Tổng quan nghiên cứu

Khai thác khoáng sản, đặc biệt là khai thác đá xây dựng, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, hoạt động này gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên, đặc biệt là môi trường đất và cảnh quan địa hình. Tại tỉnh Hà Tĩnh, với khoảng 168 mỏ đá vật liệu xây dựng, công tác cải tạo môi trường đất sau khai thác trở thành vấn đề cấp thiết nhằm bảo vệ tài nguyên và phát triển bền vững. Mỏ đá Sơn Thủy, xã Sơn Thủy, huyện Hương Sơn, có diện tích 3,7 ha, là đối tượng nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng môi trường và đề xuất giải pháp cải tạo môi trường đất sau khai thác.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc điều tra, đánh giá hiện trạng môi trường không khí, nước, đất tại khu vực mỏ, dự báo tình trạng môi trường sau khai thác và đề xuất các giải pháp cải tạo phù hợp. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ tháng 8/2014 đến tháng 3/2015, với phạm vi nghiên cứu tại khu vực mỏ và vùng lân cận thuộc tỉnh Hà Tĩnh. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng kế hoạch quản lý môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực và phát triển bền vững tài nguyên đất đai tại các dự án khai thác mỏ tương tự.

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 tác động môi trường khai thác khoáng sản, bao gồm:

  • Lý thuyết tác động môi trường khai thác khoáng sản: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng như bụi, khí thải, tiếng ồn, rung động, ô nhiễm nước và đất do hoạt động khai thác.
  • Mô hình cải tạo và phục hồi môi trường đất sau khai thác: Áp dụng các biện pháp bóc tách, lưu trữ đất mặt, san lấp, trồng cây phục hồi thảm thực vật và cải thiện tính chất đất.
  • Các khái niệm chính: bụi lơ lửng (TSP), chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), kim loại nặng trong đất (Cu, Cd, As, Pb, Zn), hệ số phục hồi môi trường đất, và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường (QCVN).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ các báo cáo quan trắc môi trường của mỏ đá Sơn Thủy giai đoạn 2006-2014, tài liệu thăm dò khoáng sản, các tiêu chuẩn và quy chuẩn môi trường Việt Nam, cùng khảo sát thực địa tại khu vực mỏ.
  • Phương pháp phân tích: Lấy mẫu không khí, nước mặt, nước ngầm và đất tại các vị trí đặc trưng trong khu vực mỏ. Phân tích mẫu theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và các phương pháp quốc tế, tập trung vào các chỉ tiêu bụi, khí thải, kim loại nặng, chất rắn lơ lửng, pH, BOD5, COD, và vi sinh vật.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Tổng cộng 2 mẫu không khí, 4 mẫu nước (2 nước mặt, 2 nước ngầm), 6 mẫu đất được lấy tại các vị trí đại diện cho hiện trạng môi trường khu vực mỏ và vùng lân cận.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 8/2014 đến tháng 3/2015, bao gồm khảo sát thực địa, lấy mẫu, phân tích và tổng hợp số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng không khí: Nồng độ bụi lơ lửng tại khu vực mỏ vượt ngưỡng cho phép với giá trị 369 - 425 µg/m³, vượt mức quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT (300 µg/m³). Các chỉ tiêu khác như CO, SO2, NO2 nằm trong giới hạn cho phép. Độ ồn đo được khoảng 64 dB, dưới ngưỡng 70 dB theo QCVN 26:2010/BTNMT.

  2. Chất lượng nước mặt và nước ngầm: Chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước mặt vượt giới hạn cho phép (54 mg/l và 52 mg/l so với 50 mg/l theo QCVN 08:2008/BTNMT). Các chỉ tiêu khác như pH, BOD5, COD, NH4+, NO3-, Coliform đều nằm trong giới hạn cho phép. Nước ngầm chưa có dấu hiệu ô nhiễm, các chỉ tiêu kim loại nặng và vi sinh đều dưới ngưỡng QCVN 09:2008/BTNMT.

