Luận án tiến sĩ kỹ thuật môi trường nghiên cứu đánh giá tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghệ an hà tĩnh và xây dựng giải pháp giảm thiểu

Luận án tiến sĩ kỹ thuật môi trường nghiên cứu đánh giá tai biến môi trường từ hoạt động khai thác khoáng sản tại Nghệ An - Hà Tĩnh, đề xuất giải pháp giảm thiểu hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hòa
• Người hướng dẫn: TS. Trịnh Thành
• Trường học: Trường Đại học Mỏ - Địa chất
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Đánh Giá Tai Biến Môi Trường Do Khai Thác Khoáng Sản Tại Nghệ An - Hà Tĩnh Và Giải Pháp Giảm Thiểu
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TAI BIÊN MÔI TRƯỜNG VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Một số khái niệm, tiêu chuẩn, quy chuẩn sử dụng trong luận án
• 1.1.1. Một số khái niệm
• 1.1.2. Một số tiêu chuẩn, quy chuẩn sử dụng trong luận án
• 1.2. Tổng quan các tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác
• 1.2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản trong nước và ngoài nước
• 1.2.1.1. Trên thế giới
• 1.2.1.2. Tại Việt Nam
• 1.2.2. Nguyên tắc lựa chọn các phương pháp phân tích nguy cơ tai biến môi trường
• 1.3. Khái quát chung và hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu
• 1.3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, nhân văn
• 1.3.2. Khái quát đặc điểm địa chất - khoáng sản vùng nghiên cứu
• 1.3.3. Hiện trạng khai thác, chế biến khoáng sản
• 1.3.4. Hiện trạng môi trường tại các khu vực khai thác khoáng sản đặc trưng của vùng nghiên cứu
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CÁCH TIẾP CẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cách tiếp cận trong nghiên cứu tai biến môi trường
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp thu thập, xử lý và tổng hợp tài liệu
• 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu khảo sát địa chất môi trường
• 2.2.3. Phương pháp phân tích ảnh viễn thám kết hợp GIS
• 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu địa động lực
• 2.2.5. Phương pháp mô hình hóa môi trường
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản
• 3.1.1. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu các vị trí khai thác khoáng sản
• 3.1.2. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu các điều kiện môi trường
• 3.1.3. Kết quả xây dựng CSDL nền phân tích nguy cơ xảy ra tai biến
• 3.2. Kết quả xác định các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ xảy ra tai biến tại vùng
• 3.2.1. Nhóm các yếu tố tự nhiên
• 3.2.2. Nhóm các yếu tố liên quan đến công nghệ khai thác, chế biến khoáng sản
• 3.3. Kết quả đánh giá nguy cơ tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghiên cứu
• 3.3.1. Kết quả đánh giá nguy cơ xảy ra tai biến trượt lở liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghiên cứu (Vùng Quỳ Hợp và vùng Tương Dương Nghệ An)
• 3.3.2. Kết quả phân vùng lũ bùn đá tại vùng Nghiên cứu (Quỳ Hợp - Nghệ An)
• 3.3.3. Kết quả mô phỏng quá trình lan truyền một số chất gây ô nhiễm môi trường tại một số bãi thải quặng đuôi các khu vực khai thác, chế biến khoáng sản
• 3.3.4. Kết quả phân vùng dự báo nguy cơ ô nhiễm môi trường tại các khu vực khai thác khoáng sản
• 3.4. Phân tích đặc điểm tai biến môi trường liên quan đến các hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghiên cứu
• 3.4.1. Đặc điểm tai biến môi trường liên quan đến công nghệ khai thác
• 3.4.2. Đặc điểm tai biến liên quan đến điều kiện địa chất và loại hình khoáng sản
• 3.5. Phân tích nguyên nhân gây tai biến môi trường tại khu vực Nghiên cứu
• 3.5.1. Nguyên nhân tự nhiên
• 3.5.2. Các nguyên nhân liên quan đến hoạt động nhân sinh
• 3.6. Công tác quản lý nhà nước về khoáng sản và môi trường
• 3.7. Xây dựng giải pháp giảm thiểu và phòng ngừa tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản
• 3.7.1. Xây dựng và hoàn thiện các giải pháp tổng thể
• 3.7.2. Các giải pháp cụ thể đối với hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực
• 3.7.3. Xây dựng các giải pháp giảm thiểu các tác nhân gây tai biến
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

