ĐẶT VẤN ĐỀ Bất kỳ hoạt động kinh tế xã hội cũng nhƣ trong đời sống sinh hoạt con ngƣời đều phải sử dụng các nguồn năng lƣợng khác nhau. Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trong việc tìm kiếm nguồn năng lƣợng, song chúng chƣa thể thay thế cho nguyên liệu hóa thạch và không có khả năng tái tạo nhƣ than đá, dầu mỏ. Quảng Ninh có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, đa dạng, có nhiều loại đặc thù, trữ lƣợng lớn, chất lƣợng cao mà nhiều thành phố trong cả nƣớc không có đƣợc nhƣ: than, cao lanh, đất sét, cát thủy tinh, đá vôi. 67%trữ lƣợng than của cả nƣớc thuộc về tỉnh Quảng Ninh.
Đây chính là địa điểm hình thành vùng công nghiệp khai thác than từ rất sớm [11] Vùng khai thác, chế biến, tiêu thụ than ở Quảng Ninh trải dài từ ĐôngTriều, Uông Bí, Hoành Bồ, Hạ Long và Cẩm Phả. Trong đó công ty than Vàng Danh thuộc Tập đoan than khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) nằm ở phƣờng Vàng Danh, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng ninh có diện tích danh giới mỏ là 20km2. Trong những năm gần đây, công ty đã đạt đƣợc những thành tích tốt trong lao động, sản xuất và kinh doanh, có những cải tiến mới trong lĩnh vực khai thác và bảo vệ môi trƣờng. Năm 2011, tập đoàn than khoáng sản Việt Nam (vinacomin) đã sản xuất 42,8 triệu tấn than, đóng góp 6,7 tỷ kwh vào hệ thống điện quốc gia.
Bên cạnh đó hoạt động sản xuất than của công ty cũng đã gây ra không ít những ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng, trong đó nguyên nhân chủ yếu là do bãi thải than của công ty chƣa đƣợc quy hoạch lại để thân thiện với môi trƣờng. Ở Việt Nam nói chung và ở Công ty than Vàng Danh nói riêng, các bãi thải than chủ yếu là các bãi thải cao, đổ thải từ trên đỉnh. Hầu hết các bãi thải than không có lớp phủ thực vật, là nguồn sinh bụi và sạt lở khiến cho việc cải tạo và phục hồi bãi thải mỏ gặp rất nhiều khó khăn. Từ lý do này, em đã lựa chọn thực hiện đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu đề xuất một số biện pháp phục hồi bãi thải sau khai thác than tại Công ty than Vàng Danh, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh” để nhằm mục đích góp phần cải tạo và phục hồi lại môi trƣờng ở bãi thải sau khai thác của Công ty than Vàng Danh.
1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới Trong cơ cấu sử dụng năng lƣợng, than đƣợc coi là nguồn năng lƣợng truyền thống và cơ bản. Than đƣợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Trƣớc đây, than đƣợc dùng làm nhiên liệu trong các máy hơi nƣớc, đầu máy xe lửa.
Sau đó, than đƣợc dùng làm nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, than đƣợc cốc hoá làm nhiên liệu cho ngành luyện kim. Gần đây, nhờ sự phát triển của công nghiệp hoá học, than đƣợc sử dụng nhƣ là nguồn nguyên liệu để sản xuất ra nhiều loại dƣợc phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo, thuốc hiện và hãm ảnh. Trữ lƣợng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lƣợng dầu mỏ và khí đốt. Ngƣời ta ƣớc tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lƣợng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là than đá.
Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibas và Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Ôxtrâylia (ở hai bang Quensland và New southwales), Ba Lan.[4] Nhƣng bên cạnh đó thì môi trƣờng của vùng than đang bị suy thoái và ô nhiễm nặng nề, đặc biệt là ô nhiễm tiếng ồn, bụi, nƣớc thải mỏ, chất thải rắn và đất đá bị phá hủy. Vậy nên việc phục hồi bãi thải của các mỏ than đã đƣợc các nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Nhiều mô hình hoàn nguyên đã đƣợc nghiên cứu và có kết quả tốt. Bjugstad đã nghiên cứu trồng cây tại các bãi thải của mỏ than ở vùng bắc mỹ.