  3. Chất lượng đất: Hàm lượng kim loại nặng (Cu, Cd, As, Pb, Zn) trong đất đều dưới giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT. Đất bề mặt có pH khoảng 4,2 - 4,5, tính axit nhẹ, hàm lượng mùn hữu cơ trên 3%, cation trao đổi thấp, thành phần cơ giới nặng với tỷ lệ hạt nhỏ chiếm gần 40%.

  4. Tác động tiếng ồn và rung động: Mức ồn từ máy móc khai thác dao động từ 66,7 đến 74,5 dB, dưới ngưỡng cho phép 85 dBA tại nơi làm việc. Tiếng ồn do nổ mìn có cường độ lên đến 100 dB trong thời gian ngắn, gây khó chịu cho cư dân gần mỏ. Mức rung do máy móc thi công dao động từ 74 đến 80 dB, ảnh hưởng chủ yếu đến công nhân.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy hoạt động khai thác đá tại mỏ Sơn Thủy đã gây ra ô nhiễm bụi vượt ngưỡng cho phép, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí và có thể tác động tiêu cực đến sức khỏe người lao động và thảm thực vật. Tác động này phù hợp với các nghiên cứu trong ngành khai thác khoáng sản, nơi bụi silic và bụi vô cơ là nguồn ô nhiễm chính. Nước mặt bị ảnh hưởng bởi chất rắn lơ lửng do nước mưa chảy tràn cuốn theo đất đá, tương tự các báo cáo về ô nhiễm nước tại các mỏ khai thác lộ thiên khác. Tuy nhiên, nước ngầm vẫn giữ được chất lượng tốt, cho thấy chưa có sự thâm nhập ô nhiễm sâu vào tầng nước ngầm.

Chất lượng đất chưa bị ô nhiễm kim loại nặng, nhưng tính axit và thành phần cơ giới nặng có thể hạn chế khả năng phục hồi tự nhiên của đất. Điều này đòi hỏi các biện pháp cải tạo đất phù hợp để nâng cao độ phì nhiêu và khả năng giữ nước. Tiếng ồn và rung động tuy chưa vượt mức nguy hiểm nhưng cần được kiểm soát để bảo vệ sức khỏe người lao động.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh nồng độ bụi và TSS với giới hạn quy chuẩn, bảng tổng hợp các chỉ tiêu kim loại nặng trong đất, và biểu đồ mức ồn theo khoảng cách từ nguồn phát sinh.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường biện pháp giảm bụi: Sử dụng xe tưới nước dập bụi thường xuyên tại khu vực khai thác và đường vận chuyển để giảm nồng độ bụi lơ lửng xuống dưới 300 µg/m³ trong vòng 6 tháng tới. Chủ thể thực hiện là đơn vị khai thác mỏ phối hợp với cơ quan quản lý môi trường.

  2. Xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải: Thiết kế và vận hành bể lắng, rãnh thoát nước hợp lý để giảm tải lượng chất rắn lơ lửng trong nước mặt, đảm bảo TSS không vượt quá 50 mg/l. Thời gian thực hiện trong 12 tháng, chủ thể là chủ đầu tư mỏ và đơn vị tư vấn môi trường.

  3. Cải tạo đất bằng phương pháp sinh học: Bóc tách và lưu trữ đất mặt, sau khai thác tiến hành phủ đất mùn và trồng các loại cây keo lá tràm, cây cỏ bản địa nhằm cải thiện tính chất đất, tăng độ phì nhiêu và ổn định địa hình. Thời gian thực hiện từ năm khai thác thứ 2 đến khi kết thúc khai thác.

  4. Kiểm soát tiếng ồn và rung động: Lắp đặt các thiết bị giảm tiếng ồn cho máy móc, tổ chức khai thác theo ca để giảm thời gian tiếp xúc tiếng ồn cho công nhân, đồng thời thiết lập vùng đệm an toàn tối thiểu 124 m quanh khu vực nổ mìn. Thực hiện ngay trong vòng 3 tháng tới.

