Tổng quan nghiên cứu

Hoạt động khai thác than tại Việt Nam, đặc biệt ở khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh, đã diễn ra hơn 160 năm và để lại nhiều tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Trong giai đoạn 2005-2012, sản lượng than khai thác lộ thiên chiếm khoảng 54-64% tổng sản lượng than toàn ngành, với khối lượng đất đá bóc lên tới hàng trăm triệu mét khối mỗi năm. Hoạt động khai thác than lộ thiên và hầm lò đã gây ra ô nhiễm không khí, nước thải, tiếng ồn và biến đổi địa hình nghiêm trọng. Ví dụ, hàm lượng bụi tại các khu vực khai thác than vùng Cẩm Phả vượt quy chuẩn quốc gia từ 4 đến hơn 20 lần, trong khi độ ồn cũng vượt mức cho phép từ 1 đến 1,1 lần. Nước thải khai thác than có pH dao động từ 2,2 đến 7,2, hàm lượng sắt và các chất ô nhiễm khác vượt giới hạn cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

Luận văn tập trung nghiên cứu xây dựng các giải pháp cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác tại khu mỏ Khe Sim - Lộ Trí - Đèo Nai, vùng Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, trong giai đoạn 2011-2013. Mục tiêu chính là đánh giá hiện trạng môi trường, khảo sát các công nghệ cải tạo phù hợp và đề xuất các phương án nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực, đảm bảo sự ổn định bãi thải, cải thiện chất lượng không khí, nước và cảnh quan, đồng thời tạo điều kiện phát triển bền vững ngành than. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ khu vực khai thác than lộ thiên và hầm lò của Công ty TNHH MTV Khe Sim - Tổng Công ty Đông Bắc, với diện tích sử dụng đất khoảng 990 ha. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ quản lý tài nguyên khoáng sản, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế xã hội địa phương.

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 khai thác khoáng sản, cải tạo và phục hồi môi trường trong hoạt động khai thác than. Theo Luật Khoáng sản năm 2011, khai thác khoáng sản bao gồm các hoạt động thu hồi khoáng sản từ lòng đất, trong đó khai thác than lộ thiên là hình thức bóc lớp đất đá phủ để lấy than, còn khai thác hầm lò là đào hầm dưới mặt đất để khai thác. Cải tạo, phục hồi môi trường được hiểu là quá trình đưa môi trường đất, nước, không khí và cảnh quan về trạng thái gần với ban đầu hoặc đạt tiêu chuẩn an toàn môi trường.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Ô nhiễm bụi và khí thải: Các chất ô nhiễm phát sinh từ hoạt động khoan nổ, vận chuyển, chế biến than.
  • Ô nhiễm nước thải: Nước thải có tính axit, chứa kim loại nặng và các chất rắn lơ lửng.
  • Cải tạo bãi thải: San gạt, phủ đất mặt và trồng cây để ổn định địa hình và giảm xói mòn.
  • Phục hồi cảnh quan: Tái tạo thảm thực vật, tạo vùng đệm xanh và cải thiện vi khí hậu.

Mô hình nghiên cứu tập trung vào đánh giá hiện trạng môi trường, phân tích tác động của khai thác than, áp dụng các công nghệ xử lý nước thải, giảm bụi và khí thải, đồng thời xây dựng các giải pháp cải tạo phù hợp với điều kiện địa phương.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu được thu thập từ khảo sát thực địa, quan trắc môi trường không khí, nước thải, tiếng ồn tại khu mỏ Khe Sim - Lộ Trí - Đèo Nai trong giai đoạn 2011-2013. Cỡ mẫu khảo sát bao gồm các điểm quan trắc tại khu vực khai thác, bãi thải, moong khai thác và khu dân cư lân cận. Phương pháp chọn mẫu là chọn điểm đại diện cho các khu vực có hoạt động khai thác than lộ thiên và hầm lò.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Phân tích thống kê số liệu môi trường để đánh giá mức độ ô nhiễm so với quy chuẩn quốc gia.
  • Phân tích so sánh hiện trạng môi trường trước và sau các biện pháp cải tạo.
  • Phương pháp khảo sát thực địa để đánh giá địa hình, hiện trạng bãi thải và thảm thực vật.
  • Phương pháp tư vấn chuyên gia nhằm hoàn thiện các giải pháp kỹ thuật và quản lý.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2011 đến 2013, trong đó thu thập số liệu và khảo sát thực địa được thực hiện liên tục nhằm cập nhật thông tin chính xác nhất phục vụ cho việc đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ô nhiễm không khí vượt quy chuẩn nghiêm trọng: Hàm lượng bụi tại các khu vực khai thác than vùng Cẩm Phả vượt quy chuẩn QCVN 05:2009/BTNMT từ 4 đến hơn 20 lần, ví dụ tại bãi thải Nam Đèo Nai bụi vượt 9 lần, khu chế biến mỏ Bắc Quảng Lợi vượt 2,16 lần. Độ ồn tại các khu vực khai thác cũng vượt mức cho phép từ 1 đến 1,1 lần, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động và dân cư lân cận.

