Tổng quan nghiên cứu
Khai thác khoáng sản làm vật liệu xây dựng đóng vai trò then chốt trong quá trình hoàn thiện kết cấu hạ tầng và phát triển kinh tế vùng. Trên quy mô toàn quốc, kết quả điều tra đã thống kê được 351 điểm mỏ đá vôi với tổng trữ lượng dự báo đạt 44,7 tỷ tấn, trong đó trữ lượng được phê duyệt cấp A, B, C1 và C2 đạt 12,557 tỷ tấn. Tại tỉnh Sơn La, địa phương sở hữu tiềm năng khoáng sản đứng thứ 3 khu vực Tây Bắc, nhu cầu sử dụng đá vôi làm vật liệu xây dựng giai đoạn 2016 - 2020 ước tính lên đến 45 triệu m3 theo Quyết định 2230/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân tỉnh. Sự phát triển mạnh mẽ của hoạt động khai khoáng đòi hỏi các đánh giá tác động môi trường phải được thực hiện đồng bộ, nhằm ngăn ngừa nguy cơ suy thoái tài nguyên đất, nước, không khí và hạn chế tối đa ảnh hưởng tiêu cực tới đời sống dân sinh.
Nghiên cứu tập trung vào đề tài đánh giá khả năng triển khai hoạt động khai thác đá vôi tại bản Phiêng Hay, xã Chiềng Xôm, thành phố Sơn La do Công ty TNHH MTV Hữu Hảo Tây Bắc làm chủ đầu tư. Mục tiêu cụ thể là xác lập hiện trạng môi trường nền, phân tích và dự báo định lượng tải lượng ô nhiễm phát sinh qua 3 giai đoạn chuẩn bị, thi công và vận hành mỏ trên diện tích 2,42 ha. Dữ liệu thực nghiệm được thu thập chi tiết từ năm 2018 đến đầu năm 2019. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở khoa học tin cậy giúp cơ quan quản lý kiểm soát hiệu quả 19 giấy phép khai thác đá vôi trên địa bàn tỉnh, bảo đảm chỉ số chất lượng môi trường không vượt ngưỡng quy chuẩn quốc gia và thúc đẩy định hướng khai khoáng bền vững.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp giữa Lý thuyết Đánh giá tác động môi trường và Lý thuyết Phát triển bền vững trong công nghiệp khai thác khoáng sản. Nền tảng này gắn liền với Nguyên tắc chỉ đạo Berlin được thiết lập từ năm 1991, nhấn mạnh sự cân bằng bắt buộc giữa khai thác kinh tế, bảo vệ hệ sinh thái và bảo đảm công bằng xã hội. Mô hình nghiên cứu vận hành theo phương pháp tiếp cận vòng đời dự án, chia tiến trình khai khoáng thành 3 giai đoạn rõ rệt: chuẩn bị mặt bằng, thi công xây dựng hạ tầng kỹ thuật và vận hành khai thác mỏ lộ thiên.
Các khái niệm chính được định lượng hóa trong đề tài bao gồm: môi trường nền, tải lượng ô nhiễm, nồng độ phát thải, giới hạn cho phép theo quy chuẩn quốc gia và hệ số thu hồi tài nguyên. Mô hình tính toán lan truyền chất ô nhiễm dựa trên các hướng dẫn thẩm định của Tổ chức Y tế Thế giới và Bộ Tài nguyên và Môi trường. Cách tiếp cận này giúp nhận diện chính xác các nguồn thải xung yếu từ khâu nổ mìn, bốc xúc, nghiền sàng đá vôi cho đến vận chuyển vật liệu.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu của luận văn kết hợp chặt chẽ giữa dữ liệu thứ cấp và dữ liệu sơ cấp thực nghiệm. Dữ liệu thứ cấp được tổng hợp từ số liệu kiểm kê rừng năm 2017, Niên giám thống kê thành phố Sơn La và Quy hoạch bảo vệ phát triển rừng theo Quyết định 3585/QĐ-UBND. Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua đợt khảo sát thực địa từ ngày 17 đến ngày 25 tháng 01 năm 2019.
Hệ thống quan trắc và lấy mẫu được bố trí đại diện theo không gian địa hình:
- Môi trường không khí: Lấy 03 mẫu tại khu phụ trợ và 2 khu vực moong khai thác nhằm đo đạc tiếng ồn, nồng độ bụi TSP, SO2, NO2, CO.
- Môi trường nước mặt: Lấy 01 mẫu tại nhánh suối Nặm La nằm cách khu mỏ 100 m để kiểm tra các thông số pH, TSS, COD, BOD5, Amoni, kim loại nặng và Coliform.
- Môi trường đất: Lấy 02 mẫu đất tầng mặt ở độ sâu 10 - 20 cm theo tiêu chuẩn TCVN 4060:1985 và TCVN 5297:1995.
- Điều tra xã hội học: Tiến hành phỏng vấn trực tiếp với cỡ mẫu 30 phiếu khảo sát người dân bản Sẳng và bản Phiêng Hay sống cách ranh giới mỏ 300 m.
Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm áp dụng thiết bị hiện đại: máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS xác định kim loại nặng, thiết bị đo pH-meter, phương pháp Kjeldahl xác định hàm lượng Nitơ và quang kế ngọn lửa xác định Kali. Việc lựa chọn các phương pháp này bảo đảm tính pháp lý cao nhất và độ chính xác phân tích hóa học tối ưu.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Kết quả phân tích mẫu thực nghiệm và mô hình hóa tải lượng ô nhiễm đã chỉ ra các phát hiện cốt lõi:
Thứ nhất, chất lượng môi trường nền tại khu vực xã Chiềng Xôm có độ trong sạch cao. Nồng độ tổng bụi lơ lửng TSP tại 3 điểm đo chỉ dao động từ 65 đến 77 µg/m3, chiếm khoảng 21,7% đến 25,7% ngưỡng giới hạn 300 µg/m3 của QCVN 05:2013/BTNMT. Mức ồn nền đo được đạt 61 - 68 dBA, nằm dưới ngưỡng 70 dBA theo QCVN 26:2010/BTNMT. Nước mặt suối Nặm La có chỉ số BOD5 dưới 5 mg/L, TSS đạt 19 mg/L (thấp hơn 36,7% so với mức trần 30 mg/L của QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1), chỉ số Coliform đạt 1.000 MPN/100mL (chỉ bằng 20% giới hạn 5.000 MPN/100mL).
Thứ hai, đặc tính thổ nhưỡng tại khu mỏ rất giàu khoáng chất Kali. Phân tích hóa học cho thấy hàm lượng Kali tổng số đạt 1,27% tại moong 1 và 0,92% tại moong 2, cao gấp 2,3 đến 3,1 lần ngưỡng trung bình 0,03 - 0,4% quy định trong TCVN 7375:2004. Độ mùn của đất đạt mức 2,05% - 2,08%, độ ẩm dao động 1,1% - 2,9%.
Thứ ba, giai đoạn thi công xây dựng tiềm ẩn rủi ro phát thải khí NO2 cục bộ. Dự báo lượng tiêu thụ nhiên liệu diesel của máy móc thi công cho thấy nồng độ NO2 phát tán trung bình 1 giờ có thể lên tới 943,7 µg/m3, vượt 4,7 lần giới hạn 200 µg/m3 của QCVN 05:2013/BTNMT trong phạm vi hẹp quanh tuyến đường thi công. Lượng nước mưa chảy tràn trên lưu vực 34.800 m2 với lượng mưa 256,4 mm tạo ra dòng chảy tràn 8.922,7 m3/đợt cuốn theo nhiều bùn đất.
Thứ tư, giai đoạn vận hành khai thác có 34 cán bộ công nhân viên thải ra lượng nước thải sinh hoạt 2,72 m3/ngày (khoảng 2.720 lít/ngày). Nước thải thô chưa qua xử lý có nồng độ Amoni lên tới 30 - 60 mg/L, vượt 3 đến 6 lần giới hạn 10 mg/L theo QCVN 14:2008/BTNMT cột B; tổng Photpho dao động 10 - 50 mg/L, đe dọa trực tiếp đến hệ thủy sinh suối Nặm La.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân dẫn đến sự gia tăng đột biến của khí NO2 trong giai đoạn thi công là do hoạt động tập trung của các xe tải hạng nặng, máy bốc xúc công suất lớn trong điều kiện địa hình thung lũng Bản Bó lòng chảo tương đối kín gió. Nguồn phát thải nước thải sinh hoạt chứa hàm lượng hữu cơ cao do tính chất tập trung của lán trại công nhân. Khi so sánh với các mỏ đá tại khu vực đồng bằng như Phủ Lý với hàm lượng bụi lên tới 656 mg/m3, khu mỏ Chiềng Xôm có quy mô diện tích 2,42 ha vừa phải, thành phần khoáng vật vách đá chứa calcit chiếm 93 - 96% kết cấu chắc chắn nên ít phát sinh bụi tự nhiên hơn.
Để phục vụ công tác giám sát, toàn bộ dữ liệu phát thải có thể được hệ thống hóa qua biểu đồ cột so sánh nồng độ NO2, Amoni thực tế với ngưỡng giới hạn quy chuẩn môi trường quốc gia, kết hợp bảng ma trận phân loại tác động môi trường theo 6 nhóm nguồn thải chính. Điều này khẳng định dự án hoàn toàn có tính khả thi về mặt kỹ thuật môi trường nếu áp dụng nghiêm ngặt các công trình giảm thiểu.
Đề xuất và khuyến nghị
Dựa trên kết quả dự báo tải lượng ô nhiễm, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý có tính khả thi cao:
Thứ nhất, lắp đặt hệ thống phun sương dập bụi tự động tại trạm nghiền sàng và duy trì tưới nước đường nội bộ với lưu lượng trung bình 6 m3/ngày. Giải pháp này giúp giảm thiểu từ 80% đến 85% lượng bụi lơ lửng phát tán ra không gian xung quanh. Thời gian triển khai ngay trong tháng đầu thi công do Công ty TNHH MTV Hữu Hảo Tây Bắc chịu trách nhiệm cấp vốn và vận hành.
Thứ hai, đào đắp hệ thống mương thoát nước quanh chân núi và xây dựng 02 hồ lắng lắng cặn sơ cấp có tổng dung tích tối thiểu 9.000 m3 để thu gom, xử lý triệt để 8.922,7 m3 nước mưa chảy tràn mỗi đợt. Biện pháp này ngăn chặn 100% nguy cơ bồi lấp bùn cát vào suối Nặm La và bảo vệ diện tích lúa nước 64,7 ha của xã Chiềng Xôm. Tiến độ hoàn thành trong vòng 6 tháng xây dựng cơ bản.
Thứ ba, xây dựng cụm bể tự hoại 3 ngăn có ngăn lọc kỵ khí dung tích 10 m3 để xử lý toàn bộ 2,72 m3/ngày nước thải sinh hoạt của 34 công nhân, đưa các chỉ số BOD5, Amoni, Photpho về dưới ngưỡng giới hạn QCVN 14:2008/BTNMT cột B trước khi xả ra môi trường. Chủ đầu tư hoàn thiện hạng mục này song song với khu nhà điều hành mỏ.
Thứ tư, thiết lập vành đai cây xanh cách ly rộng 10 - 20 m bao quanh diện tích mỏ 2,42 ha, thực hiện ký quỹ phục hồi môi trường đạt 100% kinh phí hoàn nguyên theo Quyết định 3585/QĐ-UBND. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Sơn La cùng Ủy ban nhân dân xã Chiềng Xôm định kỳ 6 tháng/lần thực hiện thanh tra, lấy mẫu quan trắc giám sát độc lập.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Nội dung và dữ liệu khoa học của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:
Thứ nhất là các doanh nghiệp khai thác khoáng sản và sản xuất vật liệu xây dựng. Doanh nghiệp có thể ứng dụng trực tiếp định mức phát thải bụi 0,17 kg/tấn và mô hình xử lý nước thải sinh hoạt 2,72 m3/ngày để lập báo cáo đánh giá tác động môi trường chuẩn xác cho các mỏ đá vôi có điều kiện địa hình tương tự.
Thứ hai là các cơ quan quản lý nhà nước như Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Sơn La, Chi cục Bảo vệ Môi trường và Ủy ban nhân dân thành phố Sơn La. Luận văn cung cấp bộ dữ liệu nền chi tiết phục vụ công tác thanh tra, cấp phép và giám sát 19 mỏ khoáng sản trên địa bàn.
Thứ ba là các chuyên gia, nhà nghiên cứu và viện nghiên cứu chuyên ngành địa chất, môi trường. Đề tài đóng góp nguồn tư liệu quý về thành phần hóa học hệ tầng Đồng Giao chứa 93 - 96% calcit và hàm lượng Kali trong đất đồi Karst Tây Bắc.
Thứ tư là giảng viên, học viên cao học và sinh viên các ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên. Công trình là tài liệu tham khảo mẫu mực về cấu trúc báo cáo đánh giá tác động môi trường mỏ lộ thiên kết hợp điều tra xã hội học 30 phiếu thực địa.
Câu hỏi thường gặp
Dự án khai thác đá vôi tại bản Phiêng Hay có quy mô diện tích và vị trí địa lý như thế nào?
Dự án có tổng diện tích quy hoạch 2,42 ha chia làm 2 khu mỏ nằm tại thung lũng Bản Bó, bản Phiêng Hay, xã Chiềng Xôm, thành phố Sơn La. Vị trí mỏ cách đường Tỉnh lộ 106 khoảng 170 m, cách khu dân cư bản Sẳng và bản Phiêng Hay 300 m, và cách dòng suối Nặm La từ 100 m đến 350 m.
Hiện trạng chất lượng môi trường không khí và nước mặt tại khu vực nghiên cứu có đạt chuẩn không?
Tất cả các chỉ tiêu phân tích môi trường nền đều đạt quy chuẩn quốc gia. Nồng độ bụi lơ lửng TSP đạt từ 65 đến 77 µg/m3, thấp hơn nhiều so với ngưỡng 300 µg/m3 của QCVN 05:2013/BTNMT. Nước suối Nặm La có nồng độ chất rắn lơ lửng TSS đạt 19 mg/L và BOD5 dưới 5 mg/L, đáp ứng hoàn toàn QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1.
Giai đoạn thi công xây dựng dự án tác động tiêu cực nhất đến thông số môi trường nào?
Yếu tố phát thải khí NO2 từ các phương tiện cơ giới thi công dùng dầu diesel là nguồn tác động lớn nhất. Nồng độ NO2 dự báo đạt 943,7 µg/m3, vượt 4,7 lần giới hạn quy chuẩn 200 µg/m3. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng chỉ mang tính cục bộ và suy giảm nhanh theo khoảng cách phát tán.
Lượng nước thải sinh hoạt và các thông số ô nhiễm chính trong giai đoạn vận hành mỏ là bao nhiêu?
Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh từ 34 công nhân là 2,72 m3/ngày. Nước thải thô chưa xử lý có nồng độ Amoni đạt 30 - 60 mg/L và Photpho đạt 10 - 50 mg/L, vượt giới hạn cho phép của QCVN 14:2008/BTNMT cột B từ 3 đến 6 lần, bắt buộc phải qua bể tự hoại 3 ngăn trước khi xả thải.
Biện pháp xử lý nước mưa chảy tràn để chống bồi lắng dòng suối Nặm La được thiết kế ra sao?
Chủ đầu tư bố trí các tuyến rãnh thu gom xung quanh moong khai thác và xây dựng hệ thống hồ lắng dung tích 9.000 m3. Công trình này có khả năng lưu giữ và lắng đọng toàn bộ lưu lượng nước mưa cực đại 8.922,7 m3/đợt, loại bỏ triệt để bùn đất và váng dầu trước khi dẫn thoát ra suối.
Kết luận
- Luận văn đã xác lập luận cứ khoa học toàn diện khẳng định tính khả thi của hoạt động khai thác đá vôi 2,42 ha tại xã Chiềng Xôm gắn liền với các điều kiện bảo vệ môi trường.
- Hiện trạng môi trường nền khu vực nghiên cứu đạt chất lượng rất tốt với nồng độ bụi TSP 65 - 77 µg/m3 và Coliform nước mặt chỉ 1.000 MPN/100mL.
- Luận văn định lượng chính xác rủi ro ô nhiễm NO2 vượt 4,7 lần quy chuẩn trong giai đoạn thi công cơ giới và nồng độ Amoni nước thải sinh hoạt 30 - 60 mg/L giai đoạn vận hành.
- Hệ thống giải pháp giảm thiểu được thiết kế đồng bộ với trạm tưới bụi 6 m3/ngày, hồ lắng nước mưa 9.000 m3 và bể tự hoại xử lý 2,72 m3/ngày nước thải sinh hoạt.
- Nghiên cứu thiết lập cơ chế kiểm soát liên ngành, tăng cường tính minh bạch qua khảo sát 30 hộ dân bản địa và cam kết phục hồi môi trường 100% sau khai thác.
Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp mô hình tính toán định lượng tác động môi trường chuẩn xác cho ngành khai thác khoáng sản đá vôi vùng Tây Bắc. Kế hoạch tiếp theo yêu cầu chủ đầu tư duy trì quan trắc định kỳ 6 tháng/lần và đánh giá diễn biến chất lượng nước suối Nặm La sau 1 năm vận hành chính thức. Các doanh nghiệp và cơ quan quản lý cần phối hợp chặt chẽ, khẩn trương ứng dụng các giải pháp công nghệ sạch để bảo đảm mục tiêu phát triển kinh tế song hành cùng bảo vệ sinh thái bền vững.