Ông đã tiến hành trồng thí nghiệm 7 loại cây bụi và cây rừng bao gồm cây tân bì, ô lƣu Nga, Silver buffaloberry (tên khoa học là Shepherdia argenter), Siberian peashrub (tên khoa học làCaragana arborescens), mận Mỹ, ponderosa pine (Pinus popnderosa) và loài bách xù tại bãi thải ở mỏ than thuộc vùng đông bắc bang Wyoming nƣớc Mỹ, nơi đất đá đã trở nên bán khô cằn do tác hại của hoạt động đào bới khai thác than. [4] 2 Quan sát suốt thời gian nghiên cứu cho thấy: Số lƣợng cây trồng sống sót là khác nhau ở mỗi loài, cây đƣợc tƣới nƣớc sống nhiều hơn cây không đƣợc tƣới. Tỷ lệ cây sống sót chênh lệch nhau 14% trong mùa thu và 30% trong mùa đông của năm đầu tiên. Điều này cho thấy cây con đƣợc tƣới nƣớc có bộ rễ khỏe hơn, phát triển hơn nên có thể chống chọi tốt hơn trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Các loài cây rễ trần càng về sau càng phát triển kém, tỷ lệ cây chết càng cao. Trong các loài cây đã trồng, cây tân bì có khả năng phát triển tốt nhất so với những loài cây còn lại. Bjugstad và Warren C. Whitman [4] đã nghiên cứu trồng cỏ trên đất bãi thải của các mỏ than bằng biên pháp gieo hạt.
Đề tài đã tiến hành gieo trực tiếp giống của 29 loại cỏ lâu năm và 2 loại cỏ 2 năm trên đất bãi thải của mỏ than ở hạt Dickinson, phía bắc bang Dakota để xác định xem tại các bãi thải của mỏ than thì biện pháp gieo hát trực tiếp phù hợp với loài cỏ nào nhất. Kết quả nghiên cứu sau 2 năm đã tìm ra 3 loại cỏ là: cỏ 3 lá trắng, cảm thảo rừng, và cây bông tai lá dài có khả năng phát triển rất mạnh bằng phƣơng pháp gieo hạt. Một số loài phát triển chậm những vẫn ở mức đạt yêu cầu là cúc tây, bông tai xanh, cỏ 3 lá tím, sao đêm. Các loài khác phát triển chậm hoặc không nảy mầm đƣợc do đó không thích hợp với biện pháp gieo hạt trực tiếp.
Đã trồng thành công 14 giống cỏ đƣợc gieo hạt trong các bình chứa. hạt đƣợc gieo vào tháng 12 và đƣợc mang ra trồng vào tháng 6 năm sau. Tất cả các loài cỏ mang ra trồng trên đất bãi thải mỏ than đều phát triển tốt. Nhìn chung trong thời gian đầu, các giống cỏ khi đƣợc gieo hạt ở bình chứa nảy mầm nhanh hơn và sẽ phát triển nhanh hơn khi mang ra trồng trên đất.
Đề tài nghiên cứu đã tìm ra biện pháp bảo quản hạt giống một cách hiệu quả nhất và tạo điều kiện tốt nhất cho hạt giống của 29 loài vốn rất phổ biến ở vùng tây bắc bang Dakota nảy mầm. Tài liệu của hiệp hội hóa chất Mỹ năm 2001 [4] đã đăng tải một số nghiên cứu sau: 3 Nghiên cứu về tính trạng dinh dƣỡng và quá trình sinh trƣởng, phát triển của một số loài cây bản địa trông trên các vùng đất bãi thải của các mỏ than ở điều kiện đƣợc bổ xung dinh dƣỡng và không đƣợc bổ xung dinh dƣỡng. Quá trình nghiên cứu đã cho thấy các loài cây khác nhau có những phản ứng khác nhau với phân bón khác nhau và cây họ đậu phát triển nhanh nhất. Ảnh hƣởng của việc bón vôi, chiều dày lớp đất mặt đối với sự phát triển của thực vật và khả năng lọc bỏ những chất axit từ mỏ than.
