Khóa luận: Đánh giá môi trường mỏ than Vàng Danh và giải pháp khắc phục

Chuyên khảo môi trường phân tích Đánh giá hiện trạng môi trường và đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Vũ Hồng Quân
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Thị Mai Linh
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Môi Trường
• Đề tài: Đánh giá hiện trạng môi trường Mỏ than Vàng Danh và đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Hiện trạng ô nhiễm môi trường tại mỏ than Vàng Danh

Mỏ than Vàng Danh là một trong những khu vực khai thác than lớn tại Việt Nam, nhưng đang phải đối mặt với những vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Quá trình khai thác than tại đây đã gây ra tác động tiêu cực đến chất lượng không khí, nước và đất. Các hoạt động sàng tuyển than và vận chuyển than thường xuyên phát sinh bụi mịn và các chất ô nhiễm khác. Ngoài ra, nước thải từ quá trình sản xuất và sinh hoạt của nhân viên khai thác cũng làm ảnh hưởng đến các nguồn nước xung quanh. Những chất thải nguy hại phát sinh trong quá trình khai thác, xử lý than cũng tạo ra những rủi ro tiềm ẩn cho môi trường và sức khỏe cộng đồng địa phương.

1.1. Ô nhiễm không khí tại khu mỏ

Ô nhiễm không khí là một trong những vấn đề quan trọng nhất tại mỏ than Vàng Danh. Hàm lượng bụi lơ lửng vượt quá tiêu chuẩn cho phép trong không khí, đặc biệt là tại các khu vực sàng tuyển than và điểm tập trung vận chuyển. Ngoài bụi, các khí thải như SO₂ và NOₓ từ các hoạt động khai thác cũng ảnh hưởng đến chất lượng không khí. Độ ồn từ máy móc và phương tiện vận chuyển cũng vượt quá mức tiêu chuẩn cho phép, tạo ra ô nhiễm tiếng ồn đáng kể trong khu vực.

1.2. Ô nhiễm nước và đất

Nước thải từ quá trình sàng tuyển than chứa hàm lượng cao chất rắn lơ lửng và BOD, COD, vượt tiêu chuẩn môi trường. Các mẫu nước thải lấy từ khu vực mỏ cho thấy giá trị pH bất thường và nồng độ sắt cao. Chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động bảo dưỡng máy móc chứa các hóa chất độc hại, gây ô nhiễm đất nếu không được xử lý đúng cách. Tích tụ lâu dài của các chất ô nhiễm ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm và độ phì nhiêu của đất xung quanh mỏ.

II. Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí

Để giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí, cần áp dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến và biện pháp quản lý hiệu quả. Các dự án phun nước định kỳ trên các tuyến đường vận chuyển than có thể giảm bụi đáng kể. Lắp đặt các hệ thống hút bụi tại các điểm sàng tuyển than và nơi tập trung bụi sẽ cải thiện chất lượng không khí. Sử dụng các máy móc hiện đại với kỹ thuật khai thác tiên tiến giúp giảm phát sinh bụi. Ngoài ra, kiểm soát chặt chẽ lộ trình vận chuyển và bảo vệ vùng buffer xung quanh mỏ cũng là những biện pháp quan trọng.

2.1. Công nghệ hút bụi và kiểm soát khí thải

Lắp đặt hệ thống hút bụi bằng công nghệ electrostatic precipitator hoặc baghouse filter tại các khu vực phát sinh bụi cao như nhà máy sàng tuyển than. Kiểm soát khí thải từ các quá trình sưởi ấm và xử lý than bằng các hệ thống làm sạch khí thải. Giám sát liên tục chất lượng không khí để đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn môi trường.

2.2. Quản lý phương tiện vận chuyển và phun nước

Phun nước định kỳ trên các đường vận chuyển than giúp ngăn chặn bụi bay vào không khí. Quy định tốc độ vận chuyển và che phủ bằng bạt vải các xe chở than. Quản lý lộ trình vận chuyển tránh các khu dân cư. Bảo dưỡng định kỳ các phương tiện vận chuyển để giảm khí thải từ động cơ.