Tóm tắt

I. Tổng quan về tai biến môi trường và hiện trạng môi trường khu vực Nghệ An Hà Tĩnh

Tai biến môi trường liên quan đến khai thác khoáng sản là vấn đề nghiêm trọng tại khu vực Nghệ An và Hà Tĩnh. Các hoạt động khai thác gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, bao gồm suy thoái môi trường, ô nhiễm môi trường, và mất đa dạng sinh học. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá các tác động môi trường từ hoạt động khai thác khoáng sản, đồng thời phân tích hiện trạng môi trường tại các khu vực khai thác. Các yếu tố tự nhiên và nhân tạo đều được xem xét để hiểu rõ nguyên nhân gây ra tai biến môi trường. Kết quả cho thấy, việc quản lý môi trường chưa hiệu quả là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này.

1.1. Khái niệm và tiêu chuẩn liên quan

Các khái niệm về tai biến môi trường và khai thác khoáng sản được định nghĩa rõ ràng trong nghiên cứu. Các tiêu chuẩn và quy chuẩn về bảo vệ môi trường cũng được áp dụng để đánh giá mức độ ảnh hưởng. Các tiêu chuẩn này bao gồm các quy định về đánh giá môi trường, quản lý môi trường, và phục hồi môi trường sau khai thác. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này là cần thiết để giảm thiểu tác động môi trường từ hoạt động khai thác.

1.2. Hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu

Hiện trạng môi trường tại Nghệ An và Hà Tĩnh cho thấy sự suy thoái môi trường nghiêm trọng do khai thác tài nguyên. Các khu vực khai thác khoáng sản đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước, và không khí. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc thiếu các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả đã dẫn đến sự gia tăng các tai biến môi trường. Các dữ liệu thu thập được cho thấy sự cần thiết của việc áp dụng các giải pháp giảm thiểu để cải thiện tình hình.

II. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp khoa học để đánh giá tai biến môi trường do khai thác khoáng sản. Các phương pháp bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích ảnh viễn thám, và mô hình hóa môi trường. Cách tiếp cận này cho phép xác định các yếu tố nguy cơ và dự báo khả năng xảy ra tai biến môi trường. Nghiên cứu cũng sử dụng các công cụ GIS để phân tích không gian và thời gian của các tác động môi trường. Kết quả từ các phương pháp này sẽ là cơ sở để đề xuất các giải pháp giảm thiểu hiệu quả.

2.1. Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu

Quá trình thu thập dữ liệu bao gồm việc khảo sát thực địa và thu thập các mẫu môi trường. Các dữ liệu này được xử lý và tổng hợp để phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tai biến môi trường. Các công cụ phần mềm được sử dụng để xử lý dữ liệu một cách chính xác và hiệu quả. Kết quả từ quá trình này giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao và đề xuất các biện pháp quản lý môi trường phù hợp.

2.2. Phương pháp mô hình hóa môi trường

Mô hình hóa môi trường được sử dụng để dự báo các tác động môi trường từ hoạt động khai thác khoáng sản. Các mô hình này giúp đánh giá khả năng xảy ra tai biến môi trường và dự báo sự lan truyền của các chất ô nhiễm. Kết quả từ mô hình hóa cung cấp thông tin quan trọng để xây dựng các giải pháp giảm thiểu và phục hồi môi trường sau khai thác.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã xác định được các yếu tố nguy cơ gây ra tai biến môi trường tại Nghệ An và Hà Tĩnh. Các kết quả cho thấy, hoạt động khai thác khoáng sản đã gây ra nhiều tác động môi trường nghiêm trọng, bao gồm ô nhiễm môi trường và suy thoái môi trường. Nghiên cứu cũng đã khoanh vùng các khu vực có nguy cơ cao và đề xuất các giải pháp giảm thiểu hiệu quả. Các giải pháp này bao gồm việc cải thiện quản lý môi trường, áp dụng các công nghệ khai thác thân thiện với môi trường, và thực hiện các biện pháp phục hồi môi trường sau khai thác.