Kết quả quá trình nghiên cứu đã cho thấy việc kết hợp cải tạo đất bằng biện pháp bón vôi sẽ đảm bảo cho cây trồng phát triển tốt hơn. Nghiên cứu cũng đề ra phƣơng pháp bón vôi cho đất bãi thải của các mỏ than. Cải tạo đất tại các vùng mỏ khai thác than. Các chủ đề đã đƣợc thảo luận bao gồm phạm vi, quy mô, kế hoạch cải tạo đất và chiến lƣợc đề ra, đặc điểm đất thải tại các vùng mỏ than nhƣ thành phần, kích thƣớc hạt, nồng độ pH, cation, hàm lƣợng lƣu huỳnh, khoáng chất và các đặc tính lý hóa khác.
Các đặc tính thích hợp và những vấn đề thƣờng gặp trong công tác cải tạo và hoàn trả lại mặt bằng ban đầu. Những nghiên cứu và thử nghiệm trong công tác cải tạo và khôi phục các vùng đất bãi thải của mỏ than. Triển khai một chiến lƣợc cải tạo đất có hiệu quả. Hƣớng dẫn trồng rừng tại những vùng bãi thải của mỏ than.
Chăm sóc bảo vệ và khai thác rừng sau khi trồng lại. Các vấn đề liên quan đến chất lƣợng nƣớc về lâu dài và đƣa ra những đề xuất phù hợp. Công tác trồng lại rừng và bảo vệ đất, nguồn nƣớc tại khu mỏ ở miền trung nƣớc Đức: Nghiên cứu khảo sát quá trình hình thành, phát triển của đất rừng sau khi kết thúc các hoạt động khai thác than để đƣa ra những đánh giá kết luận về chất lƣợng đất tại khu vức nghiên cứu và công tác khôi phục lại cả nguồn nƣớc ngầm. Mô hình theo dõi trữ lƣợng nƣớc còn lại đƣợc áp dụng để tính trữ lƣợng nƣớc ngầm còn lại sau quá trình đào bới khai thác than.
Nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên của rừng tại bãi thải của các mỏ than cho thấy chỉ với những tác động nhỏ nhƣng phù hợp, con ngƣời có thể định hƣớng hiệu quả tại các bãi thải của mỏ than. Nghiên cứu đã ghi lại 4 những kết quả quan sát trong thời gian 10 năm và phát triển đƣợc hơn 25 loài cỏ và 3 loài cây có khả năng sinh trƣởng và phát triển trên những vùng đất này. Nghiên cứu đã liên hệ giữa nhu cầu của các loài đƣợc chọn nghiên cứu với tiềm năng môi trƣờng sống của chúng. Nhƣ vậy có thể thấy những nghiên cứu trên đã lựa chọn đƣợc những loài cây có khả năng sinh sống trên đất bãi thải của mỏ than, đƣa ra đƣợc những phƣơng pháp trồng tốt nhất cho từng loài cây.
Tuy nhiên những nghiên cứu trên chƣa quan tâm, đánh giá đƣợc hiệu quả kinh tế của các biện pháp thử nghiệm. Ở Việt Nam Ở Việt Nam, than có nhiều loại, trữ lƣợng lớn, tập trung chủ yếu ở Quảng Ninh (67% trữ lƣợng than cả nƣớc). Trữ lƣợng than của nƣớc ta ƣớc chừng hơn 6,6 tỷ tấn, trong đó trữ lƣợng có khả năng khai thác là 3,6 tỷ tấn (đứng đầu ở Đông Nam Á). Sản lƣợng và xuất khẩu than tăng nhanh trong những năm gần đây[13] Khu vực Quảng Ninh là nơi tập trung khoảng 67% trữ lƣợng than toàn quốc và cũng có khả năng khai thác lớn nhất.