III. Giải pháp xử lý nước thải và bảo vệ tài nguyên nước

Xử lý nước thải từ mỏ than Vàng Danh là một trong những ưu tiên hàng đầu để bảo vệ tài nguyên nước. Việc xây dựng các hệ thống xử lý nước thải hiện đại với các công nghệ làm sạch như lắng tĩnh, lọc cát, ozone hóa hoặc xử lý sinh học sẽ cải thiện chất lượng nước thải trước khi xả. Tái sử dụng nước thải đã được xử lý trong các quá trình khai thác giúp tiết kiệm tài nguyên nước và giảm khối lượng thải. Xây dựng các ao chứa nước thải để lắng tĩnh chất rắn trước khi xả ra môi trường. Các biện pháp này không chỉ bảo vệ chất lượng nước mà còn tuân thủ quy chuẩn môi trường quốc gia.

3.1. Hệ thống xử lý nước thải sản xuất

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải gồm nhiều giai đoạn xử lý: lắng tĩnh để loại bỏ chất rắn lơ lửng, xử lý hóa học để điều chỉnh pH và lắng sắt. Áp dụng công nghệ DAF (Dissolved Air Flotation) để tăng hiệu suất loại bỏ các hạt nhỏ. Kiểm tra chất lượng nước định kỳ để đảm bảo BOD, COD đạt tiêu chuẩn trước khi xả.

3.2. Bảo vệ nguồn nước và tái sử dụng

Tái sử dụng nước thải đã xử lý trong các quá trình sàng tuyển và phun nước rửa đường. Xây dựng ao chứa để lắng tĩnh và kết tủa các chất ô nhiễm. Bảo vệ vùng xung quanh mỏ từ thẩm lậu nước thải bằng các hệ thống chống rò rỉ.

IV. Quản lý chất thải nguy hại và các biện pháp hỗ trợ

Quản lý chất thải nguy hại từ mỏ than Vàng Danh đòi hỏi sự tuân thủ nghiêm ngặt các quy định pháp luật về xử lý chất thải. Các chất thải nguy hại như dầu thải, pin, hóa chất bảo dưỡng phải được phân loại, lưu trữ đúng cách trong các khu vực chuyên dụng với hệ thống chống rò rỉ. Hợp tác với các đơn vị xử lý chuyên nghiệp được công nhân hoá để xử lý cuối cùng các chất thải nguy hại. Ngoài ra, cần tăng cường đào tạo nhân viên về ý thức bảo vệ môi trường, thực hiện audit môi trường định kỳ, và lập kế hoạch cải thiện liên tục để giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.1. Phân loại lưu trữ và xử lý chất thải nguy hại

Phân loại chất thải nguy hại theo danh mục quốc tế và quy định Việt Nam. Lưu trữ các chất thải nguy hại trong các bồn chứa chuyên dụng có hệ thống chống rò rỉ và thông gió. Ghi chép chi tiết về khối lượng, loại chất và thời gian phát sinh. Hợp tác với các công ty có giấy phép xử lý chất thải nguy hại để xử lý định kỳ.