3.1. Đánh giá nguy cơ tai biến môi trường

Nghiên cứu đã đánh giá nguy cơ xảy ra tai biến môi trường tại các khu vực khai thác khoáng sản. Các yếu tố tự nhiên và nhân tạo đều được xem xét để xác định mức độ nguy cơ. Kết quả cho thấy, các khu vực có địa hình phức tạp và công nghệ khai thác lạc hậu có nguy cơ cao hơn. Các dữ liệu này là cơ sở để đề xuất các biện pháp giảm thiểu và quản lý môi trường hiệu quả.

3.2. Giải pháp giảm thiểu tai biến môi trường

Các giải pháp giảm thiểu được đề xuất bao gồm việc cải thiện công nghệ khai thác, tăng cường quản lý môi trường, và thực hiện các biện pháp phục hồi môi trường sau khai thác. Các giải pháp này nhằm giảm thiểu tác động môi trường và đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường trong quá trình khai thác khoáng sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TAI BIÊN MÔI TRƯỜNG VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Một số khái niệm, tiêu chuẩn, quy chuẩn sử dụng trong luận án Một số khái niệm - Tai biến môi trường: Tai biến môi trường là biểu hiện về điều kiện, hoàn cảnh, hiện tượng, vụ việc hoặc quá trình, được xuất hiện, diễn biến trong thiên nhiên, trong xã hội, có tiềm năng gây hại, gây nguy hiểm đe dọa đối với an toàn sức khỏe, tính mạng con người, tài sản kinh tế, tài sản văn hóa - xã hội của một bộ phận cộng đồng loài người, hoặc có nguy cơ đe dọa, thậm chí phá vỡ tính ổn định, an toàn một bộ phận, cho đến toàn cục mang tính hệ thống môi trường tự nhiên, môi trường văn hóa xã hội và môi trường nhân sinh ([1], [2]). - Tai biến môi trường trong hoạt động khoáng sản: là các dạng tai biến môi trường nêu trên được xuất hiện, diễn biến có liên quan hoạt động thăm dò, khai thác và chế biến khoáng sản. - Khoáng sản: khoáng sản là khoáng vật, khoáng chất có ích được tích tụ tự nhiên hàng ngàn, hàng nghìn năm ở thể rắn, thể lỏng, thể khí tồn tại trong lòng, trên mặt đất.

Khoáng sản là tài nguyên hầu hết không tái tạo được, là tài sản quan trọng của quốc gia. - Hoạt động khoáng sản: Theo quy định của pháp luật về Khoáng sản (Điều 2, Luật Khoáng sản) thì Hoạt động khoáng sản bao gồm hoạt động thăm dò khoáng sản, hoạt động khai thác khoáng sản và chế biến khoáng sản. - Thăm dò khoáng sản là hoạt động nhằm xác định trữ lượng, chất lượng khoáng sản và các thông tin khác phục vụ khai thác khoáng sản. - Khai thác khoáng sản là hoạt động nhằm thu hồi khoáng sản, bao gồm xây dựng cơ bản mỏ, khai đào, phân loại, làm giàu và các hoạt động khác có liên quan.

- Chế biến khoáng sản: Chế biến khoáng sản là quá trình sử dụng riêng biệt hoặc kết hợp các phương pháp cơ-lý-hóa để làm thay đổi tính chất của khoáng sản sau khi khai thác nhằm tạo ra các sản phẩm có quy cách, chỉ tiêu kỹ thuật phù hợp với yêu cầu sử dụng và có giá trị thương mại cao hơn khoáng sản sau khai thác. + Quặng đuôi: Quặng đuôi, còn được gọi là tailings, quặng cuối, là vật liệu được thải ra trong quá trình chế biến khoáng sản. Trong quặng đuôi vẫn còn hàm lượng khoáng sản có ích vì quá trình chế biến khoáng sản không bao giờ đạt hiệu quả 100%. + Đứt gãy: Đứt gãy (còn gọi là biến vị, đoạn tầng hoặc phay) là một hiện tượng địa chất liên quan tới các quá trình kiến tạo trong vỏ trái đất.

