Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Địa chất môi trường (Mã môn học: KKT19MH35) do ThS. Phạm Thị Nụ (Chủ biên) và Hoàng Trọng Quang biên soạn, được ban hành chính thức theo Quyết định số 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Giáo trình được xây dựng theo chương trình đào tạo của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội, dùng cho đào tạo trình độ Cao đẳng.

Trong khung chương trình đào tạo ngành Khoan khai thác dầu khí và Vận hành thiết bị khai thác dầu khí (tổng khối lượng 87 tín chỉ với 2.040 giờ), môn học Địa chất môi trường có thời lượng 2 tín chỉ (30 giờ học, gồm 28 giờ lý thuyết và 2 giờ kiểm tra). Môn học thuộc nhóm kiến thức chuyên môn ngành, được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở như An toàn vệ sinh lao động, Hóa đại cương, Địa chất cơ sở và trước các mô-đun kỹ thuật chuyên sâu.

Mục tiêu học tập (Learning Outcomes) của giáo trình được xác định cụ thể trên ba phương diện:

  • Kiến thức (A1): Trình bày các khái niệm cơ bản về môi trường, phát triển bền vững và đánh giá tác động môi trường (ĐTM); mô tả được các biến động môi trường do quá trình tự nhiên hoặc hoạt động khai thác tài nguyên của con người.
  • Kỹ năng (B1): Nhận diện các phương pháp bảo vệ môi trường nước; xây dựng được quy trình xử lý kỹ thuật khi xảy ra tai biến tràn dầu trong hoạt động dầu khí.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1, C2): Hình thành tác phong làm việc khoa học, tính cẩn trọng, kỷ luật và kỹ năng phối hợp làm việc nhóm.

Về cấu trúc và cách tiếp cận, giáo trình được thiết kế gồm 4 chương theo logic từ lý thuyết đại cương, phương pháp luận đánh giá tác động môi trường đến việc phân tích chuyên sâu các tác động môi trường trong hai lĩnh vực tài nguyên cụ thể: tài nguyên nước và hoạt động dầu khí ngoài khơi. Điểm đặc thù của tài liệu là gắn liền cơ sở lý thuyết địa chất môi trường với các dữ liệu kỹ thuật, tai biến thực tế và mô hình quản trị an toàn môi trường của ngành công nghiệp dầu khí tại Việt Nam.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua 4 chương chuyên đề:

  • Chương 1: Đại cương (2 giờ lý thuyết): Giới thiệu định nghĩa môi trường và địa chất môi trường; xác định các đối tượng nghiên cứu thuộc tác động tự nhiên (nội sinh như chuyển động mảng địa chất, macma; ngoại sinh như trượt lở, sụt lún, xói mòn) và tác động nhân sinh (khai thác tài nguyên, xây dựng công trình). Chương này chuẩn hóa hệ phương pháp nghiên cứu 3 bước (Thu thập thông tin, Quan trắc biến động, Xử lý thông tin và lập báo cáo) cùng hai công cụ kỹ thuật chính là viễn thám (ảnh máy bay, ảnh vệ tinh Landsat, SPOT, Radar ERS/Radarsat) và Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS). Đồng thời, chương 1 phân tích 4 chu trình địa chất cơ bản: chu trình kiến tạo, chu trình đá, chu trình nước và chu trình sinh địa hóa.
  • Chương 2: Đánh giá tác động môi trường trong hoạt động địa chất (5 giờ lý thuyết): Trình bày bản chất của ĐTM, phân loại 4 cấp độ ĐTM (ĐTM sơ bộ, ĐTM chi tiết, xác định hiện trạng môi trường - EIS, ĐTM chiến lược). Nội dung chi tiết hóa quy trình 6 bước trong ĐTM (Đăng ký, Nghiên cứu, Hướng dẫn, Báo cáo, Thẩm định, Tư vấn) và 5 phương pháp kỹ thuật đánh giá: phương pháp liệt kê, phương pháp danh mục (đơn giản, mô tả, mức độ, trọng số), phương pháp ma trận (gồm ma trận Leopold định lượng 88 yếu tố), phương pháp chồng gối thông tin (Overlays/GIS) và phương pháp sơ đồ mạng lưới quan hệ nhân - quả.
  • Chương 3: Các vấn đề về môi trường trong khai thác tài nguyên nước (8 giờ: 7 lý thuyết, 1 kiểm tra): Phân tích thực trạng tài nguyên nước mặt và nước ngầm tại Việt Nam (số liệu thống kê năm 1994: nước mặt cung cấp 70,4% qua 98 nhà máy, nước ngầm cung cấp 29,6% qua 61 nhà máy; phân tích tỷ lệ thiếu nước tại đồng bằng Bắc Bộ, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên). Khảo sát các tác động tiêu cực trong khai thác nước mặt (ô nhiễm phân bón/thuốc trừ sâu tại Đồng bằng sông Cửu Long, phèn hóa, tác động của hồ chứa) và khai thác nước ngầm (ô nhiễm do bố trí giếng gần bãi rác/hầm cầu, phễu áp lực ngược gây nhiễm mặn ven biển, hiện tượng thông tầng do trám cách ly kém, rủi ro từ giếng bỏ hoang). Phân tích hiện tượng biến dạng mặt đất do sụt lún tháo khô chất lỏng và đề xuất 8 giải pháp bảo vệ tài nguyên nước.
  • Chương 4: Các vấn đề môi trường trong hoạt động dầu khí (15 giờ: 14 lý thuyết, 1 kiểm tra): Tổng quan lịch sử phát triển ngành dầu khí Việt Nam từ giai đoạn trước 1975 đến các mỏ Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Rạng Đông, Ruby, Lan Tây – Lan Đỏ; phân tích nguồn phát thải từ thăm dò, khai thác ngoài khơi (nước vỉa với hàm lượng HC khống chế < 15 ppm, bùn/mùn khoan, nước làm mát, khí thải); thống kê tai nạn giàn khoan và sự cố rò rỉ đường ống; phân loại ô nhiễm khí (oxit sunfua, NOx, CO, aldehyde) và nước thải (phenolic, NH3, kim loại nặng Cr, Zn) trong chế biến dầu khí. Chương này tập trung vào tai biến tràn dầu (dạng lỏng trên nước, trong đất, dạng rắn trên mặt đất; chi phí xử lý từ 300 – 2.400 USD/thùng), các phương pháp xử lý sự cố (vật lý, hóa học, sinh học với hai kỹ thuật biostimulation và bioaugmentation) và hệ thống tổ chức quản lý môi trường thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình cung cấp các khối kiến thức khoa học nền tảng:

  • Lý thuyết địa chất và môi trường: Các chu trình tương tác vật chất Trái Đất (kiến tạo, thạch quyển, thủy quyển, sinh địa hóa) và cơ chế phát sinh tai biến tự nhiên/nhân sinh.
  • Nguyên lý đánh giá tác động môi trường: Cơ sở khoa học của các công cụ ĐTM định lượng (Ma trận Leopold, chồng gối GIS, phân tích đường dẫn nhân - quả đa bậc).
  • Hóa học và sinh học môi trường nước - dầu khí: Ý nghĩa và phương pháp xác định các chỉ số ô nhiễm gồm BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa), DO (Oxy hòa tan), COD (Nhu cầu oxy hóa học), hợp chất Nitơ, Coliform/E.Coli và các thành phần hydrocarbon đặc trưng.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Nhận diện nguồn gây ô nhiễm trong quy trình công nghệ dầu khí; phân tích các thông số phát thải chất thải rắn, lỏng, khí; ứng dụng các giải pháp kỹ thuật xử lý mùn khoan khép kín (như hệ thống Slamatoc tại Bạch Hổ hoặc Caisson).
  • Kỹ năng phân tích và xử lý sự cố: Lập phương án ứng phó tai biến tràn dầu; lựa chọn phương pháp xử lý cơ học (phao quây, máy hút skimmer), hóa học (chất phân tán, chất phá nhũ tương) và sinh học (kích hoạt vi sinh vật bản địa hoặc bổ sung vi sinh vật phân hủy hydrocarbon).
  • Kỹ năng quản lý: Áp dụng hệ thống văn bản quy phạm pháp luật (Luật Bảo vệ môi trường, Luật Tài nguyên nước) và thực thi quy trình giám sát, báo cáo ĐTM định kỳ trong các doanh nghiệp dầu khí.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định cụ thể định hướng sư phạm và phương pháp học tập cho từng chương:

  • Phương pháp giảng dạy của giảng viên: Áp dụng mô hình dạy học tích cực bao gồm thuyết trình ngắn, giảng dạy dựa trên vấn đề (Problem-Based Learning), nêu câu hỏi vấn đáp và định hướng nghiên cứu tài liệu. Giảng viên tổ chức các bài tập tình huống thực tế gắn liền với hoạt động khai thác tài nguyên và điều phối thảo luận nhóm.
  • Nghiên cứu tình huống (Case Studies) và bài tập:
    • Khảo sát các tai nạn giàn khoan trên thế giới: Vụ sập giàn khoan Alexander Kielland (1980, biển Bắc), tàu khoan đắm ở biển Nam Trung Hoa (1981), sự cố giàn Piper Alpha (1988), Deepwater Horizon (2010 tại Vịnh Mexico).
    • Phân tích các sự cố tràn dầu tại Việt Nam: Sự cố đứt đường ống dẫn dầu mỏ Bạch Hổ (1992, tràn 300 - 700 tấn dầu thô), đứt ống dẫn mỏ Đại Hùng (1995), vỡ container tại cảng Vieco Vũng Tàu (1995), chìm tàu chở dầu Leal (1989 tại Quy Nhơn).
    • Bài tập thảo luận phân tích nguy cơ sụt lún mặt đất tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và nguy cơ nhiễm mặn tầng ngậm nước vùng duyên hải.
  • Phương pháp tự học và làm việc nhóm: Người học được chia thành các nhóm nhỏ từ 8 - 10 học viên. Nhóm trưởng phân công thành viên tự nghiên cứu trước nội dung bài học, chuẩn bị tài liệu, thảo luận nội bộ và viết báo cáo chuyên đề trước khi lên lớp.
  • Phương pháp đánh giá kết quả học tập: Thực hiện theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội với cơ cấu điểm số:
    • Điểm đánh giá quá trình (trọng số 40%): Bao gồm 1 bài kiểm tra thường xuyên (hình thức vấn đáp/viết/báo cáo sau 7 giờ học) và 2 bài kiểm tra định kỳ (hình thức tự luận/trắc nghiệm sau 15 giờ và 30 giờ).
    • Điểm thi kết thúc môn học (trọng số 60%): Đánh giá tổng hợp kiến thức (A1, A2), kỹ năng (B1) và năng lực tự chủ (C1, C2) qua hình thức tự luận kết hợp trắc nghiệm khách quan trên thang điểm 10, sau đó quy đổi sang thang điểm 4.

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình Địa chất môi trường phản ánh các dữ liệu thực tế và giải pháp kỹ thuật của ngành công nghiệp dầu khí:

  • Tích hợp dữ liệu địa chất và công nghiệp thực tế: Giáo trình cập nhật lịch sử thăm dò, đánh giá trữ lượng tại các bồn trũng trầm tích Kainozoi (Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay - Thổ Chu) cùng các mốc sản lượng khai thác thực tế (mốc 100 triệu tấn dầu thô vào tháng 2/2001, các dự án khí - điện - đạm Phú Mỹ, Cà Mau, Lọc dầu Dung Quất).
  • Cập nhật công nghệ địa tin học và xử lý môi trường: Giới thiệu việc ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh (Landsat, SPOT, Radar) và công nghệ GIS trong phân tích không gian ĐTM; phân tích sâu hai hướng công nghệ sinh học xử lý tràn dầu gồm kích hoạt vi sinh vật bản địa (biostimulation) thông qua bổ sung muối dinh dưỡng N, P và bổ sung vi sinh vật chuyên biệt (bioaugmentation).
  • Mô tả hệ thống kỹ thuật chuyên dụng: Tài liệu phân tích nguyên lý và hạn chế của các hệ thống xử lý mùn khoan ngoài khơi như hệ thống kín Slamatoc triển khai tại mỏ Bạch Hổ (vị trí xả thải cách đáy biển 5m) và hệ thống Caisson (Úc).
  • Gắn kết cấu trúc quản lý môi trường ngành dầu khí: Hệ thống hóa vai trò của các đơn vị chuyên trách an toàn - môi trường trực thuộc Tổng công ty Dầu khí Việt Nam như Phòng KH-CN-MT, Trung tâm RDCPSE, PVSC, PVEP, Đội ứng cứu sự cố tràn dầu Vietsovpetro (thành lập năm 1987), PTSC và PCGC.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được phân nhóm đối tượng sử dụng theo mục đích đào tạo:

  • Học viên đào tạo chính quy:
    • Tài liệu học tập bắt buộc: Học viên hệ Cao đẳng nghề Khoan khai thác dầu khí và Vận hành thiết bị khai thác dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí.
    • Tài liệu tham khảo: Học viên hệ Trung cấp nghề thuộc cùng chuyên ngành; học viên các nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Hàn, Vận hành thiết bị chế biến dầu khí và Vận hành nhà máy điện.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Học viên cần hoàn thành các môn học thuộc khối kỹ thuật cơ sở trước khi học môn này, bao gồm: An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Hóa đại cương (CNH19MH09), Địa chất cơ sở (KKT19MH31) và các học phần Cơ sở khoan, Cơ sở khai thác.
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ biên soạn giáo án, thiết kế câu hỏi kiểm tra đánh giá thường xuyên, định kỳ và tổ chức hoạt động thảo luận tình huống thực địa.
  • Cán bộ kỹ thuật và nghiên cứu: Tài liệu dùng cho kỹ thuật viên, nhân viên an toàn - môi trường tại các trạm vận hành, giàn khoan và cơ sở chế biến dầu khí tra cứu về các tiêu chuẩn xả thải, phương pháp ĐTM và quy trình xử lý tràn dầu.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?
Giáo trình là tài liệu bắt buộc cho học viên trình độ Cao đẳng nghề Khoan khai thác dầu khí và Vận hành thiết bị khai thác dầu khí; đồng thời là tài liệu tham khảo cho hệ Trung cấp và các ngành kỹ thuật chế biến dầu khí, vận hành nhà máy điện.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi tiếp cận giáo trình?
Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở gồm An toàn vệ sinh lao động, Hóa đại cương, Địa chất cơ sở và các nguyên lý kỹ thuật khai thác mỏ.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu địa chất môi trường đại cương là gì?
Giáo trình tập trung chuyên sâu vào các tác động môi trường đặc thù của hoạt động thăm dò, khai thác, vận chuyển và chế biến dầu khí ngoài khơi; cung cấp chi tiết cơ chế xử lý sự cố tràn dầu và hệ thống quản lý an toàn môi trường của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.

4. Yêu cầu chuyên cần và điều kiện dự thi môn học được quy định như thế nào?
Học viên phải tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết trên lớp. Trường hợp vắng mặt quá 30% thời lượng, học viên không đủ điều kiện dự thi kết thúc môn học và phải đăng ký học lại theo quy chế đào tạo tín chỉ.

5. Giáo trình xây dựng dựa trên những nguồn tài liệu tham khảo chính nào?
Tài liệu được biên soạn dựa trên các công trình chuyên khảo gồm: Địa chất môi trường (PGS. Huỳnh Thị Minh Hằng, NXB ĐHQG-HCM, 2008), Địa chất đại cương (Trần Anh Châu, NXB Giáo dục, 1984) và Dầu khí Việt Nam (Đoàn Thiên Tích, NXB ĐHQG-HCM, 2001), kết hợp hệ thống văn bản pháp luật hiện hành về môi trường và tài nguyên nước.


Kết luận

Giáo trình Địa chất môi trường của Trường Cao đẳng Dầu khí cung cấp hệ thống tri thức khoa học chuẩn mực về địa chất môi trường, phương pháp luận đánh giá tác động môi trường và các giải pháp kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm, ứng phó sự cố trong ngành công nghiệp dầu khí.

Về lộ trình học tập, môn học giữ vai trò bản lề giúp học viên chuyển tiếp từ khối kiến thức khoa học cơ bản (Địa chất cơ sở, Hóa đại cương) sang các mô-đun kỹ thuật thực hành chuyên môn sâu như Thí nghiệm dung dịch khoan, Hệ thống kiểm soát giếng khoan và Thực tập sản xuất. Để phục vụ học tập và nghiên cứu mở rộng, người học cần kết hợp nghiên cứu giáo trình với hệ thống Luật Bảo vệ môi trường, Luật Tài nguyên nước cùng các tài liệu chuyên ngành của Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh và Nhà xuất bản Giáo dục.