4.2. Giáo dục môi trường và đánh giá định kỳ

Đào tạo nhân viên về kỹ năng xử lý chất thải và ý thức bảo vệ môi trường. Thực hiện kiểm toán môi trường định kỳ để phát hiện các rủi ro. Lập kế hoạch cải thiện dựa trên kết quả kiểm toán. Báo cáo công khai về hiệu quả giảm thiểu ô nhiễm hàng năm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược về tài nguyên khoáng sản than đá  Khái niệm về tài nguyên khoáng sản: Là tích tụ vật chất dưới dạng hợp chất hoặc đơn chất trong vỏ trái đất, mà ở điều kiện hiện tại con người có đủ khả năng lấy ra các nguyên tố có ích hoặc sử dụng trực tiếp chúng trong đời sống hàng ngày.  Tài nguyên khoáng sản thường tập trung trong một khu vực gọi là mỏ khoáng sản có tác động mạnh mẽ đến môi trường sống. Một mặt, tài nguyên khoáng sản là nguồn vật chất để tạo nên các dạng vật chất có ích của cải con người. Bên cạnh đó việc khai thác tài nguyên khoáng sản thường tạo ra các loại ô nhiễm như bụi, kim loại nặng, các hóa chất độc và hơi khí độc (SO2,CO,CH4,.)  Tài nguyên khoáng sản được phân loại theo nhiều cách: + Theo dạng tồn tại: Rắn,khí ( khí đốt, Acgon, He), lỏng ( Hg, dầu, nước khoáng).

+Theo nguồn gốc: Nội sinh ( sinh ra trong lòng trái đất), ngoại sinh( sinh ra trên bề mặt trái đất). +Theo thành phần hóa học: Khoáng sản kim loại ( Kim loại đen, kim loại màu, kim loại quý hiếm), khoáng sản phi kim ( vật liệu khoáng, đá quý, vật liệu xây dựng), khoáng sản cháy (than, dầu, khí đốt, đá cháy).2 Than đá và quá trình hình thành than đá  Than đá là một loại đá trầm tích có màu nâu - đen hoặc đen có thể đốt cháy và thường xuất hiện trong các tầng đá gồm nhiều lớp hoặc lớp khoáng chất hay còn gọi là mạch mỏ. Một loại than cứng hơn như than anthracit, có thể liên quan đến đá biến chất bởi vì sự tác động lâu dài về nhiệt độ và áp suất. Thành phần chính của than là cacbon, cùng với sự đa dạng về số lượng của các nguyên tố, chủ yếu là hydro, lưu huỳnh, ôxy, và nitơ.

Than là một dạng nhiên liệu hóa thạch, được hình thành từ thực vật bị chôn vùi trải qua các giai đoạn từ than bùn, và dần chuyển hóa thành than nâu hay còn gọi là than non (lignit), và thành than bán bitum, sau đó 12 thành than bitum hoàn chỉnh (bituminous coal), và cuối cùng là biến đổi thành than đá (anthracit). Quá trình biến đổi này là quá trình phức tạp của cả sự biến đổi về sinh học và cả quá trình biến đổi của điạ chất. Đặc biệt, quá trình biến đổi về địa chất là cả một quãng thời gian được tính bằng hàng triệu triệu năm.  Than đá được hình thành do các vết tích bị nén chặt của thực vật sống trong đầm lầy hàng trăm triệu năm trước.

Khi các lớp trầm tích bị chôn vùi, do sự gia tăng nhiệt độ, áp suất, cộng với điều kiện thiếu oxy nên thực vật chỉ bị phân hủy một phần nào. Dần dần, hydro và oxy tách ra dưới dạng khí, để lại khối chất giàu cacbon là than. Sự hình thành than là một quá trình lâu dài và phải trải qua hàng chuỗi các bước. Ở từng giai đoạn và tùy thuộc từng điều kiện (nhiệt độ, áp suất, thời gian v.) mà chúng ta có được các dạng than khác nhau theo hàm lượng cacbon tích lũy trong nó.

Ứng dụng của than trong đời sống và hoạt động sản xuất  Trong đời sống và quá trình phát triển kinh tế xã hội, than được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau: - Làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa. - Làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim. - Dùng cho ngành hóa học tạo ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo. - Than chì dùng làm điện cực.