Đứt gãy chia làm nhiều loại: Đứt gãy thuận, đứt gãy nghịch, đứt gãy trượt bằng. Một số tiêu chuẩn, quy chuẩn sử dụng trong luận án Theo Luật Bảo vệ Môi trường mới nhất ban hành năm 2014, tiêu chuẩn môi trường là giới hạn cho phép của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ để bảo vệ môi trường. 7 - Môi trường không ô nhiễm: là môi trường có các thông số nằm trong trong mức cho phép của tiêu chuẩn về chất lượng môi trường (TCCLMT). - Môi trường ô nhiễm: là môi trường có một hoặc nhiều chất gây ô nhiễm vượt quá TCCLMT.

- Môi trường ô nhiễm nghiêm trọng: là môi trường có hàm lượng của 1 hoặc nhiều hóa chất, kim loại nặng vượt quá TCCLMT từ 3 lần trở lên hoặc nhiều chất ô nhiễm khác vượt quá TCCLMT từ 5 lần trở lên. - Môi trường ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng (hàm lượng của 1 hoặc nhiều hóa chất, kim loại nặng vượt quá TCCLMT từ 5 lần trở lên, hoặc nhiều chất ô nhiễm khác vượt quá TCCLMT từ 10 lần trở lên. Mức độ ô nhiễm môi trường được xác định chi tiết cho từng thông số dựa trên cơ sở so sánh giữa kết quả phân tích mẫu với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về TCCLMT. Đối với nước mặt so sánh theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT; nước ngầm theo QCVN 09-MT:2015/BTNMT; nước thải công nghiêp theo QCVN 40-2011/BTNMT; đất và chất thải rắn theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT; môi trường không khí xung quanh theo QCVN 05:2013/BTNMT và QCVN 26:2010/BTNMT.

Cụ thể, hàm lượng xác định các mức ô nhiễm của các thông số môi trường được trình bày cụ thể tại bảng 1 phần phục lục của luận án. Tổng quan các dạng tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản Công nghiệp khai thác khoáng sản tăng trưởng mới cả về quy mô và việc áp dụng các công nghệ tiên tiến đã góp phần quan trọng vào công cuộc đổi mới đất nước. Tuy vậy, hoạt động khoáng sản đã gây tiêu cực đến môi trường, làm cạn kiệt tài nguyên, gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe và an toàn của người lao động. Có nhiều cách để phân chia các dạng tai biến môi trường liên quan hoạt động khai thác khoáng sản tuy nhiên với đặc thù của vùng nghiên cứu nên vấn đề tác động môi trường tự nhiên do hoạt động khai thác khoáng sản được chia ra 3 dạng: Các tai biến vật lý, tai biến hóa học và tai biến sinh thái [3].

- Tai biến vật lý: Các dạng tai biến vật lý liên quan đến quá trình khai thác khoáng sản bao gồm các hiện tượng như đổ lở, trượt tại các moong khai thác, lũ bùn đá do các bãi thải mỏ bị phá vỡ. - Các dạng tai biến hóa học: Với đặc thù là khai thác và chế biến đá, các dự án khi đi vào hoạt động sẽ phát sinh các nguồn ô nhiễm như bụi và khí thải phát sinh chủ yếu từ các hoạt động của phương tiện vận chuyển, từ quá trình nổ mìn, nghiền sang, bốc xúc… Sự phá vỡ cấu trúc của đất đá chứa quặng khi tiến hành đào bới và khoan nổ sẽ thúc đẩy các quá trình hoà tan, rửa lũa các thành phần chứa trong quặng và đất đá, quá trình tháo khô mỏ, đổ các chất thải vào nguồn nước, chất thải rắn, bụi thải không được quản lý, xử lý chặt chẽ, tham gia vào thành phần nước mưa, nước chảy tràn cung cấp cho nguồn nước tự nhiên. là những tác động hoá học làm thay đổi tính chất vật lý và thành phần hoá học của nguồn nước xung quanh các khu mỏ. Việc khai thác và tuyển quặng vàng phải dùng đến thuốc tuyển chứa Hg, ngoài ra, các nguyên tố kim loại nặng như asen, antimoan, các loại quặng sunfua, có thể rửa lũa hoà tan vào nước.

