Nghiên Cứu Ô Nhiễm Môi Trường Do Khai Thác Quặng Thiếc

Chuyên khảo phân tích Luận văn nghiên cứu sự lắng đọng và phát tán một số kim loại nặng trong nước thải từ quá trình khai, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Phạm Trường Sơn
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đồng Kim Loan
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Ô Nhiễm Môi Trường Do Khai Thác Quặng Thiếc
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH VÀ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DO KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN QUẶNG THIẾC
• 1.1. Tình hình khai thác quặng thiếc
• 1.2. Hiện trạng ô nhiễm do khai thác và chế biến quặng thiếc
• 1.3. Các kim loại nặng xuất hiện trong quá trình khai thác, chế biến quặng thiếc và tác động đến môi trường
• 1.4. Các đặc điểm về điều kiện tự nhiên
• 1.5. Các biện pháp giảm thiểu và xử lý ô nhiễm kim loại nặng
• 1.5.1. Phương pháp kết tủa hoá học
• 1.5.2. Phương pháp trao đổi ion
• 1.5.3. Phương pháp điện hoá
• 1.5.4. Phương pháp oxy hoá - khử
• 1.5.5. Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng bằng phương pháp tạo Ferit
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
• 2.3. Nội dung nghiên cứu của đề tài
• 2.4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
• 2.5.1. Phương pháp thu thập thông tin
• 2.5.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa
• 2.5.3. Các phương pháp quan trắc và phân tích KLN
• 2.5.4. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu
• 2.5.5. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
• 2.5.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả điều tra, khảo sát hoạt động khai khoảng của mỏ thiếc Quỳ Hợp
• 3.2. Hiện trạng khai thác quặng Sn tại khu vực mỏ
• 3.3. Hiện trạng ô nhiễm và biện pháp xử lý của cơ sở khai khoáng
• 3.4. Kết quả quan trắc và phân tích kim loại nặng
• 3.4.1. Hàm lượng các kim loại nặng có trong nước
• 3.4.2. Hàm lượng các kim loại nặng có trong đất trầm tích
• 3.4.3. Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự lan truyền và lắng đọng KLN
• 3.5. Đề xuất các giải pháp quản lý và xử lý KLN
• 3.5.1. Giải pháp quản lý kim loại nặng
• 3.5.2. Giải pháp xử lý kim loại nặng
• 3.5.3. Dự toán chi phí cho các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ô Nhiễm Môi Trường Do Khai Thác Quặng Thiếc

Công nghiệp khai khoáng, đặc biệt là khai thác quặng thiếc, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế. Tuy nhiên, hoạt động này gây ra nhiều tác động môi trường tiêu cực, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Các vấn đề bao gồm phá rừng, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng. Hiện trạng khai thác và ô nhiễm tại các khu vực khai thác, chế biến quặng thiếc, như xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An, đang diễn ra nghiêm trọng. Nhiều đơn vị khai thác xả thải trực tiếp ra môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước và đất. Việc "mót" quặng thủ công cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước. Cần có các biện pháp quản lý và xử lý ô nhiễm hiệu quả để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

1.1. Tình Hình Khai Thác Quặng Thiếc Trên Thế Giới và Việt Nam

Thiếc (Sn) là một trong những kim loại đầu tiên được con người phát hiện và sử dụng. Trên thế giới, sản lượng khai thác thiếc đã trải qua nhiều giai đoạn biến động. Ở Việt Nam, quặng thiếc có ở nhiều nơi, nhưng trữ lượng lớn nhất tập trung ở Cao Bằng, Sơn Dương và Quỳ Hợp. Theo kết quả tìm kiếm, thăm dò, tài nguyên thiếc vào cỡ 80 nghìn tấn, trữ lượng công nghiệp 50 nghìn tấn. Sản lượng khai thác thiếc ở Việt Nam cũng trải qua nhiều giai đoạn, từ thời Pháp thuộc đến nay. Việc khai thác thiếc đóng góp vào sự phát triển kinh tế, nhưng cũng gây ra nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trường.

1.2. Hiện Trạng Ô Nhiễm Môi Trường Do Khai Thác Quặng Thiếc

Các khu mỏ khai thác và chế biến quặng thiếc trên thế giới đa số đều đang ở trong tình trạng ô nhiễm kim loại nặng. Ở những nước có sản lượng khai thác thiếc lớn như Indonesia, Trung Quốc, Nga, hàm lượng kim loại nặng trong nước đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Tại Việt Nam, phân tích mẫu đất của một số khu vực khai thác mỏ thiếc cho thấy đây là những điểm nóng về ô nhiễm kim loại nặng, điển hình là mỏ thiếc xã Hà Thượng, Thái Nguyên và mỏ thiếc Quỳ Hợp, Nghệ An. Đất ở xung quanh các mỏ thiếc này đều bị nhiễm As nghiêm trọng. Tình trạng này gây thu hẹp diện tích đất canh tác và làm giảm chất lượng đất của nhân dân địa phương. Theo [3, 14], các mỏ quặng thiếc thường là mỏ đa kim chứa các kim loại độc hại như asen, chì, molipđen.

II. Các Kim Loại Nặng Gây Ô Nhiễm Từ Khai Thác Quặng Thiếc

Các mỏ thiếc ở Việt Nam thường là mỏ đa kim, do đó, quá trình khai thác và chế biến quặng thiếc giải phóng nhiều kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường. Các kim loại nặng thường gặp bao gồm Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn và As. Mỗi kim loại có độc tính và tác động khác nhau đến môi trường và sức khỏe con người. Asen gây độc tính cao, ảnh hưởng đến hệ tuần hoàn và gây ung thư. Thủy ngân gây tổn thương não và gan. Đồng gây độc cho động vật thủy sinh và ảnh hưởng đến chức năng gan, thận ở người. Chì gây ức chế enzym và ảnh hưởng đến sự phát triển trí tuệ của trẻ em. Kẽm gây ảnh hưởng đến chuyển hóa đồng và sắt. Sắt gây ngộ độc khi hấp thụ quá nhiều. Cần kiểm soát chặt chẽ việc phát thải các kim loại nặng này để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

2.1. Asen As và Tác Động Đến Môi Trường Sức Khỏe

Asen (As) là nguyên tố có độc tính cao, thường xuất hiện trong môi trường dưới dạng anion trong các hợp chất. Các hoạt động thải asen ra môi trường chủ yếu là khai thác và chế biến quặng đa kim, than và dầu mỏ, sản xuất năng lượng, sản xuất amiang, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, bảo quản và chế biến gỗ. Khi bị nhiễm độc, asen làm cho đông tụ protein, tác dụng với nhóm chức –SH của enzyme làm cho enzyme bị thụ động hóa, phá hủy quá trình photphat hóa tạo ATP (Adenozin triphotphat). Asen ở dạng vô cơ gây ung thư biểu bì mô da và các bệnh ngoài da. Theo [6], Asen còn đầu độc hệ tuần hoàn khi hấp thu một lượng ≥ 0,1 mg/kg cơ thể.

2.2. Thủy Ngân Hg và Nguy Cơ Ô Nhiễm Từ Khai Thác Mỏ

Thủy ngân (Hg) là kim loại duy nhất tồn tại ở thể lỏng ở nhiệt độ thường. Nguồn thải thủy ngân ra môi trường nhiều nhất là hoạt động luyện kim của các khu mỏ và khai thác các quặng mỏ đa kim có chứa quặng thủy ngân. Thủy ngân nguyên tố lỏng là ít độc, nhưng hơi, các hợp chất và muối của nó là rất độc và là nguyên nhân gây ra các tổn thương não và gan khi con người tiếp xúc, hít thở hay ăn phải. Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học rất dễ dàng hấp thụ qua da, các cơ quan hô hấp và tiêu hóa. Các hợp chất vô cơ ít độc hơn so với hợp chất hữu cơ của thủy ngân. Thủy ngân tấn công hệ thần kinh trung ương và hệ nội tiết và ảnh hưởng tới miệng, các cơ quai hàm và răng.

2.3. Đồng Cu Chì Pb và Kẽm Zn Ảnh Hưởng Đến Thủy Sinh Con Người

Đồng (Cu) là một nguyên tố vi lượng có mặt trong thực vật, động vật và con người. Nguồn thải chính của đồng trong công nghiệp là nước thải quá trình mạ và nước thải quá trình rửa, ngâm bể chứa đồng. Đồng đặc biệt gây tính độc cao đối với hầu hết các động vật thủy sinh. Chì (Pb) là kim loại có rất ít trong tự nhiên. Nguồn thải chì ra môi trường là: khai thác quặng, tinh luyện chì, sản xuất pin và acquy, sử dụng xăng pha chì, thuốc trừ sâu…Chì và các hợp chất của chì rất độc, đặc biệt là với trẻ em. Kẽm (Zn) là kim loại thường có mặt trong các quặng đa kim cùng với chì và đồng và dễ thải ra môi trường trong quá trình khai thác về chế biến quặng. Kẽm là nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống.

III. Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Từ Quặng Thiếc

Để giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng từ khai thác quặng thiếc, cần áp dụng các phương pháp xử lý hiệu quả. Các phương pháp bao gồm kết tủa hóa học, trao đổi ion, điện hóa, oxy hóa - khử, và xử lý nước thải bằng phương pháp tạo Ferit. Phương pháp kết tủa hóa học sử dụng các hóa chất để kết tủa kim loại nặng thành các hợp chất không tan, dễ dàng loại bỏ. Phương pháp trao đổi ion sử dụng các vật liệu có khả năng trao đổi ion để hấp thụ kim loại nặng. Phương pháp điện hóa sử dụng điện cực để oxy hóa hoặc khử kim loại nặng, chuyển chúng thành dạng dễ loại bỏ. Phương pháp oxy hóa - khử sử dụng các chất oxy hóa hoặc khử để thay đổi hóa trị của kim loại nặng, làm cho chúng dễ kết tủa hoặc hấp thụ. Xử lý nước thải bằng phương pháp tạo Ferit sử dụng các hợp chất sắt để tạo thành các hạt Ferit, hấp thụ kim loại nặng và dễ dàng loại bỏ. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của nguồn thải và yêu cầu xử lý.

3.1. Phương Pháp Kết Tủa Hóa Học Để Loại Bỏ Kim Loại Nặng

Phương pháp kết tủa hóa học là một trong những phương pháp phổ biến để xử lý kim loại nặng trong nước thải. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc chuyển đổi các ion kim loại hòa tan thành các hợp chất không tan, dễ dàng loại bỏ bằng các quá trình lắng, lọc. Các hóa chất thường được sử dụng để kết tủa kim loại nặng bao gồm hydroxit, sunfua, cacbonat, và photphat. Hiệu quả của phương pháp kết tủa hóa học phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm pH, nồng độ kim loại nặng, và loại hóa chất sử dụng. Cần kiểm soát chặt chẽ các yếu tố này để đảm bảo hiệu quả xử lý cao nhất.

3.2. Phương Pháp Trao Đổi Ion Trong Xử Lý Ô Nhiễm Kim Loại Nặng

Phương pháp trao đổi ion là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ kim loại nặng từ nước thải. Phương pháp này sử dụng các vật liệu trao đổi ion, có khả năng hấp thụ các ion kim loại nặng từ dung dịch và thay thế chúng bằng các ion khác, thường là natri hoặc hydro. Các vật liệu trao đổi ion có thể là tự nhiên hoặc tổng hợp, và được lựa chọn dựa trên khả năng hấp thụ kim loại nặng và độ bền hóa học. Sau khi vật liệu trao đổi ion bão hòa, chúng có thể được tái sinh bằng cách sử dụng dung dịch muối hoặc axit. Phương pháp trao đổi ion có ưu điểm là hiệu quả cao, có thể xử lý nước thải có nồng độ kim loại nặng thấp, và có thể tái sử dụng vật liệu trao đổi ion.

IV. Ứng Dụng Nghiên Cứu Xử Lý Ô Nhiễm Mỏ Thiếc Quỳ Hợp Nghệ An

Nghiên cứu tập trung vào đánh giá hiện trạng khai thác và chế biến quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An. Mục tiêu là đánh giá mức độ lắng đọng và lan truyền của một số kim loại nặng bao gồm: As, Zn, Pb, Mn, Fe, Hg, Sn, Cu tại khu vực khai thác mỏ thiếc. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp giảm thiểu kim loại nặng và phương án xử lý ô nhiễm. Các giải pháp quản lý kim loại nặng bao gồm kiểm soát nguồn thải, xây dựng hệ thống xử lý nước thải, và phục hồi môi trường. Các giải pháp xử lý kim loại nặng bao gồm sử dụng các phương pháp kết tủa hóa học, trao đổi ion, và xử lý sinh học. Nghiên cứu cũng dự toán chi phí cho các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường.

4.1. Đánh Giá Hiện Trạng Khai Thác Quặng Thiếc Tại Mỏ Quỳ Hợp

Nghiên cứu tiến hành điều tra, khảo sát hoạt động khai khoáng của mỏ thiếc Quỳ Hợp. Đánh giá hiện trạng khai thác quặng Sn tại khu vực mỏ, bao gồm quy trình khai thác, công nghệ sử dụng, và các biện pháp bảo vệ môi trường. Nghiên cứu cũng đánh giá hiện trạng ô nhiễm và biện pháp xử lý của cơ sở khai khoáng, bao gồm hệ thống xử lý nước thải, quản lý chất thải rắn, và kiểm soát ô nhiễm không khí. Kết quả quan trắc và phân tích kim loại nặng trong nước và đất trầm tích được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm và tác động đến môi trường.

4.2. Đề Xuất Giải Pháp Quản Lý và Xử Lý Kim Loại Nặng Hiệu Quả

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý kim loại nặng bao gồm kiểm soát nguồn thải, xây dựng hệ thống xử lý nước thải, và phục hồi môi trường. Các giải pháp xử lý kim loại nặng bao gồm sử dụng các phương pháp kết tủa hóa học, trao đổi ion, và xử lý sinh học. Nghiên cứu cũng dự toán chi phí cho các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường, bao gồm chi phí đầu tư, chi phí vận hành, và chi phí bảo trì. Các giải pháp được đề xuất cần đảm bảo tính khả thi về mặt kỹ thuật, kinh tế, và xã hội, đồng thời phải phù hợp với điều kiện thực tế của khu vực khai thác mỏ.

V. Kết Luận và Kiến Nghị Về Nghiên Cứu Ô Nhiễm Quặng Thiếc

Nghiên cứu về ô nhiễm môi trường do khai thác quặng thiếc cho thấy tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng là rất lớn. Cần có các biện pháp quản lý và xử lý ô nhiễm hiệu quả để giảm thiểu tác động này. Các kiến nghị bao gồm tăng cường kiểm soát hoạt động khai thác, áp dụng các công nghệ khai thác và chế biến thân thiện với môi trường, xây dựng hệ thống xử lý nước thải và chất thải rắn, và phục hồi môi trường sau khai thác. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp khai thác, và cộng đồng địa phương để đảm bảo hiệu quả của các biện pháp bảo vệ môi trường. Nghiên cứu cũng khuyến nghị tiếp tục nghiên cứu về ô nhiễm môi trường do khai thác quặng thiếc để có thêm thông tin và giải pháp hiệu quả hơn.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Quản Lý Môi Trường Trong Khai Thác Mỏ

Quản lý môi trường đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực của hoạt động khai thác mỏ đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Quản lý môi trường bao gồm các hoạt động kiểm soát nguồn thải, xây dựng hệ thống xử lý nước thải và chất thải rắn, phục hồi môi trường sau khai thác, và giám sát chất lượng môi trường. Cần có các quy định pháp luật chặt chẽ và cơ chế kiểm tra, giám sát hiệu quả để đảm bảo tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường. Doanh nghiệp khai thác cần có trách nhiệm xã hội cao, chủ động áp dụng các công nghệ khai thác và chế biến thân thiện với môi trường, và tham gia vào các hoạt động phục hồi môi trường.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Ô Nhiễm Môi Trường Quặng Thiếc

Nghiên cứu về ô nhiễm môi trường do khai thác quặng thiếc cần được tiếp tục để có thêm thông tin và giải pháp hiệu quả hơn. Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm đánh giá tác động của ô nhiễm kim loại nặng đến đa dạng sinh học và hệ sinh thái, nghiên cứu các phương pháp xử lý ô nhiễm mới và hiệu quả hơn, và phát triển các mô hình dự báo ô nhiễm môi trường để có thể đưa ra các biện pháp phòng ngừa kịp thời. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, các cơ quan quản lý nhà nước, và doanh nghiệp khai thác để thực hiện các nghiên cứu này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khai thác khoáng sản là ngành công nghiệp đóng góp quan trọng vào sự phát triển kinh tế, song cũng để lại những thách thức môi trường nghiêm trọng. Huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An là một trong ba vựa quặng thiếc lớn nhất cả nước với tổng tài nguyên ước tính khoảng 23.000 tấn thiếc, chỉ sau Tĩnh Túc (15.000 tấn) và Sơn Dương (11.000 tấn). Tại mỏ thiếc gốc Suối Bắc thuộc xã Châu Thành, trữ lượng quặng được phê duyệt theo Quyết định số 846/QĐ-HĐTLKS ngày 16/3/2012 đạt 1.036 nghìn tấn quặng (tương đương 3.001 tấn thiếc kim loại), vận hành với công suất 20.000 tấn quặng nguyên khai mỗi năm và vòng đời khai thác dự kiến 25 năm.

Tuy nhiên, đặc thù quặng thiếc Quỳ Hợp là khoáng sàng đa kim cộng sinh sunfua, khiến quá trình tuyển khoáng giải phóng lượng lớn kim loại nặng độc hại vào môi trường. Điển hình, hàm lượng asen trong chất thải rắn mỏ lên tới 355 mg/kg, vượt xa ngưỡng tự nhiên không ô nhiễm từ 5 đến 20 mg/kg. Lượng nước thải tuyển quặng phát sinh khoảng 332,8 m3/ngày cùng hoạt động đào đãi quặng tự phát đã làm suy thoái nghiêm trọng lưu vực suối Bắc và sông Con.

Đề tài luận văn thạc sĩ tập trung giải quyết ba mục tiêu trọng tâm: khảo sát toàn diện hiện trạng khai thác - tuyển quặng; định lượng mức độ lắng đọng và lan truyền của 8 kim loại nặng gồm As, Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn dọc theo 5.000 m tuyến thoát thải từ mỏ ra đến sông Con; từ đó đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật xử lý và quản lý môi trường khả thi. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc bảo vệ nguồn nước tưới tiêu cho hàng trăm hecta lúa và bảo đảm an toàn sức khỏe cho hơn 5.000 người dân sinh sống tại các xã Châu Thành, Châu Hồng và Châu Quang.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của hai lý thuyết nền tảng trong khoa học môi trường:

Lý thuyết địa hóa môi trường về dòng thải axit mỏ (Acid Mine Drainage - AMD): Khi các khoáng vật sunfua kim loại (như pyrit FeS2, galen PbS, sphalerit ZnS, arsenopyrit FeAsS) trong thân quặng cassiterit tiếp xúc với oxy khí quyển và nước, các phản ứng oxy hóa sinh hóa xảy ra làm giảm mạnh độ pH của môi trường nước (thường xuống dưới 4,0). Môi trường axit này làm gia tăng đột biến độ hòa tan, khả năng di động và độc tính sinh học của các cation kim loại nặng trong môi trường nước mặt.

Lý thuyết thủy động lực học và lắng đọng trầm tích lòng dẫn miền núi: Giải thích cơ chế suy giảm nồng độ ô nhiễm theo khoảng cách dòng chảy thông qua sự kết hợp của ba quá trình: pha loãng thủy văn tự nhiên, hấp phụ ion kim loại lên bề mặt hạt keo lơ lửng, và sa lắng trọng lực của các hạt bùn khoáng xuống đáy thủy vực.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt bao gồm:

• Nội kết tủa tạo ferit: Cơ chế hóa lý giữ chặt các ion kim loại nặng tan trong nước vào mạng tinh thể từ tính Fe3O4 ở điều kiện pH và nhiệt độ thích hợp.
• Tải lượng phát thải ô nhiễm: Tổng khối lượng chất ô nhiễm do nguồn thải đưa vào môi trường tiếp nhận trong một đơn vị thời gian (tính theo mg/L hoặc kg/ngày).
• Hệ số tích lũy sinh học trầm tích: Tỷ lệ biểu thị mức độ lưu giữ và cô lập kim loại nặng trong tầng bùn đáy so với pha nước phía trên.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu và thiết kế mẫu: Nghiên cứu thiết lập hệ thống quan trắc gồm 7 vị trí đại diện (ký hiệu từ T1 đến T7) phân bố dọc theo 5.000 m tuyến thải Suối Bắc, bắt đầu từ điểm xả thải sau hồ lắng (T1), qua các cự ly 100 m (T2), 500 m (T3), 1.000 m (T4 - bắt đầu có khu dân cư), 2.000 m (T5), 3.000 m (T6 - khu dân cư tập trung), đến chân cầu Nậm Tôn tại cửa đổ ra sông Con (T7). Cỡ mẫu thực nghiệm bao gồm 14 mẫu cơ sở, thu thập đồng bộ ở cả 2 pha: 7 mẫu nước mặt (lấy ở độ sâu khoảng 20 cm bằng chai nhựa PE chuyên dụng) và 7 mẫu trầm tích tầng mặt (thu thập ở độ sâu từ 50 đến 75 cm bằng thiết bị Wildconsin hand corer). Quy trình bảo quản mẫu nước tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn TCVN 6663-3:2008 bằng cách axit hóa với HNO3 đặc về pH dưới 2, bảo quản lạnh ở nhiệt độ dưới 4 độ C với thời gian tồn lưu tối đa 30 ngày. Phương pháp chọn mẫu theo lát cắt không gian dòng chảy được lựa chọn vì phản ánh chính xác quy luật suy giảm nồng độ ô nhiễm theo cự ly vận chuyển thủy lực.

Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Mẫu trầm tích được xử lý phá mẫu vi sóng theo tiêu chuẩn quốc tế USEPA 3015 trên thiết bị vi sóng UNI 8300 Analytical ở nhiệt độ từ 160 đến 170 độ C và áp suất 350 psi. Hàm lượng 8 kim loại nặng được định lượng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) trên thiết bị Shimadzu AA-7000. Cụ thể, các nguyên tố Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn được phân tích bằng kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa không khí - axetylen (F-AAS); asen (As) được xác định qua kỹ thuật hydride hóa (HG-AAS) ở bước sóng 193,7 nm; thủy ngân (Hg) được đo bằng kỹ thuật hóa hơi lạnh (CV-AAS) không dùng ngọn lửa ở bước sóng 253,7 nm. Phương pháp AAS được ưu tiên lựa chọn nhờ độ nhạy vượt trội đạt tới dải ppm - ppb, độ lặp lại cao và chi phí tối ưu cho phân tích chuỗi mẫu khoáng sản.

Timeline nghiên cứu: Toàn bộ quá trình khảo sát thực địa, lấy mẫu hiện trường và phân tích thực nghiệm được triển khai đồng bộ tại Phòng Phân tích chất lượng môi trường thuộc Trung tâm Y tế Dự phòng tỉnh Nghệ An trong năm 2013.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, ô nhiễm kim loại nặng bùng phát cực đoan tại điểm xả thải đầu tiên (T1): Nước thải sau hai hố lắng dung tích 500 m3 của xưởng tuyển vẫn mang tải lượng ô nhiễm vượt quy chuẩn xả thải công nghiệp nhiều lần. Cụ thể, hàm lượng Fe đạt tới 156,4 mg/L, vượt 31,28 lần quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B (5 mg/L) và vượt 156,4 lần quy chuẩn nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT Cột A1 (1 mg/L). Nồng độ As ghi nhận ở mức 0,721 mg/L, vượt 7,21 lần quy chuẩn nước thải Cột B (0,1 mg/L) và gấp 72,1 lần tiêu chuẩn nước mặt sinh hoạt A1 (0,01 mg/L).

Thứ hai, mức độ vượt ngưỡng nghiêm trọng của Pb, Zn và Sn: Tại điểm T1, hàm lượng Pb đạt 0,844 mg/L (vượt 1,68 lần QCVN 40 Cột B và gấp 42,2 lần QCVN 08 Cột A1), hàm lượng Zn đạt 10,52 mg/L (vượt 3,5 lần QCVN 40 Cột B), hàm lượng Sn đạt 2,68 mg/L (vượt 2,68 lần QCVN 40 Cột B). Riêng Cu (0,84 mg/L), Hg (0,006 mg/L) và Mn (0,856 mg/L) nằm trong giới hạn cho phép của nước thải công nghiệp loại B nhưng đều vượt tiêu chuẩn nước mặt sinh hoạt.

Thứ ba, quy luật suy giảm nồng độ rõ rệt dọc theo tuyến thải 5.000 m: Nhờ quá trình pha loãng và tự lắng đọng bùn khoáng, nồng độ kim loại giảm liên tục theo khoảng cách. Từ điểm T1 đến T3 (500 m), nồng độ As giảm 40,36% (từ 0,721 mg/L xuống 0,430 mg/L), Fe giảm 42,8% (từ 156,4 mg/L xuống 89,46 mg/L), Pb giảm 26,54% (từ 0,844 mg/L xuống 0,620 mg/L). Đến điểm T6 (3.000 m - nơi tập trung đông dân cư), nồng độ As giảm 86,27% (còn 0,099 mg/L), Fe giảm 81,59% (còn 28,79 mg/L), Pb giảm 84,6% (còn 0,130 mg/L).

Thứ tư, nguy cơ tồn dư và lan truyền ra sông Con (T7): Tại điểm kết thúc tuyến thải cách nguồn 5.000 m trước khi đổ vào sông Con, nồng độ Cu (0,1 mg/L), Hg (0,0003 mg/L), Sn (0,33 mg/L) và Mn (0,130 mg/L) đã đạt quy chuẩn nước mặt loại A2. Tuy nhiên, Fe (16,73 mg/L) và Zn (3,22 mg/L) vẫn lần lượt vượt 16,73 lần và 3,22 lần giới hạn cấp nước sinh hoạt A2, tiếp tục tác động tiêu cực đến chất lượng nước hạ lưu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng tại nguồn xả T1 là do công nghệ xử lý nước thải tuyển quặng của cơ sở khai thác chỉ dừng lại ở phương pháp lắng cơ học sơ bộ qua 2 hố lắng dung tích 500 m3 (kích thước 10 m x 10 m x 5 m) mà không có công đoạn keo tụ hóa học hay kết tủa kim loại hòa tan. Bên cạnh đó, địa hình khu vực có độ dốc rất lớn (từ 30 đến 35 độ), lòng suối hẹp (rộng từ 1 đến 3 m) kết hợp cùng lưu lượng dòng chảy đạt 30 L/s đã tạo vận tốc dòng lớn, cuốn trôi bùn thải mịn và phát tán kim loại nặng đi xa hàng nghìn mét trước khi kịp lắng đọng hoàn toàn.

So sánh với các nghiên cứu tại mỏ thiếc Hà Thượng (tỉnh Thái Nguyên), nơi đất xung quanh mỏ bị nhiễm asen gấp từ 17 đến 308 lần tiêu chuẩn, khu vực mỏ Quỳ Hợp cũng ghi nhận sự tích lũy asen và chì rất cao trong cả pha nước và trầm tích. Dữ liệu thực nghiệm của luận văn có thể được trực quan hóa sinh động qua đồ thị đường biểu diễn sự suy giảm nồng độ của 8 kim loại theo trục khoảng cách từ 0 m đến 5.000 m, kết hợp bảng ma trận so sánh tỷ lệ vượt chuẩn đối chiếu với QCVN 40:2011 và QCVN 08:2008. Điều này giúp các nhà quản lý dễ dàng xác định phạm vi ảnh hưởng nguy hại đối với nguồn nước tưới tiêu và sinh hoạt của người dân.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý cụ thể:

Thứ nhất, nâng cấp hệ thống xử lý hóa lý nước thải tuyển quặng tại nguồn: Xây dựng bổ sung cụm xử lý keo tụ kết tủa tạo Ferit và trung hòa bằng vôi bột Ca(OH)2 để nâng pH dòng thải lên 8,5 - 9,0. Giải pháp này nhằm mục tiêu cắt giảm trên 95% hàm lượng As hòa tan và 98% hàm lượng Fe, Pb trước khi xả ra môi trường. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, do Công ty Cổ phần Khoáng sản Hà An và các doanh nghiệp khai thác trên địa bàn chịu trách nhiệm đầu tư kinh phí xây dựng.

Thứ hai, kiến tạo bãi lọc sinh học ngập nước trồng cỏ Vetiver: Thiết lập hệ thống đất ngập nước kiến tạo quy mô 1,5 ha trồng cỏ Vetiver dọc hành lang suối từ vị trí T1 đến T3 (chiều dài 500 m) để hấp thu, cố định kim loại nặng trong bùn đáy và rễ cây. Chỉ tiêu giảm thiểu đạt 80% hàm lượng trầm tích kim loại nặng trôi dạt trong 12 tháng, do Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Nghệ An chủ trì phối hợp với UBND huyện Quỳ Hợp triển khai.

Thứ ba, tối ưu hóa công nghệ tuần hoàn nước tuyển khoáng: Cải tạo hệ thống đường ống và trạm bơm cao áp để nâng tỷ lệ tuần hoàn tái sử dụng nước sản xuất từ mức 75% hiện nay lên trên 90%, giảm lưu lượng nước thải phát sinh xả ra suối Bắc xuống dưới 15 m3/ngày. Kế hoạch triển khai hoàn thành trong 3 tháng do đội ngũ kỹ thuật xưởng tuyển quặng thực hiện.

Thứ tư, siết chặt thanh tra và chấm dứt nạn mót quặng tự phát: Thành lập tổ kiểm tra liên ngành môi trường huyện Quỳ Hợp tuần tra định kỳ 2 lần mỗi tuần, lắp đặt 2 trạm quan trắc tự động liên tục đo pH và độ đục tại điểm T4 và T7, xử lý triệt để 100% các điểm đào bới, đãi quặng trái phép dọc khe Nậm Tôn và Nậm Huống trong quý đầu tiên của kế hoạch quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho 4 nhóm đối tượng chính:

Nhóm 1 - Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Bao gồm Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Nghệ An và Phòng Tài nguyên Môi trường huyện Quỳ Hợp. Cơ quan quản lý có thể sử dụng bộ dữ liệu định lượng 8 kim loại nặng và ranh giới phát tán 5.000 m làm căn cứ khoa học để thanh tra, xử phạt vi phạm xả thải và thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) của các dự án khai khoáng mới.

Nhóm 2 - Doanh nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản đa kim: Các đơn vị khai khoáng thiếc, chì, kẽm có thể ứng dụng trực tiếp các thông số kỹ thuật về lưu lượng xả thải 332,8 m3/ngày và quy trình công nghệ kết tủa ferit để thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT với chi phí vận hành hợp lý.

Nhóm 3 - Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Môi trường: Cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận quan trắc dòng chảy miền núi, kỹ thuật phá mẫu vi sóng USEPA 3015 và phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS cho các đề tài nghiên cứu địa hóa ô nhiễm mỏ.

Nhóm 4 - Tổ chức phi chính phủ và chuyên gia y tế công cộng: Giúp xây dựng các báo cáo đánh giá rủi ro sức khỏe cộng đồng, từ đó tài trợ các công trình lọc nước sạch sinh hoạt cho các cụm dân cư vùng hạ lưu tại xã Châu Thành và Châu Quang đang chịu ảnh hưởng bởi nguồn nước nhiễm asen và chì.

Câu hỏi thường gặp

Khai thác quặng thiếc tại Quỳ Hợp phát sinh những kim loại nặng độc hại chính nào? Quá trình khai thác và chế biến quặng thiếc gốc tại Quỳ Hợp phát sinh 8 kim loại nặng điển hình bao gồm As, Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn và Mn. Trong đó, Fe, As, Pb và Zn là những nguyên tố có nồng độ phát thải vượt quy chuẩn nhiều lần nhất, bắt nguồn từ các khoáng vật sunfua cộng sinh trong thân quặng bị oxy hóa khi tuyển rửa.

Tại sao nồng độ sắt và asen lại cao vượt trội trong nước thải xưởng tuyển? Nồng độ Fe lên tới 156,4 mg/L và As đạt 0,721 mg/L tại cửa xả là do quặng nguyên khai chứa hàm lượng lớn khoáng vật arsenopyrit và pyrit. Khi quặng bị nghiền mịn dưới 0,3 mm và khuấy trộn với nước, các hợp chất sunfua bị hòa tan tạo dòng thải axit mỏ, trong khi hệ thống hố lắng 500 m3 chỉ giữ được hạt cặn cơ học mà không tách được kim loại tan.

Quá trình lan truyền kim loại nặng dọc theo suối Bắc diễn ra trong phạm vi bao xa? Kim loại nặng lan truyền trên toàn bộ tuyến suối dài 5.000 m từ điểm xả mỏ đến cầu Nậm Tôn trước khi nhập vào sông Con. Dù nồng độ các kim loại như Cu, Hg, Sn giảm nhanh sau 500 m nhờ quá trình tự làm sạch, các kim loại dai dẳng như Fe (16,73 mg/L) và Zn (3,22 mg/L) vẫn vượt quy chuẩn nước mặt ngay tại điểm kết thúc 5.000 m.

Nguồn nước suối tại cự ly cách mỏ 3.000 mét có an toàn cho sinh hoạt của người dân không? Nguồn nước tại điểm T6 cách mỏ 3.000 m hoàn toàn không an toàn cho mục đích sinh hoạt. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng As (0,099 mg/L) vẫn gấp 5 lần, Pb (0,130 mg/L) gấp 6,1 lần, và Fe (28,79 mg/L) gấp 28,79 lần giới hạn cho phép của QCVN 08:2008 Cột A2, tiềm ẩn nguy cơ cao gây các bệnh về da, mắt và ngộ độc kim loại mãn tính.

Phương pháp phân tích nào được sử dụng để xác định chính xác vết kim loại nặng trong mẫu bùn mỏ? Luận văn áp dụng quy trình phá mẫu vi sóng kín theo tiêu chuẩn USEPA 3015 bằng hỗn hợp axit mạnh ở 160 - 170 độ C, kết hợp phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (Shimadzu AA-7000). Phương pháp này giúp hòa tan triệt để nền mẫu quặng phức tạp và định lượng chính xác các nguyên tố ở nồng độ vết từ ppm đến ppb mà không bị thất thoát mẫu.

Kết luận

• Công tác quan trắc đã xác định mức độ ô nhiễm kim loại nặng đặc biệt nghiêm trọng tại cửa xả mỏ thiếc Suối Bắc với nồng độ Fe vượt 31,28 lần, As vượt 7,21 lần, Zn vượt 3,5 lần và Pb vượt 1,68 lần quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.
• Quy luật lan truyền thủy lực dọc tuyến suối 5.000 m cho thấy nồng độ ô nhiễm giảm dần nhờ sa lắng và pha loãng, nhưng Fe và Zn vẫn vượt ngưỡng an toàn nước mặt loại A2 tại cửa ra sông Con với hệ số vượt lần lượt là 16,73 lần và 3,22 lần.
• Đóng góp khoa học cốt lõi của đề tài là xây dựng bộ cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về hệ số phát tán của 8 kim loại nặng và chứng minh sự bất cập của công nghệ lắng lọc cơ học đơn thuần tại các mỏ đa kim miền núi.
• Lộ trình hành động ưu tiên trong 3 đến 12 tháng tới bao gồm: cải tạo nâng tỷ lệ tuần hoàn nước lên trên 90%, xây dựng trạm kết tủa hóa lý tạo Ferit, và thiết lập bãi lọc sinh học cỏ Vetiver 1,5 ha nhằm cô lập trầm tích độc hại.
• Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp khai khoáng cần khẩn trương phối hợp ứng dụng các giải pháp kỹ thuật của luận văn để phục hồi nguồn nước lưu vực sông Con và bảo vệ sức khỏe cộng đồng dân cư địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Công nghiệp khai khoáng vẫn được xem là một ngành công nghiệp mũi nhọn đóng góp một phần quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của đất nước ta. Tuy nhiên, trong quá trình khai thác khoáng sản nói chung và quặng thiếc nói riêng đã gây ra rất nhiều tác động xấu tới môi trường cũng như người dân khu vực xung quanh. Những tác động tiêu cực này đầu tiên phải kể đến việc phá rừng để khai thác quặng và làm đường giao thông, tiếp theo đó là các hoạt động khai thác gây ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trường nước trong đó có ô nhiễm KLN. Hiện nay, việc khai thác quặng và hiện trạng ô nhiễm nước ở khu vực khai thác, chế biến quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An đang diễn ra hàng ngày với mức độ rất nghiêm trọng.

Nhiều đơn vị khai thác quặng thiếc tại các dãy núi cao ở các xã Châu Hồng, Châu Thành, Châu Quang, Châu Tiến thường lén xả nước thải bùn từ trên núi xuồng tràn vào ruộng lúa, khu dân cư hoặc tràn qua khe suối khiến cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng. Một số đơn vị khai thác tuy có xây dựng các bể xử lý nhưng thực tế gần như các bể không được hoạt động mà nước thải chủ yếu thải trực tiếp ra môi trường. Tại các khe đầu nguồn nước luôn bị đục và có màu đen thẫm, trong đó hàm lượng asen khá cao do các đơn vị khai thác đã sử dụng nước trong quá trình tuyển thô (sơ bộ). Thêm vào đó việc « mót » quặng diễn ra ngay giữa dòng khe, người dân đào bới và đãi quặng trực tiếp xuống khe khiến cho nguồn nước quanh năm đục ngầu, dòng chảy bị thay đổi, môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng.

Bên cạnh việc khai thác khoáng sản (ở Việt Nam cũng như trên thế giới), con người cũng đã quan tâm đến các biện pháp xử lý nhằm giảm sự phát thải các chất ô nhiễm ra ngoài môi trường, mà đặc biệt là kim loại nặng. Tuy nhiên sự quan tâm xử lý và quản lý chưa phải khi nào và ở đâu cũng đúng mực. Thêm nữa, sự quan tâm hầu như cũng mới chỉ dừng lại ở tại các điểm phát thải, mà chưa chú ý nhiều đến sự 1 lan truyền và lắng đọng của các kim loại nặng trong quá trình vận chuyển vào các nguồn tiếp nhận (môi trường đất, nước, không khí và sinh vật); cho nên cũng chưa đưa ra được những lời cảnh báo, các biện pháp thật hữu hiệu và khoa học nhằm ngăn chặn, làm giảm nhẹ, … các tác động do ô nhiễm đối với con người và hệ sinh thái quanh khu vực khai thác mỏ. Chính vì những mục đích như vậy mà đề tài luận văn “Nghiên cứu sự lắng đọng và phát tán một số kim loại nặng trong nước thải từ quá trình khai thác và làm giàu quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An” đã được thực hiện với những mục tiêu chính sau:  Đánh giá hiện trạng khai thác và chế biến quặng thiếc.

 Đánh giá mức độ lắng đọng và lan truyền của một số kim loại nặng bao gồm: As, Zn, Pb, Mn,Fe, Hg, Sn, Cu tại khu vực khai thác mỏ thiếc tại xã Châu Hồng, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An.  Đề xuất các biện pháp giảm thiểu kim loại nặng và phương án xử lý ô nhiễm. Tình hình và hiện trạng ô nhiễm do khai thác và chế biến quặng thiếc 1. Tình hình khai thác quặng thiếc [9]  Trên thế giới Thiếc (Sn) là một trong những kim loại đầu tiên mà loài người đã phát hiện được.

Việc sử dụng Sn làm hợp kim với đồng đã trải qua một thời kì lâu dài và quan trọng trong thời đại đồ đồng. Đồng đen cổ nhất đã được tìm thấy ở Ơfrat (Messopotania) vào 3500 – 3200 năm trước Công Nguyên. Vào khoảng 1800 – 1500 năm trước Công Nguyên, ở Trung Quốc đã sử dụng rộng rãi đồng đen. Trong thế kỷ 18, ở Anh (mỏ Coocmuon), nam Trung Quốc, Bolivin, Liên Xô đã khai thác thiếc với quy mô lớn.

Sản lượng thiếc khai thác trên thế giới từ năm 1940 đến năm 2006 được thống kê trong bảng 1. Sản lượng khai thác thiếc trên thế giới theo thời gian (nghìn tấn) Năm 1940 1957 1975 1991 2000 2005 2006 Sản lượng 240 200 234.8 340 Năm 1940, thế giới khai thác được 240. Năm 1957, thế giới sản xuất được 200. Liên Xô đã phát hiện được nhiều vùng quặng thiếc rất lớn (Zabaical, tiểu Khingan, Xkhote – Albitin và đặc biệt là trên lãnh thổ rộng lớn miền đông bắc).

 Ở Việt Nam [9] Ở Việt Nam quặng thiếc có ở nhiều nơi, nhưng trữ lượng lớn nhất là 3 khu vực chính: Cao Bằng, Sơn Dương và Quỳ Hợp. Theo kết quả tìm kiếm – thăm dò đã xác định tài nguyên thiếc vào cỡ 80 nghìn tấn, trữ lượng công nghiệp 50 nghìn tấn, trong đó trữ lượng ở các vùng quặng như sau: - Tĩnh Túc (Cao Bằng): 15 nghìn tấn thiếc - Sơn Dương (Tuyên Quang): 11 nghìn tấn thiếc - Quỳ Hợp (Nghệ An): 23 nghìn tấn thiếc Tổng sản lượng khai thác được thể hiện ở bảng 2. Sản lượng khai thác thiếc qua các thời kỳ như sau (tấn SnO2) Năm 1850 1913 1937 1941 1945 1950 1955 1960 1966 1971 1981 1991 1995 Sản 84 127 196 244,5 87 164 170 137 166 185 243 197 250 lượng Từ 1910 đến 1914 thực dân Pháp đã khai thác ở Pia Oac (Cao Bằng) được 3.247 tấn Sn kèm theo 137 kg Au. Từ năm 1950 đến năm 1956 khai thác thủ công được 440 tấn SnO2; 1957 – 1980 sản lượng khai thác ở vùng Pia Oac đạt 9.901 tấn SnO2 với mật độ trung bình 1305 g/m 3.

