóa lý, kim loại nặng và hoạt độ phóng xạ.

• Phương pháp phân tích: Áp dụng phương pháp đánh giá nhanh, so sánh với các tiêu chuẩn môi trường Việt Nam hiện hành (QCVN), sử dụng phần mềm Word và Excel để xử lý số liệu. Tham khảo ý kiến chuyên gia môi trường để lựa chọn phương án phục hồi phù hợp.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lấy mẫu đất tại 4 vị trí đại diện, mẫu nước mặt và nước ngầm tại 7 điểm khác nhau quanh khu vực khai thác, mẫu không khí tại các vị trí có hoạt động khai thác. Phương pháp chọn mẫu theo tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy.

• Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 9/2013 đến tháng 11/2014, bao gồm giai đoạn thu thập số liệu, phân tích, đánh giá hiện trạng và đề xuất phương án phục hồi môi trường.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng môi trường đất: Đất tại khu vực nghiên cứu có độ pH thấp (4,24 - 5,21), thuộc loại đất chua đặc trưng vùng núi, độ mùn từ 3,52% đến 5,3%, hàm lượng dinh dưỡng thấp. Một số mẫu đất có hàm lượng đồng (Cu) vượt giới hạn quy chuẩn QCVN 03:2008/BTNMT, tuy nhiên các kim loại nặng khác như Hg, As, Pb, Zn, Cd đều nằm trong giới hạn cho phép.

2. Chất lượng nước mặt: Nước mặt tại các điểm lấy mẫu có pH ổn định (6,86 - 7,59), đa số các chỉ tiêu như COD, BOD5, kim loại nặng đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 08:2009/BTNMT. Tuy nhiên, một số chỉ tiêu như NH4+, NO2-, PO43- và Fe có hàm lượng cao hơn mức cho phép, nguyên nhân chủ yếu do xâm nhập chất thải chăn nuôi và hoạt động khai thác. Hoạt độ phóng xạ α, β trong nước mặt vượt giới hạn cho phép, đặc biệt tại khu vực chứa quặng, cho thấy sự phát tán phóng xạ từ thân quặng F3, F7.

3. Chất lượng nước ngầm: Nước ngầm dùng cho sinh hoạt có hàm lượng kim loại nặng như Cr, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb vượt mức cho phép, cùng với hoạt độ phóng xạ α, β cao hơn tiêu chuẩn, tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng.

4. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội: Khu vực mỏ Đông Pao có địa hình núi cao, khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm khoảng 19-23°C, lượng mưa trung bình 131,7 - 234 mm/tháng, độ ẩm không khí trung bình 82-86%. Dân cư chủ yếu là các dân tộc thiểu số với tổng số lao động khoảng 1.000 người tại hai xã Bản Hon và Bản Giang. Kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp nhỏ lẻ, công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp phát triển hạn chế.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy hoạt động khai thác khoáng sản thân quặng F3, F7 tại mỏ Đông Pao đã gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường đất và nước, đặc biệt là sự gia tăng hàm lượng kim loại nặng và phóng xạ trong nước mặt và nước ngầm. Điều này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về tác động môi trường của khai thác khoáng sản đất hiếm, do các nguyên tố phóng xạ tự nhiên như uranium và thorium có trong quặng.

Sự vượt ngưỡng các chỉ tiêu NH4+, NO2-, PO43- trong nước mặt phản ánh ảnh hưởng của hoạt động chăn nuôi và khai thác chưa được kiểm soát tốt, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm dinh dưỡng và eutrophication. Độ pH thấp và hàm lượng dinh dưỡng nghèo trong đất cũng ảnh hưởng đến khả năng phục hồi sinh thái tự nhiên.

So sánh với các mỏ đất hiếm khác trong khu vực và trên thế giới, mỏ Đông Pao có tiềm năng lớn nhưng cũng đối mặt với thách thức về môi trường do địa hình phức tạp, khí hậu mưa nhiều và hoạt động khai thác lộ thiên. Việc phân tích dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh hàm lượng kim loại nặng và hoạt độ phóng xạ theo vị trí lấy mẫu, giúp minh họa rõ ràng mức độ ô nhiễm và vùng ảnh hưởng.

Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn các biện pháp phục hồi môi trường phù hợp, đồng thời góp phần nâng cao nhận thức và quản lý môi trường trong khai thác khoáng sản đất hiếm tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thực hiện cải tạo đất: Áp dụng các biện pháp cải tạo đất chua, bổ sung vôi và phân hữu cơ để nâng cao độ pH và cải thiện độ phì nhiêu đất, nhằm phục hồi hệ sinh thái tự nhiên. Chủ thể thực hiện là Công ty khai thác mỏ phối hợp với chính quyền địa phương, tiến hành trong vòng 2 năm sau khai thác.

2. Xử lý nước thải và kiểm soát ô nhiễm: Thiết lập hệ thống xử lý nước thải khai thác, kiểm soát chặt chẽ các nguồn phát sinh NH4+, NO2-, PO43- và kim loại nặng. Đồng thời, giám sát hoạt độ phóng xạ trong nước mặt và nước ngầm định kỳ. Thời gian thực hiện liên tục trong suốt quá trình khai thác và phục hồi, do đơn vị khai thác và cơ quan quản lý môi trường phối hợp thực hiện.

3. Trồng cây phủ xanh và phục hồi sinh thái: Lựa chọn các loài cây bản địa chịu được điều kiện đất nghèo và khí hậu vùng núi để trồng phủ xanh khu vực khai thác, giảm xói mòn đất và hấp thụ kim loại nặng. Thời gian thực hiện từ năm đầu tiên sau khai thác, kéo dài ít nhất 3 năm, do đơn vị khai thác và các tổ chức bảo vệ môi trường thực hiện.

4. Xây dựng chương trình quản lý và giám sát môi trường: Thiết lập hệ thống giám sát môi trường toàn diện, bao gồm đất, nước, không khí và phóng xạ, đảm bảo tuân thủ các quy chuẩn quốc gia. Đồng thời, xây dựng kế hoạch chuyển đổi mục đích sử dụng đất sau khai thác phù hợp với phát triển kinh tế xã hội địa phương. Chủ thể thực hiện là cơ quan quản lý nhà nước phối hợp với doanh nghiệp khai thác, thực hiện liên tục trong vòng 5 năm.

5. Tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền về tác động môi trường và biện pháp phòng tránh cho người dân địa phương, nhằm tăng cường sự tham gia và giám sát cộng đồng trong quá trình phục hồi môi trường. Thời gian thực hiện song song với các hoạt động phục hồi môi trường, do chính quyền địa phương và các tổ chức xã hội đảm nhiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để xây dựng chính sách khai thác và phục hồi môi trường khoáng sản đất hiếm, giúp quản lý bền vững tài nguyên và bảo vệ môi trường.

2. Doanh nghiệp khai thác khoáng sản: Các công ty khai thác đất hiếm có thể áp dụng các phương án phục hồi môi trường được đề xuất để giảm thiểu tác động tiêu cực, nâng cao hiệu quả khai thác và tuân thủ quy định pháp luật.

3. Nhà nghiên cứu và học viên ngành khoa học môi trường: Tài liệu cung cấp dữ liệu thực tế, phương pháp nghiên cứu và phân tích môi trường sau khai thác khoáng sản, hỗ trợ nghiên cứu chuyên sâu và phát triển các giải pháp kỹ thuật mới.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức bảo vệ môi trường: Giúp nâng cao nhận thức về tác động của khai thác khoáng sản đến môi trường và sức khỏe, đồng thời tham gia giám sát và đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao việc phục hồi môi trường sau khai thác khoáng sản đất hiếm lại quan trọng?
   Việc phục hồi môi trường giúp giảm thiểu ô nhiễm đất, nước và không khí do khai thác gây ra, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và duy trì cân bằng sinh thái, đồng thời đảm bảo phát triển bền vững tài nguyên.

2. Các nguyên tố đất hiếm có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường?
   Đất hiếm chứa các nguyên tố phóng xạ và kim loại nặng có thể gây ô nhiễm môi trường nếu không được quản lý tốt, dẫn đến nguy cơ tích tụ độc hại trong đất và nước, ảnh hưởng đến sinh vật và con người.

3. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá hiện trạng môi trường tại mỏ Đông Pao?
   Nghiên cứu sử dụng phương pháp lấy mẫu đất, nước mặt, nước ngầm và không khí, phân tích thành phần hóa học và phóng xạ, so sánh với các tiêu chuẩn môi trường quốc gia, kết hợp đánh giá nhanh và tham khảo ý kiến chuyên gia.

4. Các biện pháp phục hồi môi trường được đề xuất có hiệu quả như thế nào?
   Các biện pháp như cải tạo đất, xử lý nước thải, trồng cây phủ xanh và giám sát môi trường đã được chứng minh hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm và phục hồi hệ sinh thái tại các khu vực khai thác khoáng sản tương tự.

5. Làm thế nào để cộng đồng dân cư tham gia vào quá trình phục hồi môi trường?
   Cộng đồng có thể tham gia thông qua các chương trình tuyên truyền, giám sát môi trường, báo cáo các hiện tượng bất thường và phối hợp với chính quyền trong việc thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường.

Kết luận

• Đề tài đã đánh giá chi tiết hiện trạng môi trường đất, nước và không khí tại mỏ đất hiếm Đông Pao, phát hiện các chỉ tiêu ô nhiễm vượt mức cho phép, đặc biệt là kim loại nặng và phóng xạ trong nước mặt và nước ngầm.
• Phân tích điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực cho thấy tiềm năng phát triển khai thác đất hiếm song song với nhu cầu phục hồi môi trường bền vững.
• Đã đề xuất các phương án phục hồi môi trường gồm cải tạo đất, xử lý nước thải, trồng cây phủ xanh và xây dựng hệ thống giám sát môi trường toàn diện.
• Nghiên cứu góp phần nâng cao nhận thức và cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý tài nguyên và môi trường khai thác khoáng sản đất hiếm tại Việt Nam.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thực hiện các phương án phục hồi, giám sát liên tục và mở rộng nghiên cứu áp dụng cho các mỏ đất hiếm khác trong nước.

Hành động ngay: Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp khai thác và cộng đồng địa phương cần phối hợp chặt chẽ để triển khai các giải pháp phục hồi môi trường nhằm bảo vệ tài nguyên và sức khỏe cộng đồng, đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Khái niệm về đất hiếm Theo định nghĩa của Bách khoa toàn thư [1], thì các nguyên tố đất hiếm (rare earth elements) và các kim loại đất hiếm (rare earth metals) là tập hợp của 17 nguyên tố hóa học thuộc bảng tuần hoàn hóa học của Mendeleev, có tên gọi là Scandi, Yttri và 14 trong 15 nguyên tố của của nhóm Lantan (ngoại trừ Promethi), có hàm lượng rất nhỏ chứa trong vỏ trái đất. Người ta có thể tìm thấy các nguyên tố đất hiếm ở trong các lớp trầm tích, các mỏ quặng và cát đen.

Đất hiếm được sắp xếp vào dạng hợp kim và các hợp chất khác, chính xác là nam châm đất hiếm từ các dạng khác nhau của nam châm. Đặc điểm địa hóa - khoáng vật Đất hiếm là nhóm gồm 15 nguyên tố giống nhau về mặt hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev và được gọi chung là lantan, gồm các nguyên tố có số thứ tự từ 57 (lantan) đến số thứ tự 71 (lutexi). Thông thường ytri (số thứ tự 39) và scandi (số thứ tự 21) cũng được xếp vào nhóm đất hiếm vì trong tự nhiên nó luôn đi cùng các nguyên tố này. Các nguyên tố đất hiếm và đặc tính cơ bản của đất hiếm được thống kê ở bảng sau.1: Các nguyên tố đất hiếm và các đặc tính cơ bản TT Nguyên tố Ký hiệu Thứ tự Hoá trị Nguyên tử lượng Các oxyt hoá học nguyên tử 1 Lantan La 57 3 138,92 La 2 O 3 2 Ceri Ce 58 3,4 140,13 CeO 2 3 Prazeodim Pr 59 3,4 140,92 Pr 4 O 11 4 Neodim Nd 60 3 144,27 Nd 2 O 3 5 Prometi Pm 61 3 145,00 Không 6 Samari Sm 62 2,3 150,43 Sm2 O 3 7 Europi Eu 63 2,3 152,00 Eu 2 O 3 n 4 8 Gadoloni Gd 64 3 156,90 Gd 2 O 3 9 Tecbi Tb 65 3,4 159,20 Tb 4 O 7 10 Dysprosi Dy 66 3 162,46 Dy 2 O 3 11 Honmi Ho 67 3 164,94 Ho 2 O 3 12 Erbi Er 68 3 167,20 Er 2 O 3 13 Tuli Tm 69 3 169,40 Tm 2 O 3 14 Ytecbi Yb 70 2,3 173,04 Yb 2 O 3 15 Lutexi Lu 71 3 174,99 Lu2O3 16 Ytri Y 39 3 88,92 Y2 O3 17 Scandi Sc 21 3 59,72 Sc2O3 Nguồn: [24] Trong công nghệ tuyển khoáng, các nguyên tố đất hiếm được phân thành hai nhóm: nhóm nhẹ và nhóm nặng hay còn gọi là nhóm lantan - ceri và nhóm ytri.

Trong một số trường hợp, đặc biệt là kỹ thuật tách triết, các nguyên tố đất hiếm được chia ra ba nhóm: nhóm nhẹ, nhóm trung gian và nhóm nặng.2: Phân nhóm các nguyên tố đất hiếm La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y Nhóm nhẹ (nhóm lantan ceri) Nhóm nặng (nhóm ytri) Nhóm nhẹ Nhóm trung Nhóm nặng Nguồn: [24] 1. Mục đích sử dụng Đất hiếm có rất nhiều mục đích sử dụng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho các máy phát điện, đưa vào các chế phẩm phân bón vi lượng nhằm tăng năng suất và chống chịu sâu bệnh cho cây trồng, để chế tạo các nam châm trong máy tuyển từ trong công nghệ tuyển khoáng. Cụ thể đất hiếm được sử dụng trong các ngành sau : - Dùng để diệt mối mọt, các cây mục nhằm bảo tồn các di tích lịch sử - Dùng làm xúc tác trong công nghệ lọc hóa dầu và xử lý môi trường. - Dùng làm vật liệu siêu dẫn.

- Dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho các máy phát điện n 5 - Dùng để đưa vào các chế phẩm phân bón vì lượng nhằm tăng năng suất và chống chịu sâu bệnh cho cây trồng - Dùng để chế tạo các nam châm trong các máy tuyển từ trông công nghệ tuyển khoáng - Dùng chế tạo các đèn catot trong các máy vô tuyến truyền hình - Các ion đất hiếm cũng được sử dụng như các vật liệu phát quang trong các ứng dụng quang điện - Được ứng dụng trong công nghệ laser Suốt 4 thập kỷ qua, các tính năng vật lý và hóa học đặc biệt của các nguyên liệu đất hiếm là trung tâm của các nghiên cứu, sáng tạo, phát minh với rất nhiều ứng dụng kỹ thuật từ macro đến micro và nano cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau: xúc tác hóa học trong ngành lọc dầu, kiểm tra ô nhiễm trong ngành xe hơi, gốm lót cho các động cơ phản lực, nam châm vĩnh cửu cho các ứng dụng từ tính… và dĩ nhiên trong các ngành chiếu sáng, luyện kim, điện tử, trong các kỹ thuật quân sự từ màn hình radar đến tia laser và hệ thống điều khiển tên lửa. Thật hiếm có loại nguyên liệu nào như đất hiếm, vừa có tính ứng dụng phổ quát, vừa có tính kỹ thuật cao, lại vừa có nhiều triển vọng áp dụng cho tương lai, ví như sản xuất các thùng chứa và ống dẫn hydrogen nhiên liệu cho thời kỳ thế giới cạn kiệt dầu mỏ [3].3: Lĩnh vực sử dụng chính của các nguyên tố đất hiếm và hỗn hợp TT NGUYÊN TỐ KÝ HIỆU HH LĨNH VỰC SỬ DỤNG Chất xúc tác; gốm, sứ, kính một hợp kim của kim loại đất hiếm được sử dụng không chỉ Lantan cho đá đánh lửa trong bật lửa mà còn được 1 La sử dụng, có lẽ quan trọng hơn, trong thép thanh lọc bởi sự loại bỏ oxy và sulfur; chất huỳnh quang và bột đánh bóng. 2 Ceri Ce Gốm, sứ; chất huỳnh quang và ứng dụng hạt nhân; nam chân vĩnh cửu 3 Prazeodim Pr Gốm, sứ; thuốc nhuộm kính; sợi quang học; ứng dụng hạt nhân và laze. n 6 4 Neodim Nd Chất huỳnh quang.

5 Prometi Pm Gốm, sứ; kính; sự dò tìm và trực quan hoá ảnh y học quang học và từ tính. 6 Samari Sm Gốm, sứ; ứng dụng hạt nhân và laze 7 Europi Eu Chất xúc tác tự động; gốm, sứ; kính; chất huỳnh quang và chất nhuộm. 8 Gadoloni Gd Tinh thể đơn chất phát sáng, chất xúc tác, sản xuất huỳ nh quang tia X đặc biệt. 9 Tecbi Tb Chất xúc tác; máy lọc IR, laze; chất nhuộm và nam châm vĩnh cửu.

10 Dysprosi Dy Gốm, sứ; kính và chất nhuộm; nam châm vĩnh cửa. 11 Honmi Ho Chất huỳnh quang, pin hạt nhân và dụng cụ đo lường thu nhỏ. 12 Erbi Er Bộ lọc vi ba; ứng dụng hạt nhân và nam châm vĩnh cửu. 13 Tuli Tm Không gian vũ trụ; gậy bóng chày; ứng dụng hạt nhân; chất bán dẫn và chiếu sáng.

14 Ytecbi Yb Chất huỳnh quang; nam chân vĩnh cửu; pin nhiên liệu. 15 Lutexi Lu Trực quan hoá ảnh y học và ống chùm điện tử. 16 Ytri Y Công nghiệp hoá học và nghề luyện kim. 17 Scandi Sc Tụ điện; chất huỳnh quang (ống dẫn tia catiot - CRT và đèn), công nghệ rada và chất siêu dẫn.

Các bước để sản xuất thương mại đất hiếm Bảng 1.4: Các bước để sản xuất thương mại đất hiếm 1 Tìm ra nguồn tài nguyên/trữ lượng 2 Xác định quy trình: Tuyển quặng; Chiết xuất; Tách đất hiếm 3 Nghiên cứu tiền khả thi 4 Tuyển quặng Từ bước 4 đến bước 6 : chứng tỏ quy trình được n 7 5 Chiết xuất đất hiếm lựa chọn là hợp lý, tin cậy về mặt kỹ thuật và thương mại thông qua các nhà máy sản xuất thử 6 Tách đất hiếm để sản xuất các sản phẩm mẫu cho thuyết minh khách hàng; để thu thập dữ liệu cho nghiên cứu khả thi và đánh giá tác động môi trường. 7 Đạt được sự thông qua về đánh giá tác động môi trường của dự án 8 Đàm phán các hợp đồng bán 9 Hoàn thiện nghiên cứu khả thi 10 Xây dựng và tiến hành sản xuất Nguồn: [22] Hiện nay, các nhà khoa học Việt Nam đã tách được các nguyên tố đất hiếm đạt độ sạch đến 98 - 99% và ứng dụng cho nhiều ngành khác nhau trong công nghiệp. Nhu cầu và thị trường quặng đất hiếm  Năm 1794: Sản xuất thương mại đất hiếm đầu tiên tại Áo.  Năm 1953: Nhu cầu đất hiếm khoảng 1.000 tấn (tương đương 25.