8 - Các tai biến sinh thái liên quan đến môi trường: Hoạt động khai thác khoáng sản và các hoạt động liên quan ảnh hưởng đến hệ sinh thái dưới với mức độ khác nhau: Bị phá huỷ hoàn toàn hoặc bị ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng và phát triển. Không những thế, các chất thải của quá trình khai thác như bụi, khí thải, chất thải rắn cũng có ảnh hưởng nhất định tới hệ thực vật khu vực xung quanh do khả năng lan truyền trong môi trường. Bụi là một trong những tác nhân gây ô nhiễm nguy hiểm, như đối với thực vật, bụi lắng đọng trên lá làm giảm khả năng quang hợp của cây, làm giảm năng suất cây trồng. Chất thải rắn và khí độc hại làm ảnh hưởng tới sự sinh sản của các loài động vật.

Tiếng ồn và chấn động khi nổ mìn cũng ảnh hưởng đến sức khỏe tinh thần của người dân. Bên cạnh đó, quá trình khai thác khoáng sản chiếm dụng đất nông nghiệp và lâm nghiệp. Tổng quan tình hình nghiên cứu tai biến môi trường liên quan đến hoạt động khai thác khoáng sản trong nước và ngoài nước Trên thế giới Trên thế giới công tác nghiên cứu về tai biến và rủi ro môi trường do hoạt động khai thác khoáng sản thường được tiến hành cùng với quá trình điều tra, thăm dò và khai thác khoáng sản. Trong đó, các nghiên cứu tập trung đánh giá sự ảnh hưởng của quá trình khai thác tới môi trường tự nhiên cũng như nhân sinh, đặc biệt là sau Thập kỷ Quốc tế về Giảm thiểu Thiên tai (1990), các nghiên cứu, điều tra về tai biến và rủi ro đã được các nhà khoa học, các nhà quản lý quan tâm thúc đẩy và đã thể hiện sự phát triển rất mạnh mẽ ở nhiều quốc gia.

Các dự án lớn mang tính toàn cầu có thể kể đến như: Dự án kết hợp của UNESCO và Liên đoàn địa chất quốc tế (IUGS) về đánh giá tác động môi trường và sức khoẻ con người do khai thác khoáng sản tại Châu Phi [4], Chương trình Giảm thiểu thiệt hại sau khai thác mỏ tại Mỹ [5], Nhật Bản [6], Dự án giảm thiểu nguy cơ tai biến từ năm 2004 đến 2012 của Ngân hàng Thế giới (WB) [7], Chương trình Giảm thiểu và Ứng phó với tai biến và rủi ro của Quỹ Môi trường Toàn cầu (GEF) [8] ….đều có đánh giá về các tai biến liên quan đến hoạt động khai khoáng. Thành quả đạt được của các dự án này là đã cung cấp cho cộng đồng nhận thức về các dạng tai biến cũng như nguy cơ rủi ro môi trường do khai thác khoáng sản gây ra, giúp cho các chính quyền địa phương và các cơ quan quản lý nhà nước có những chiến lược hiệu quả trong phòng tránh thiên tai, giảm thiểu hậu quả và tìm kiếm những biện pháp khắc phục. Các tai biến môi trường liên quan đến hoạt động thăm dò, khai thác và chế biến khoáng sản diễn ra khá phổ biến, nguy hiểm và đôi khi gây ra những thảm họa nghiêm trọng về tính mạng con người, phá hủy nhiều công trình dân sinh kinh tế. Trên thế giới, việc nghiên cứu, xác định mức độ ảnh hưởng nhằm hướng tới mục tiêu phòng tránh các thiệt hại do tai biến gây ra luôn được đặc biệt quan tâm trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội.

Nhiều nghiên cứu về tai biến và đánh giá rủi ro môi trường đã được tiến hành chi tiết, đặc biệt tại một số quốc gia như Mỹ, Canada, Anh, Pháp, Úc, Ấn Độ, Đức, Nhật, Trung Quốc. nơi hàng năm những thiệt hại do các tai biến địa chất và môi trường gây lên tới hàng tỷ USD. Từ năm 2000, Mỹ đã xây dựng “Chiến lược quốc gia 10 năm giảm nhẹ tai biến địa chất”, trong đó các tai biến liên quan đến khai thác khoáng sản đóng một phần rất quan trọng. Tại Trung Quốc, từ những năm 1989-1990, đã tiến hành xây dựng atlas về phòng ngừa các tai biến địa chất, trong đó nghiên cứu về nguyên nhân hình thành, các đặc trưng, mức độ nguy hại và cách phòng trị.