Ở Tam Đảo đạt 3.500 tấn SnO 2 với mật độ trung bình 1348 g/m3. Trước năm 1988, sản lượng hàng năm chỉ đạt 600 tấn, năm cao nhất 1000 tấn. Ở Sơn Dương khai thác từ 1965 đến 1984 được 4 nghìn tấn, trung bình 210 tấn/năm. Ở Quỳ Hợp khai thác từ 1961 với qui mô nhỏ.

Hiện trạng ô nhiễm do khai thác và chế biến quặng thiếc  Trên thế giới [21,24] Hiện nay, các khu mỏ khai thác và chế biến quặng thiếc trên thế giới đa số đều đang ở trong tình trạng ô nhiễm kim loại nặng. Ở những nước có mỏ thiếc và có sản lượng khai thác thiếc lớn như Indonesia, Trung Quốc, Nga … hàm lượng kim loại nặng có mặt trong nước đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Một khu vực ô nhiễm là lưu vực sông Citarum ở Tây Java của Indonesia, nơi 9 triệu người sinh sống nhưng có tới 2. Dòng sông Citarum, vốn được sử dụng để phục vụ các nhu cầu hàng ngày của người dân ở đây cũng như để cung cấp nước tưới cho đồng ruộng, đã bị ô nhiêm bởi nhiều loại chất độc, trong đó có nhôm và mangan.

Kiểm tra mẫu nước uống ở đây cho thấy hàm lượng chì vượt quá 1.000 lần mức tiêu chuẩn của WHO (0,05 mg/L).[21] Nhiều thập niên khai thác mỏ đa kim chì – thiếc bừa bãi ở thành phố Kabwe, Zambia đã gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho người dân Kabwe, nơi hơn 300.000 người được cho là bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm. Năm 2006, lượng chì trong máu trẻ em ở Kabwe được phát hiện cao gấp 5-10 lần mức được khuyến nghị.[24]  Ở Việt Nam [3, 14] 4 Qua phân tích mẫu đất của một số khu vực khai thác mỏ thiếc đã nhận thấy tất cả đều là những điểm nóng về ô nhiễm kim loại nặng (KLN), điển hình là mỏ thiếc xã Hà Thượng, Thái Nguyên và mỏ thiếc Quỳ Hợp, Nghệ An. Phân tích sơ bộ nhận thấy đất ở xung quanh 2 mỏ thiếc này đều bị nhiễm As nghiêm trọng, trong đó tại mỏ thiếc Hà Thượng hàm lượng As trong đất gấp 17 – 308 lần tiêu chuẩn cho phép. Mỏ thiếc tại Quỳ Hợp ,tình trạng môi trường đất tại các khu vực Châu Cường, Bản Poòng, Thung Lũng I, Khê Đổ, Châu Tiến,… (Quỳ Hợp- Nghệ An) cũng đã gây hậu quả làm thu hẹp diện tích đất canh tác và làm giảm chất lượng đất của nhân dân địa phương.[3] Ở mỏ thiếc Quỳ Hợp, dòng thải của nhà máy được thải trực tiếp ra một con suối nhỏ gần đó.

Hàm lượng As trong chất thải rắn rất cao (355 mg/kg) so với hàm lượng được coi là không ô nhiễm trên thế giới (5- 20mg/kg). Các khoáng vật sulfua này bị oxi hoá tạo ra dòng thải axit mỏ và giàu kim loại. Sự lan toả của As và sự ôxy hoá các kim loại độc hại như Cu, Cd từ các nguồn rỉ dòng thải axit mỏ qua các đống thải cũng không hề được chú ý. Có nơi nước thải từ mỏ và xưởng tuyển được thải trực tiếp ra cánh đồng lúa với hàm lượng As gấp 30 lần nước tự nhiên.[14] Đa phần, các mỏ quặng thiếc đều là mỏ đa kim chứa các kim loại như: Fe, Au, Ag, Cu, Ti, W, Mo, Zn, Pb, Ga, Ta, Nb, In … Khai thác thiếc ngoài những yếu tố ảnh hưởng xấu đến môi trường như tạo bụi, tiếng ồn, đào bới, vùi lấp phá hoại cảnh quan, nó còn ảnh hưởng rất xấu đến môi trường nước, thảm thực động vật và sức khoẻ con người do trong quặng đa khoáng có chứa các nguyên tố rất độc hại như asen, chì, molipđen….

Đặc biệt để phân kim vàng - một kim loại màu quý hiếm có hầu hết trong quặng đa kim chứa thiếc, tại các khu khai thác, người ta đã sử dụng phương pháp xianua, sản phẩm nước thải của phương pháp này ra môi trường có thuỷ ngân, là một chất vô cùng độc hại và nguy hiểm, đã gây ra các vụ ô nhiễm, nhiễm độc ở sông Cầu – Thái Nguyên, ở Bồng Miêu - Quảng Nam…[14] 5 1. Các kim loại nặng xuất hiện trong quá trình khai thác, chế biến quặng thiếc và tác động đến môi trường Như đã nói ở trên, đa phần các mỏ thiếc ở Việt Nam đều là các mỏ đa kim; do đó, trong quá trình khai thác và chế biến quặng thiếc sẽ xuất hiện rất nhiều kim loại nặng gây ảnh hưởng không tốt đến môi trường và con người. Các kim loại nặng thường xuyên xuất hiện ở mỏ thiếc bao gồm: Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn và As. Asen [3,6,15] Asen (As) là nguyên tố tồn tại có độc tính cao và thường xuất hiện trong môi trường dưới dạng các anion trong các hợp chất.

Trong tự nhiên, asen tương đối phổ biến, hàm lượng asen trong vỏ trái đất ở khoảng 2-10 mg/kg. Tuy nhiên, các trường hợp nhiễm độc asen chủ yếu là do asen được thải ra bởi các hoạt động của con người.