  5. Tăng cường giám sát môi trường: Thiết lập hệ thống quan trắc định kỳ không khí, nước và đất để theo dõi hiệu quả các biện pháp cải tạo, điều chỉnh kịp thời các giải pháp khi phát hiện dấu hiệu ô nhiễm mới. Chủ thể là cơ quan quản lý môi trường và đơn vị khai thác, thực hiện liên tục trong suốt quá trình khai thác và cải tạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý môi trường và cơ quan cấp phép khai thác khoáng sản: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy định về cải tạo môi trường đất sau khai thác, đảm bảo tuân thủ Luật Khoáng sản và Luật Bảo vệ môi trường.

  2. Chủ đầu tư và doanh nghiệp khai thác khoáng sản: Áp dụng các giải pháp cải tạo môi trường đất phù hợp, nâng cao hiệu quả quản lý môi trường, giảm thiểu rủi ro và chi phí xử lý ô nhiễm sau khai thác.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường, địa chất: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, phân tích mẫu và đánh giá tác động môi trường trong lĩnh vực khai thác khoáng sản.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức bảo vệ môi trường địa phương: Hiểu rõ tác động của khai thác mỏ đến môi trường sống, từ đó tham gia giám sát và đề xuất các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao bụi lơ lửng tại mỏ Sơn Thủy vượt ngưỡng cho phép?
    Hoạt động khoan, nổ mìn, vận chuyển và nghiền đá tạo ra lượng bụi lớn, đặc biệt trong điều kiện thời tiết khô hanh và gió mạnh, khiến bụi phát tán rộng và vượt mức quy chuẩn.

  2. Nước ngầm tại khu vực mỏ có bị ô nhiễm không?
    Kết quả phân tích cho thấy nước ngầm chưa bị ô nhiễm, các chỉ tiêu kim loại nặng và vi sinh đều nằm trong giới hạn cho phép, do tầng đá granit có khả năng hạn chế thấm và ô nhiễm.

  3. Giải pháp cải tạo đất nào hiệu quả nhất cho khu vực mỏ?
    Phương pháp bóc tách, lưu trữ đất mặt và trồng cây keo lá tràm kết hợp với cải tạo sinh học giúp phục hồi độ phì nhiêu, cải thiện cấu trúc đất và ổn định địa hình sau khai thác.

  4. Tiếng ồn do nổ mìn có ảnh hưởng lâu dài đến cư dân không?
    Tiếng ồn nổ mìn có cường độ cao nhưng chỉ xảy ra trong thời gian ngắn và được dự báo trước, do đó ảnh hưởng tâm lý là chính, không gây tổn hại lâu dài nếu tuân thủ khoảng cách an toàn.

  5. Làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm nước mặt do khai thác mỏ?
    Xây dựng hệ thống bể lắng, rãnh thoát nước hợp lý, thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt, đồng thời kiểm soát đất đá thải để hạn chế lượng chất rắn lơ lửng trong nước mặt.

Kết luận

  • Hoạt động khai thác đá tại mỏ Sơn Thủy gây ô nhiễm bụi vượt ngưỡng, chất rắn lơ lửng trong nước mặt cao hơn quy chuẩn, trong khi đất và nước ngầm chưa bị ô nhiễm kim loại nặng.
  • Đất bề mặt có tính axit nhẹ, thành phần cơ giới nặng, cần cải tạo để nâng cao độ phì nhiêu và khả năng giữ nước.
  • Tiếng ồn và rung động chủ yếu ảnh hưởng đến công nhân, cần kiểm soát để bảo vệ sức khỏe lao động.
  • Đề xuất các giải pháp giảm bụi, xử lý nước thải, cải tạo đất bằng sinh học và kiểm soát tiếng ồn, rung động nhằm phục hồi môi trường đất sau khai thác.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý môi trường và phát triển bền vững tài nguyên đất tại các dự án khai thác khoáng sản tương tự.

Tiếp theo, cần triển khai thực hiện các giải pháp đề xuất, đồng thời thiết lập hệ thống giám sát môi trường liên tục để đánh giá hiệu quả và điều chỉnh kịp thời. Các cơ quan quản lý, chủ đầu tư và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ nhằm bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững.