Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Quảng Ninh sở hữu nguồn tài nguyên khoáng sản đặc biệt dồi dào, chiếm tới 90% tổng trữ lượng than của cả nước và là trung tâm công nghiệp khai khoáng quan trọng nhất Việt Nam. Tại thành phố Cẩm Phả, quy hoạch phát triển ngành than ghi nhận 16 mỏ và công trường khai thác lộ thiên hoạt động với sản lượng than nguyên khai đạt từ 14 đến 16 triệu tấn/năm. Để đạt được sản lượng này, khối lượng đất bóc bề mặt phải xử lý lên tới 180 đến 200 triệu m3/năm, tương ứng hệ số bóc tách trung bình từ 8 đến 10 m3 đất đá phủ và thải ra từ 1 đến 3 m3 nước thải mỏ trên mỗi tấn than khai thác. Lũy kế đến ngày 31/12/2012, tổng khối lượng đất đá thải tồn dư tại Cẩm Phả đã chạm mốc 3,7 tỷ m3, trong đó các mỏ lớn gồm Đèo Nai, Cao Sơn, Cọc Sáu, Khe Chàm II và Đông Đá Mài chiếm trên 94% tổng khối lượng toàn vùng; dự kiến giai đoạn tiếp theo phát sinh thêm khoảng 1,9 tỷ m3. Hoạt động khai thác với quy mô khổng lồ này đã tạo nên những núi đất đá thải cao trên 200m, moong khai thác sâu tới âm 150m, gây ô nhiễm bụi nghiêm trọng, xói mòn rửa trôi và đe dọa trực tiếp đến hệ sinh thái Vịnh Hạ Long. Luận văn tập trung đánh giá hiện trạng quản lý chất thải rắn phát sinh (đất đá bóc vỉa, chất thải nguy hại, rác thải sinh hoạt) tại hai đơn vị tiêu biểu là Công ty Cổ phần Than Cao Sơn và Công ty Cổ phần Than Đèo Nai trong giai đoạn 2014 - 2015. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học để hoàn thiện hệ thống quản trị môi trường và xây dựng các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm hướng tới mục tiêu phát triển bền vững cho ngành than Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên sự tích hợp của hai nền tảng lý luận chính trong quản trị môi trường:

Thứ nhất, Lý thuyết hệ thống sinh thái nhân văn "Tự nhiên - Con người - Xã hội". Lý thuyết này luận giải tính thống nhất vật chất thế giới thông qua chu trình sinh địa hóa của 5 thành phần cơ bản: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, sinh vật phân hủy, xã hội loài người và các dòng vật chất vô cơ/hữu cơ. Hoạt động khai khoáng của con người làm xáo trộn cấu trúc tự nhiên, đòi hỏi các biện pháp can thiệp quản lý phải mang tính chỉnh thể và liên ngành.

Thứ hai, Khung lý thuyết quản lý môi trường doanh nghiệp theo hệ thống tiêu chuẩn ISO 14001 và các công cụ kinh tế môi trường. Mô hình nghiên cứu vận dụng ba nhóm công cụ: công cụ điều chỉnh vĩ mô (chính sách, Luật Bảo vệ môi trường), công cụ hành động (tiêu chuẩn kỹ thuật, thanh tra xử phạt, ký quỹ phục hồi) và công cụ hỗ trợ (quan trắc, đánh giá tác động môi trường).

Các khái niệm trọng tâm được chuẩn hóa bao gồm: Quản lý chất thải rắn mỏ (chuỗi hành động từ quy hoạch, phân loại, thu gom, vận chuyển đến lưu giữ và hoàn nguyên); Đất đá thải bóc vỉa (khối lượng đất đá bị bóc tách để mở hào tiếp cận vỉa than); Bãi thải mỏ (địa bàn lưu giữ đất đá ngoài hoặc trong moong với các tầng đổ thải xác định); và Phục hồi môi trường sau khai thác (quá trình cải tạo địa hình, tái tạo thổ nhưỡng và phát triển thảm thực vật bền vững).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng tổ hợp các phương pháp tiếp cận khoa học kết hợp dữ liệu thứ cấp và sơ cấp trong khung thời gian từ tháng 9/2015 đến tháng 9/2016:

  • Thu thập dữ liệu thứ cấp: Kế thừa và tổng hợp số liệu từ báo cáo sản xuất kinh doanh, hồ sơ quan trắc môi trường định kỳ của hai mỏ than Cao Sơn, Đèo Nai, cơ sở dữ liệu của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV), Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh cùng các văn bản pháp quy như Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 và Nghị định 18/2015/NĐ-CP.

  • Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu khảo sát xã hội học: Thiết kế và phát phiếu điều tra ngẫu nhiên phân tầng tới 40 hộ dân sinh sống tại các khu vực lân cận bãi thải Nam Khe Tam, Đông Khe Sim và Mông Giăng nhằm thu thập phản hồi khách quan về mức độ ảnh hưởng của bụi, tiếng ồn và nguy cơ sạt lở đất đá.

  • Quan trắc và lấy mẫu hiện trường: Thiết lập 12 điểm lấy mẫu chuyên sâu vào ngày 20/9/2016. Cỡ mẫu gồm 4 mẫu nước mặt (lấy tại suối phía Đông bãi thải Cao Sơn và suối phía Tây bãi thải Đèo Nai kèm mẫu lặp kiểm chứng ở độ sâu 30cm) và 8 mẫu không khí xung quanh (phân bổ tại trung tâm bãi thải và tuyến đường vận chuyển ở cả hai trạng thái có xe cơ giới hoạt động và không có xe hoạt động).

  • Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn: Mẫu nước được phân tích trong 6 ngày dựa trên các chỉ tiêu pH, TSS, COD, BOD5, dầu mỡ khoáng và đối chiếu với QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1. Mẫu khí được phân tích trong 4 ngày về nồng độ bụi lơ lửng, SO2, CO, NO2 và tiếng ồn đối chiếu với QCVN 05:2013/BTNMT và QCVN 26:2010/BTNMT. Phương pháp thống kê mô tả và tương quan trên phần mềm chuyên dụng được lựa chọn để lượng hóa chính xác mối liên hệ giữa sản lượng than khai thác và thể tích đất đá phát sinh, đảm bảo độ tin cậy khoa học cao nhất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, lượng đất đá thải phát sinh từ khâu bóc vỉa chiếm quy mô áp đảo trong cơ cấu chất thải. Tại Công ty Than Đèo Nai, năm 2014 lượng đất đá bốc xúc đạt 18.214.000 m3 để khai thác 2.473.000 tấn than nguyên khai. Tại Công ty Than Cao Sơn, chỉ trong 9 tháng đầu năm 2015, khối lượng đất đá bóc vỉa đã lên tới 30.893.700 m3 để thu hồi 3.000.000 tấn than. Đất đá được đổ thải tại các bãi lớn như Nam Khe Tam - Đông Khe Sim (sức chứa thiết kế 273 triệu m3) và bãi thải trong Lộ Trí (thiết kế 86 triệu m3) với các tầng đổ thải cao từ 20m đến 50m, góc nghiêng sườn dốc lên đến 35 độ.

Thứ hai, khối lượng chất thải nguy hại và chất thải sinh hoạt gia tăng nhanh theo tốc độ cơ giới hóa. Tại Than Đèo Nai, khối lượng chất thải nguy hại (chủ yếu là dầu mỡ thải, giẻ lau dính dầu, ắc quy hỏng) năm 2014 là 162.761 kg, tăng lên 192.615 kg trong 9 tháng đầu năm 2015 (tăng bình quân khoảng 18,3% về tốc độ phát sinh tháng). Tại Than Cao Sơn, chất thải nguy hại năm 2014 đạt 227 tấn và 9 tháng đầu năm 2015 đạt 250 tấn. Lượng rác thải sinh hoạt năm 2014 tại Than Cao Sơn là 686 tấn (9 tháng đầu năm 2015 là 450 tấn) và tại Than Đèo Nai là 315 tấn.

Thứ ba, sự phân hóa về hiệu quả kiểm soát môi trường và phản ứng từ cộng đồng. Cả hai đơn vị đều tuân thủ việc phân loại chất thải nguy hại tại kho chuyên dụng và hợp đồng với các đơn vị chức năng thu gom rác sinh hoạt 3 lần/tuần. Tuy nhiên, kết quả điều tra xã hội học từ 40 hộ dân cho thấy có trên 70% số hộ vẫn bày tỏ lo ngại về mức độ bụi trong mùa khô hanh và nguy cơ bồi lấp bùn đá vào mùa mưa bão.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của tình trạng ô nhiễm là do các mỏ lộ thiên đang khai thác xuống sâu vượt mức âm 150m đến âm 300m so với mực nước biển, làm tăng hệ số bóc đất đá và kéo dài cung độ vận chuyển. Mật độ xe tải tự đổ công suất lớn (55 - 110 tấn) hoạt động liên tục trên nền đường đất đá chưa được thảm nhựa kiên cố khiến nồng độ bụi lơ lửng tại các tuyến đường vận chuyển tăng vọt so với thời điểm không có xe chạy.

So sánh với kinh nghiệm quốc tế, chương trình phục hồi môi trường mỏ của tập đoàn Alcoa tại Tây Úc đã tái tạo thành công 12.594 ha rừng bản địa với 96% độ phong phú thực vật nhờ kỹ thuật bóc phủ đất mặt. Tại Cẩm Phả, dù Công ty Than Đèo Nai đã nỗ lực trồng phục hồi được 59,47 ha rừng keo tại bãi thải Mông Giăng và Đông Khe Sim với mật độ 2.500 - 4.400 cây/ha, tốc độ cải tạo sinh thái nhìn chung vẫn chậm hơn so với tốc độ bồi đắp đất đá thải thực tế.

Dữ liệu nghiên cứu này có thể được trình bày trực quan qua biểu đồ cột đôi biểu diễn tương quan giữa sản lượng than và khối lượng đất bóc tách qua các năm, kết hợp với bảng ma trận so sánh các thông số hóa lý của nguồn nước suối Đá Mài trước và sau khi chảy qua chân bãi thải nhằm làm rõ mức độ đóng góp chất rắn lơ lửng (TSS) vào môi trường tiếp nhận.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá thực trạng, nghiên cứu đưa ra 4 giải pháp mang tính hành động cao:

  • Đổi mới công nghệ đổ thải và tối ưu hóa hệ thống dập bụi: Chuyển đổi phương thức đổ thải từ tầng cao sang kỹ thuật đổ thải tầng thấp, kết hợp san gạt giật cấp nhằm giảm góc dốc bờ bãi thải xuống dưới 25 độ để chống sạt lở. Huy động tối đa đội xe téc tưới nước 16 chiếc (dung tích 10 - 25 m3) phun ẩm thường xuyên với lưu lượng từ 3.000 đến 5.000 m3 nước sạch/ngày trên tất cả các tuyến vận chuyển chính và mặt bằng bãi thải. Target metric: Giảm từ 25% đến 30% hàm lượng bụi lơ lửng trong không khí. Timeline: Triển khai liên tục giai đoạn 2017 - 2020. Chủ thể thực hiện: Phân xưởng Môi trường và Vận tải của Công ty Than Cao Sơn và Than Đèo Nai.

  • Đẩy mạnh hoàn nguyên sinh thái và mở rộng diện tích phủ xanh: Triển khai trồng rừng phục hồi môi trường bằng giống cây keo lá tràm, keo tai tượng kết hợp mô hình thảm cỏ vetiver giữ đất trên các sườn tầng bãi thải đã dừng đổ thải. Nâng tổng diện tích rừng trồng từ 59,47 ha hiện nay lên trên 100 ha với mật độ ổn định 2.500 đến 4.400 cây/ha. Target metric: Đạt tỷ lệ che phủ thảm thực vật tối thiểu 80% diện tích bãi thải ngừng hoạt động. Timeline: Giai đoạn 2017 - 2022. Chủ thể thực hiện: Ban Lãnh đạo hai mỏ than phối hợp Quỹ Bảo vệ Môi trường tỉnh Quảng Ninh.

  • Kiên cố hóa công trình ngăn bùn đá và kiểm soát thoát nước mặt: Xây dựng đồng bộ hệ thống đập chắn đất đá kiên cố tại chân bãi thải Nam Khe Tam và Mông Giăng; nạo vét định kỳ mạng lưới mương thoát nước quanh chân bãi thải và lòng suối Đá Mài với kinh phí duy tu trên 15 tỷ đồng/năm. Target metric: Thu gom và lắng đọng 100% lượng đất đá trôi lấp sau các đợt mưa lớn, chống bồi lắng sông suối. Timeline: Hoàn tất trước mùa mưa bão hàng năm. Chủ thể thực hiện: Phòng Đầu tư Xây dựng và Môi trường các công ty than.

  • Chuẩn hóa quy trình quản lý chất thải nguy hại và chất thải sinh hoạt: Nâng cấp kho lưu giữ chất thải nguy hại tại 16 công trường phân xưởng theo đúng quy định đăng ký sổ chủ nguồn thải; duy trì việc thu gom rác sinh hoạt định kỳ 3 lần/tuần. Target metric: Thu gom, lưu giữ và chuyển giao xử lý an toàn 100% khối lượng chất thải nguy hại phát sinh (khoảng 200 - 250 tấn/năm). Timeline: Báo cáo định kỳ hàng quý. Chủ thể thực hiện: Cán bộ chuyên trách môi trường mỏ liên kết với Công ty TNHH MTV Môi trường Vinacomin.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp nguồn tài liệu khoa học giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Phòng Tài nguyên và Môi trường TP. Cẩm Phả): Sử dụng luận văn như nguồn tài liệu thực tiễn để đánh giá việc tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, giám sát công tác ký quỹ cải tạo phục hồi môi trường (với nguồn quỹ thực tế đạt 88 tỷ đồng tại mỏ Đèo Nai) và xây dựng chính sách quản lý bãi thải liên mỏ.

  • Lãnh đạo doanh nghiệp và kỹ sư môi trường ngành khai khoáng (Tập đoàn TKV, các công ty than lộ thiên Đèo Nai, Cao Sơn, Cọc Sáu): Vận dụng các mô hình kỹ thuật để tối ưu hóa quy trình đổ thải, tổ chức phân loại chất thải nguy hại tại nguồn và xây dựng định mức chi phí môi trường định kỳ (như ngân sách trên 15 tỷ đồng/năm cho hệ thống thoát nước).

  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Đất đai, Địa chất - Mỏ: Tham khảo phương pháp tiếp cận điều tra liên ngành (kết hợp lấy 12 mẫu quan trắc thực địa và khảo sát 40 hộ dân) cùng khung phân tích tác động môi trường của chất thải rắn mỏ làm tài liệu học thuật chuyên sâu.

  • Các tổ chức tư vấn ĐTM và bảo tồn sinh thái: Khai thác bộ số liệu thứ cấp và các chỉ tiêu phát sinh chất thải theo sản lượng than (tỷ lệ bóc 8 - 10 m3/tấn) để xây dựng báo cáo đánh giá tác động môi trường và lập kế hoạch hoàn nguyên sinh thái cho các dự án khai thác mỏ mới.

Câu hỏi thường gặp

  • Hoạt động khai thác than lộ thiên tại Cẩm Phả phát sinh lượng đất đá thải khổng lồ do đâu? Khai thác lộ thiên đòi hỏi phải bóc tách toàn bộ lớp đất đá phủ bên trên để lộ vỉa than với tỷ lệ bóc tách từ 8 đến 10 m3 đất đá trên mỗi tấn than nguyên khai. Với tổng sản lượng than toàn vùng Cẩm Phả đạt từ 14 đến 16 triệu tấn/năm, lượng đất đá bóc vỉa phát sinh hàng năm dao động từ 180 đến 200 triệu m3, tạo nên các bãi thải khổng lồ tích lũy tới 3,7 tỷ m3.

  • Tác động môi trường nghiêm trọng nhất từ các bãi thải than là gì? Tác động lớn nhất là phát tán bụi mịn do phương tiện vận tải 55 - 110 tấn hoạt động trên các bãi thải cao trên 200m và nguy cơ trôi lấp đất đá khi có mưa bão lớn. Dòng chảy bùn đá từ sườn bãi thải có độ dốc tới 35 độ có thể bồi lấp suối Đá Mài, sông Mông Dương và gây ô nhiễm nguồn nước mặt khu vực xung quanh.

  • Các mỏ than Cao Sơn và Đèo Nai đã áp dụng giải pháp kỹ thuật nào để kiểm soát ô nhiễm bụi? Công ty Than Cao Sơn đã trang bị 16 xe téc chuyên dùng dung tích từ 10 đến 25 m3 để tưới nước thường xuyên trên các tuyến đường khai trường với lưu lượng từ 3.000 đến 5.000 m3 nước/ngày. Bên cạnh đó, hệ thống phun sương dập bụi được bố trí cố định tại các cụm sàng tuyển than để xử lý bụi phát tán ngay tại nguồn.

  • Kết quả nổi bật của công tác phục hồi môi trường bãi thải tại Công ty Than Đèo Nai là gì? Công ty Than Đèo Nai đã lập đề án hoàn nguyên với tổng kinh phí ký quỹ 88 tỷ đồng và tiến hành trồng phục hồi thành công 59,47 ha rừng keo tại bãi thải Mông Giăng và Đông Khe Sim với mật độ 2.500 đến 4.400 cây/ha. Thảm rừng này giúp ổn định sườn dốc, hạn chế tối đa nguy cơ trượt lở đất đá vào khu dân cư liền kề.

  • Chất thải nguy hại từ hoạt động khai thác than được quản lý theo quy trình nào? Doanh nghiệp thực hiện đăng ký mã số sổ chủ nguồn thải với cơ quan quản lý, xây dựng kho lưu giữ riêng biệt tại 16 phân xưởng và ký hợp đồng vận chuyển, xử lý trọn gói với đơn vị có chức năng là Công ty TNHH MTV Môi trường Vinacomin, xử lý an toàn từ 162 đến 250 tấn chất thải nguy hại mỗi năm.

Kết luận

  • Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng phát sinh và quản lý 3,7 tỷ m3 đất đá thải cùng hàng trăm tấn chất thải nguy hại tại hai mỏ than lộ thiên lớn nhất Cẩm Phả.
  • Chỉ rõ mối tương quan mật thiết giữa công nghệ khai thác xuống sâu và hệ số bóc vỉa cao (8 - 10 m3 đất/tấn than), dẫn đến áp lực môi trường ngày càng lớn.
  • Đánh giá khách quan các công trình giảm thiểu ô nhiễm hiện hữu, tiêu biểu là việc phủ xanh 59,47 ha rừng keo phục hồi và vận hành 16 xe téc dập bụi chuyên dụng.
  • Đóng góp hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật - quản lý khả thi, tích hợp kinh phí duy tu trên 15 tỷ đồng/năm để kiên cố hóa hệ thống đập chắn và thoát nước mỏ.
  • Đề xuất lộ trình hoàn nguyên sinh thái giai đoạn 2017 - 2022 nhằm kiểm soát triệt để nguy cơ sạt lở và thúc đẩy chuyển đổi mô hình tăng trưởng xanh cho ngành than.

Công trình là tài liệu tham khảo thiết thực, cung cấp cơ sở khoa học vững chắc giúp các nhà quản lý và doanh nghiệp khai khoáng triển khai hiệu quả công tác bảo vệ môi trường mỏ trong thực tiễn.