  2. Ô nhiễm nước thải với pH thấp và hàm lượng kim loại vượt ngưỡng: Nước thải khai thác than có pH dao động từ 2,2 đến 7,2, trong đó nhiều điểm có pH dưới 5,5, vượt giới hạn cho phép. Hàm lượng sắt trong nước thải tại mỏ Hà Tu vượt 1,44 lần, mỏ Cọc Sáu vượt 1,22 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT. Các chỉ số COD và BOD5 cũng vượt mức cho phép, cho thấy nước thải chứa nhiều chất hữu cơ và kim loại nặng.

  3. Bãi thải đất đá chiếm diện tích lớn, gây sạt lở và ô nhiễm cảnh quan: Khối lượng đất đá thải tại vùng Cẩm Phả khoảng 60-70 triệu m3/năm, bãi thải chiếm dụng diện tích lớn, gây trượt lở, bồi lấp sông suối và ảnh hưởng đến cảnh quan đô thị. Hiện tượng sạt lở bờ mỏ xảy ra tại nhiều vị trí như bờ Nam mỏ Na Dương, bờ Tây vỉa 11 Núi Béo, bờ Nam mỏ Đèo Nai.

  4. Hiệu quả các giải pháp xử lý và cải tạo còn hạn chế: Các biện pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, sục khí, đầm lầy nhân tạo đã được áp dụng nhưng hiệu quả xử lý chưa đồng đều, chi phí đầu tư cao. Công tác cải tạo bãi thải chủ yếu là san lấp và trồng cây phủ xanh, chưa có quy hoạch tổng thể và chưa tận dụng được các bãi thải cho mục đích phát triển kinh tế khác.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm là do công nghệ khai thác than lộ thiên và hầm lò còn lạc hậu, chưa đồng bộ các biện pháp kiểm soát bụi, khí thải và xử lý nước thải. So với các nghiên cứu quốc tế, mức độ ô nhiễm bụi và khí thải tại khu mỏ Khe Sim - Lộ Trí - Đèo Nai cao hơn nhiều, do thiếu hệ thống phun sương cao áp và che chắn bụi hiệu quả. Nước thải có tính axit và hàm lượng kim loại vượt ngưỡng do chưa áp dụng triệt để các công nghệ xử lý tiên tiến như mương đá vôi yếm khí hay đầm lầy nhân tạo.

Việc bãi thải chiếm dụng diện tích lớn và gây sạt lở là vấn đề cấp bách cần giải quyết, bởi nó không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn làm giảm quỹ đất có thể sử dụng cho phát triển kinh tế - xã hội. Các biện pháp cải tạo hiện nay chủ yếu mang tính tình thế, chưa có quy hoạch tổng thể và chưa tận dụng được tiềm năng tái sử dụng bãi thải làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng hoặc phát triển du lịch sinh thái.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh hàm lượng bụi, khí thải vượt chuẩn theo từng khu vực, bảng tổng hợp chỉ tiêu nước thải và bản đồ phân bố các điểm ô nhiễm, giúp minh họa rõ ràng mức độ ảnh hưởng và hiệu quả các giải pháp đã áp dụng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng quy hoạch tổng thể cải tạo, phục hồi môi trường khu mỏ: Thiết lập kế hoạch chi tiết cho từng khu vực khai thác, bãi thải và moong khai thác, đảm bảo ổn định địa hình, hạn chế sạt lở và tạo điều kiện thuận lợi cho phục hồi thảm thực vật. Thời gian thực hiện trong vòng 3-5 năm, do Công ty TNHH MTV Khe Sim phối hợp với các cơ quan quản lý địa phương.

  2. Áp dụng công nghệ xử lý bụi hiện đại: Triển khai hệ thống phun sương cao áp, che chắn kho bãi và băng tải kín để giảm bụi phát tán. Đồng thời, tăng cường làm ẩm đất đá trước khi xúc và vận chuyển. Mục tiêu giảm bụi vượt chuẩn xuống dưới 1,5 lần trong 2 năm tới, do bộ phận kỹ thuật môi trường của công ty thực hiện.

  3. Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải: Áp dụng công nghệ sục khí kết hợp hóa chất keo tụ PAC, PAM và xây dựng đầm lầy nhân tạo để xử lý nước thải có tính axit và kim loại nặng. Mục tiêu đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT trong vòng 3 năm, phối hợp với các viện nghiên cứu môi trường và đơn vị thi công.

  4. Tái sử dụng bãi thải đất đá: Khuyến khích tận thu than còn sót lại trong đất đá thải, sử dụng đất đá thải làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng như xi măng, gạch không nung. Đồng thời, phát triển các khu vực bãi thải thành khu sinh thái, du lịch sinh thái hoặc đất canh tác sau cải tạo. Thời gian thực hiện từ 3-7 năm, phối hợp với các doanh nghiệp vật liệu xây dựng và chính quyền địa phương.

  5. Tăng cường quản lý và giám sát môi trường: Thiết lập hệ thống quan trắc môi trường liên tục, cập nhật số liệu và đánh giá hiệu quả các biện pháp cải tạo. Đào tạo nâng cao nhận thức cho cán bộ và công nhân về bảo vệ môi trường trong khai thác than. Thực hiện thường xuyên trong suốt quá trình khai thác và phục hồi, do công ty và cơ quan quản lý môi trường tỉnh Quảng Ninh phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý ngành than và tài nguyên khoáng sản: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và giải pháp thực tiễn giúp hoạch định chính sách khai thác bền vững, quản lý môi trường hiệu quả tại các khu mỏ than.

  2. Các chuyên gia và kỹ sư môi trường trong ngành khai thác khoáng sản: Tài liệu chi tiết về hiện trạng ô nhiễm, công nghệ xử lý nước thải, bụi và cải tạo cảnh quan giúp nâng cao hiệu quả kỹ thuật và áp dụng công nghệ phù hợp.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành môi trường và khai thác mỏ: Luận văn là nguồn tham khảo quý giá về phương pháp nghiên cứu, đánh giá tác động môi trường và xây dựng giải pháp cải tạo phục hồi môi trường sau khai thác.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Giúp xây dựng các quy định, tiêu chuẩn và hướng dẫn kỹ thuật trong công tác cải tạo, phục hồi môi trường khai thác khoáng sản, đồng thời giám sát thực thi pháp luật.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao ô nhiễm bụi tại khu mỏ Khe Sim - Lộ Trí - Đèo Nai lại vượt quy chuẩn nghiêm trọng?
    Do công nghệ khai thác và vận chuyển than chưa áp dụng đầy đủ các biện pháp kiểm soát bụi như phun sương cao áp, che chắn băng tải kín, làm ẩm đất đá trước xúc. Ngoài ra, khối lượng đất đá bóc lớn cũng tạo ra nhiều bụi phát tán.

  2. Các giải pháp xử lý nước thải nào được áp dụng hiệu quả tại khu mỏ?
    Phương pháp sục khí kết hợp trung hòa bằng sữa vôi, sử dụng hóa chất keo tụ PAC, PAM và xây dựng đầm lầy nhân tạo đã được áp dụng, giúp giảm hàm lượng kim loại nặng và cải thiện pH nước thải, tuy nhiên chi phí đầu tư còn cao.

  3. Làm thế nào để giảm thiểu sạt lở bãi thải đất đá?
    Cần san gạt tạo độ dốc phù hợp, xây dựng hệ thống thoát nước mặt, phủ đất mặt và trồng cây xanh để ổn định địa hình, đồng thời hạn chế đổ thải không kiểm soát và tăng cường giám sát kỹ thuật.

  4. Có thể tái sử dụng bãi thải đất đá như thế nào?
    Đất đá thải có thể tận thu than còn sót lại, sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xi măng, gạch không nung hoặc làm nền đường. Ngoài ra, bãi thải cải tạo có thể phát triển thành khu sinh thái hoặc đất canh tác.

  5. Tại sao cần xây dựng quy hoạch tổng thể cải tạo, phục hồi môi trường?
    Quy hoạch tổng thể giúp đồng bộ các biện pháp cải tạo, tránh tình trạng xử lý tình thế, đảm bảo ổn định lâu dài về địa hình, môi trường và cảnh quan, đồng thời tạo điều kiện phát triển kinh tế xã hội bền vững sau khai thác.

Kết luận

  • Hoạt động khai thác than tại khu mỏ Khe Sim - Lộ Trí - Đèo Nai gây ô nhiễm bụi, khí thải, nước thải vượt quy chuẩn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
  • Các bãi thải đất đá chiếm diện tích lớn, gây sạt lở và làm giảm quỹ đất sử dụng, cần có giải pháp cải tạo đồng bộ và hiệu quả.
  • Công nghệ xử lý nước thải và giảm bụi đã được áp dụng nhưng cần nâng cấp và mở rộng để đạt hiệu quả cao hơn.
  • Luận văn đề xuất các giải pháp cải tạo, phục hồi môi trường toàn diện, bao gồm quy hoạch tổng thể, áp dụng công nghệ hiện đại và tái sử dụng bãi thải.
  • Các bước tiếp theo là triển khai thực hiện các giải pháp đề xuất, giám sát hiệu quả và điều chỉnh phù hợp nhằm phát triển ngành than bền vững và bảo vệ môi trường khu vực.

Quý độc giả và các đơn vị liên quan được khuyến khích áp dụng các kết quả nghiên cứu và giải pháp trong luận văn để nâng cao hiệu quả công tác cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác than tại Việt Nam.