 Năm 1965: Mỏ khai thác mỏ đất hiếm độc lập đầu tiên là Mountain Pass (Mỹ).  Năm 2003: Nhu cầu đất hiếm khoảng 85.000 tấn (tương đương 500.  Năm 2008: Nhu cầu đất hiếm khoảng 124.  Năm 2015: Dự kiến nhu cầu đất hiếm trên toàn thế giới khoảng 200.

Dự báo nhu cầu thị trường đất hiếm đến năm 2015 (± 15%) thể hiện ở hình sau : n 8 Nguồn : [17] Hình 1. 1 : Dự báo nhu cầu thị trường đất hiếm của thế giới đến năm 2015 Hiện nay, Trung Quốc sản xuất hơn 95% các nguyên tố đất hiếm trên thế giới, một số nước đang phát triển như Canada, Mỹ và Australia. Dự báo trong thời gian tới nhu cầu cung và cầu sẽ được cân đối. Tuy nhiên, các nguyên tố đất hiếm nhóm nhóm nhẹ (LREE) được dự báo là cung vượt quá cầu, trong khi các nguyên tố đất hiếm nhóm nặng (HREE) nhu cầu sẽ ngày càng tăng, lượng cung sẽ không đủ lượng cầu.

Lượng sản xuất đất hiếm trên thế giới từ năm 1985 đến năm 2009 được thể hiện ở hình 3. Các nước tiêu thụ đất hiếm lớn nhất là Mỹ (26,95%), Nhật Bản (22,69%), Trung Quốc (21,27%). Các nước xuất khẩu các sản phẩm đất hiếm lớn nhất là Trung Quốc, Mỹ, Nhật, Thái Lan. Các nước nhập khẩu các sản phẩm đất hiếm lớn nhất là Nhật Bản, Pháp, Đức, Anh, Australia [26].

Dự báo giá của một số kim loại đất hiếm đến năm 2015 như hình dưới đây : n 9 Nguồn : [17] Hình 1.2 : Sản lượng đất hiếm sản xuất từ năm 1985 – 2009 Bảng 1.5 :Dự báo giá của một số oxyt kim loại đất hiếm đến năm 2015 Giá (USD) Ôxyt đất hiếm 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Dysprosium oxide (Dy) 305 375 454 504 580 672 Dysprosium Fe (Dy) 300 369 446 496 570 661 Gadolinium oxide (Gd 2 O 3 ) 70 73 71 78 65 55 Lutetium Oxide (Lu 2 O 3 ) 412 461 517 579 648 726 Terbium oxide (Tb 4 O 7 ) 610 778 968 1.029 Yttrium Oxide (Y 2 O 3 ) 78 99 121 135 163 186 Neodymium (Nd 2 O 3 ) 90 113 125 151 176 238 Europium Oxide (Eu 2 O 3 ) 454 499 549 604 665 731 Yttrium Oxide (Y 2 O 3 ) 8 8 3 10 11 12 Nguồn: [19] n 10 Theo thống kê giá của USGS giá đất hiếm trên thế giới từ năm 1970 đến năm 2010 có sự biến động theo từng năm, từng giai đoạn và nhu cầu sử dụng. Từ năm 1970 đến năm 1988 do nhu cầu sử dụng đất hiếm chưa cao và chỉ áp dụng trong một số lĩnh vực nhất định, do vậy giá đất hiếm chưa cao.