- Than hoạt tính là tác nhân hấp phụ nhờ vào diện tích bề mặt lớn, cấu trúc xốp vi mô, khả năng hấp phụ cao và sự tương tác trên bề mặt lớn. Những ứng dụng quan trọng của than hoạt tính:  Khử màu, mùi: khử những tạp chất phi hữu cơ khác từ vòi nước, trong công trình nước nội ô, công nghiệp nước thải, công nghiệp chế biến thực phẩm, hóa chất, khử màu đường ăn…  Lọc khí: + Ở những nơi công cộng than hoạt tính dùng để lọc thuốc lá khử nicotine và khí độc khác trong khói thuốc. 13 + Dùng để hạn chế khí ô nhiễm môi trường từ khí thải của các hoạt động công nghiệp như : sản xuất thuốc súng, nhựa, chất dẻo tổng hợp, thuộc da, trong những quy trình công nghiệp như : Công nghiệp cao su, công nghiệp sơn, vec ni, tơ sợi, chất dẻo kết dính… + Lọc khí được thực hiện ở những nơi có mật độ ô nhiễm dưới 10ppm, thông thường từ 2-3ppm.  Thu hồi dung môi: Than hoạt tính được tăng cường sử dụng trong lĩnh vực kim loại như thu hồi vàng, bạc và những chất phi hữu cơ khác và làm chất xúc tác, chất mang.

 Mặt lạ phòng độc, dùng trong nhà máy điện nguyên tử…  Nhiên liệu tổng hợp từ than: - Than có thể chế biến thành các dạng nhiên liệu khí (khí hoá than), lỏng (hóa lỏng than) hay dạng rắn với hàm lượng S và tro cặn thấp, tạo nên nhiên liệu đốt sạch, ít ô nhiễm và nhiệt lượng cháy cao hơn than thô ban đầu. Ví dụ: sản phẩm của quá trình khí hoá than: CO và H2 là nguyên liệu tổng hợp rượu mêtylic, propylic, axit formic. CO là chất khử oxit sắt trong quá trình luyện gang. Khí cốc và nhựa tách ra từ lò luyện cốc là bán thành phẩm để sản xuất benzen, toluen, dược phẩm, chất màu, thuốc trừ sâu, chất dẻo… - Khí than tổng hợp: Đây là dạng nhiên liệu chế biến từ than đá (hóa khí than tạo ra mêtan tổng hợp có nhiệt trị cao), khác với khí than tự nhiên (lẫn trong mỏ than, thường có mêtan, N2, axit cacbonic, H2, H2S.

Khí than tự nhiên lấp đầy các lỗ hổng hoặc khe nứt trong than, hoặc ở trạng thái hòa tan trong nước dưới đất) và khí thiên nhiên (khí dầu mỏ). Khí than đã được sản xuất từ thế kỷ 19, lúc bấy giờ, nó xem như là nguồn nhiên liệu chủ yếu để thắp sáng và sưởi ấm trong gia đình. Công nghiệp khí than khá phát triển ở những nước công nghiệp phát triển, không có mỏ dầu và khí thiên nhiên như Nhật, Đức, Pháp, Balan. Mặc dù các nhiên liệu tổng hợp là những nguồn năng lượng nhiều triển vọng nhưng chúng vẫn tồn tại những hạn chế nhất định.

Đó là vấn đề môi trường liên quan đến việc khai thác than, sự thiếu nước ở những vùng khô hạn. 14 Hơn nữa, năng lượng chuyển hoá tổng cộng thấp hơn so với việc đốt than trực tiếp và dĩ nhiên là chi phí của nhiên liệu tổng hợp sẽ cao hơn than đá thô ban đầu. Phương pháp khai thác than: Hiện nay, khai thác than dùng hai phương pháp: - Khai thác lộ thiên - Khai thác hầm lò Bảng 1. So sánh ưu, nhược điểm của 2 phương pháp khai thác than Phương Lộ thiên Hầm lò pháp - Ít tốn kém nhiên liệu, - Mức độ ô nhiễm thấp nguyên liệu.

hơn so với khai thác lộ thiên. - An toàn cho người - Không làm mất diện thợ mỏ. tích đất mặt. Ưu điểm - Khai thác triệt để tài - Ít gây xói mòn, sạt lở.

- Ảnh hưởng ít tới thảm thực vật, nơi cư trú của một số sinh vật. - Tạo các bãi thải lớn. - Nguy hiểm cho công - Độ dốc sườn bãi cao. - “Xóa sổ” hoàn toàn - Xác suất rủi ro cao.

thảm thực vật và các lớp đất - Chứa nhiều khí: CH4, Nhược mặt. điểm - Gia tăng xói mòn - Dễ gây ngạt thở, cháy đất. - Mất đi nơi trú ngụ - Yêu cầu kĩ thuật. của nhiều sinh vật.

- Nguồn sinh bụi, sạt 15 lở đất. - Nước thải chứa nhiều axit, các khoáng độc. - Khó khăn trong việc phục hồi bãi thải. Các vấn đề môi trường phát sinh trong quá trình khai thác than  Bụi và khí thải: Các công đoạn khoan, nổ mìn, xúc than, xúc đất đá đổ thải, sàng tuyển than, vận chuyển than về khu nhà sàng, vận chuyển than đi tiêu thụ…… gây ra ô nhiễm không khí nặng nề với các thành phần bụi, CO, NOx, SO2.

 Nước thải: bao gồm: - Nước thải sinh hoạt: phát sinh từ các nhà vệ sinh, khu rửa tay chân, khu bếp ăn của công nhân, khu vực điều hành sản xuất trong Công ty. - Nước thải sản xuất: + Phát sinh từ công đoạn sử dụng nước cho quá trình đào hầm lò. Loại nước thải này chứa một lượng lớn hàm lượng cặn, bụi than… + Từ các hoạt động sửa chữa, rửa xe, rửa thiết bị, dụng cụ khai thác, đào hầm hay là từ các khu vực neo đậu xà lan, tàu xếp dỡ, chuyển hàng hóa tại khu vực nước bến cảng của công ty. Nước thải từ các hoạt động này chứa nhiều cặn, dầu mỡ.

- Nước mưa chảy tràn: đặc biệt là nước mưa chảy tràn từ các khu vực bãi đổ thải sẽ cuốn theo lượng lớn các đất cát, than… vào nguồn nước mặt…  Chất thải rắn: Hoạt động khai thác than làm phát sinh ra các loại đất đá thải, gỗ chống lò thải. + 5 – 6 m3 đất đá/tấn than nguyên khai (đối với khai thác lộ thiên) + 2 m3 đất đá/tấn than nguyên khai ( đối với khai thác hầm lò) + Sàng tuyển: 25 – 30 % thải + Gỗ chống lò: 40 – 70 m3/1000 tấn than. 16  Tiếng ồn: Tiếng ồn phát sinh chủ yếu do hoạt động nổ mìn và khoan; hoạt động của các thiết bị vận tải, máy móc san gạt, thiết bị sàng tuyển trên công trường khai thác. Trong đó: Trong công nghiệp khai thác than, vấn đề gây ô nhiễm không khí đặc biệt mang tính nghiêm trọng và rộng rãi, nổi cộm nhất là về vấn đề ô nhiễm không khí do bụi than, đất đá, tiếng ồn.

Những chất thải từ ngành khai thác than sẽ gây những tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh và sức khỏe con người nếu không được quan tâm xử lý .6 Các tác động đến môi trường của các chất thải từ hoạt động khai thác than 1.1 Tác động tới môi trường nước  Nước thải sản xuất: Nước thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất có chứa nhiều cặn, dầu mỡ. Lượng nước thải này nếu không được quản lý tốt có thể là nguyên nhân gây rò rỉ nhiều dẫu mỡ lên bề mặt đất và sẽ ngấm vào lòng đất, từ đó làm giảm chất lượng đất và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm.