Nghiên cứu đặc điểm và giải pháp quản lý chất thải từ mỏ than Lộ Trí, Cẩm Đông, Quảng Ninh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu chất thải từ mỏ than Lộ Trí, đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả cho môi trường tại Cẩm Phả, Quảng Ninh.

• Tác giả: Đỗ Thiên Trang
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Mạnh Khải
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Khoa học
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm chất thải từ hoạt động của mỏ than Lộ Trí, phường Cẩm Đông, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất một số giải pháp quản lý
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về khai thác than và các vấn đề môi trường liên quan
• 1.2. Phân bố và trữ lượng than trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.3. Tình hình khai thác và tiêu thụ than
• 1.4. Công nghệ khai thác than
• 1.5. Vai trò của ngành than đối với nền kinh tế
• 1.6. Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường
• 1.7. Tổng quan về các giải pháp bảo vệ môi trường cho ngành than
• 1.8. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
• 1.9. Tổng quan về mỏ Lộ Trí
• 1.10. Địa hình – Địa mạo
• 1.11. Đặc điểm chất lượng than
• 1.12. Đặc điểm khí tượng – thủy văn
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Thu thập và tổng hợp tài liệu
• 2.5.2. Quan trắc môi trường khu vực mỏ than Lộ Trí
• 2.5.3. Phân tích trong phòng thí nghiệm
• 2.5.4. Phương pháp chuyên gia
• 2.5.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Tình hình khai thác than tại mỏ than Lộ Trí
• 3.2. Đặc điểm chất thải và hiện trạng các nguồn thải trong khu vực mỏ than
• 3.3. Đặc điểm và hiện trạng ô nhiễm bụi, khí thải
• 3.4. Đặc điểm và hiện trạng ô nhiễm nước thải sản xuất
• 3.5. Đặc điểm nước thải sinh hoạt mỏ than Lộ Trí
• 3.6. Chất thải rắn và Bãi thải than
• 3.7. Đánh giá và các đề xuất đối với công tác quản lý môi trường khu vực mỏ
• 3.7.1. Đánh giá công tác quản lý môi trường khu vực mỏ
• 3.7.2. Một số giải pháp đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả quản lý nguồn thải và bảo vệ môi trường mỏ Lộ Trí
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về quản lý chất thải từ mỏ than Lộ Trí Cẩm Đông

Mỏ than Lộ Trí, nằm tại phường Cẩm Đông, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, là một trong những mỏ than lớn của Việt Nam. Việc khai thác than tại đây không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn đặt ra nhiều thách thức về quản lý chất thải. Chất thải từ hoạt động khai thác than bao gồm chất thải rắn, khí thải và nước thải, có thể gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Do đó, việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp quản lý chất thải là rất cần thiết.

1.1. Đặc điểm và tình hình khai thác than tại Lộ Trí

Mỏ than Lộ Trí có sản lượng khai thác khoảng 2 triệu tấn/năm. Tuy nhiên, hoạt động khai thác này cũng phát sinh một lượng lớn chất thải, bao gồm bụi, khí thải và nước thải. Theo báo cáo, hàm lượng ô nhiễm trong nước thải vượt mức cho phép từ 1,1 đến 2 lần, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường xung quanh.

1.2. Tác động của chất thải đến môi trường và sức khỏe

Chất thải từ mỏ than Lộ Trí có thể gây ô nhiễm không khí, nước và đất. Các chỉ số ô nhiễm như COD, BOD trong nước thải đều vượt mức cho phép, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân sống xung quanh. Việc quản lý chất thải kém có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng về môi trường.

II. Vấn đề quản lý chất thải tại mỏ than Lộ Trí

Quản lý chất thải tại mỏ than Lộ Trí đang gặp nhiều khó khăn. Các nguồn thải từ hoạt động khai thác chưa được kiểm soát chặt chẽ, dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Việc thiếu các biện pháp xử lý chất thải hiệu quả đã làm gia tăng tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

2.1. Các nguồn thải chính từ hoạt động khai thác

Các nguồn thải chính từ mỏ than Lộ Trí bao gồm bụi, khí thải và nước thải. Bụi phát sinh trong quá trình khai thác và vận chuyển than, trong khi khí thải chủ yếu từ các thiết bị máy móc. Nước thải từ sản xuất và sinh hoạt cũng là một nguồn ô nhiễm đáng kể.

2.2. Thách thức trong việc xử lý chất thải

Việc xử lý chất thải tại mỏ than Lộ Trí gặp nhiều thách thức do thiếu công nghệ hiện đại và quy trình quản lý chưa hiệu quả. Nhiều chất thải vẫn chưa được xử lý triệt để, dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

III. Phương pháp quản lý chất thải hiệu quả tại mỏ than Lộ Trí

Để giảm thiểu tác động tiêu cực từ chất thải, cần áp dụng các phương pháp quản lý hiệu quả. Việc áp dụng công nghệ mới trong xử lý chất thải, cùng với việc nâng cao nhận thức của cộng đồng về bảo vệ môi trường là rất quan trọng.

3.1. Công nghệ xử lý chất thải hiện đại

Cần áp dụng các công nghệ xử lý chất thải tiên tiến như hệ thống lọc bụi, xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học. Những công nghệ này giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường xung quanh.

3.2. Tăng cường quản lý và giám sát chất thải

Cần thiết lập hệ thống giám sát chất thải chặt chẽ, bao gồm việc theo dõi các chỉ số ô nhiễm và đánh giá tác động đến môi trường. Việc này giúp phát hiện sớm các vấn đề và có biện pháp xử lý kịp thời.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại mỏ than Lộ Trí

Nghiên cứu về quản lý chất thải tại mỏ than Lộ Trí đã chỉ ra rằng việc áp dụng các giải pháp quản lý hiệu quả có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, nếu thực hiện đúng các biện pháp, chất lượng môi trường có thể được cải thiện đáng kể.

4.1. Kết quả từ các giải pháp quản lý

Các giải pháp quản lý chất thải đã được áp dụng tại mỏ than Lộ Trí cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giảm thiểu ô nhiễm. Chất lượng nước và không khí đã được cải thiện, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.2. Ứng dụng mô hình quản lý bền vững

Mô hình quản lý bền vững có thể được áp dụng tại mỏ than Lộ Trí, bao gồm việc kết hợp giữa khai thác và bảo vệ môi trường. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn đảm bảo phát triển kinh tế bền vững.

V. Kết luận và tương lai của quản lý chất thải tại mỏ than Lộ Trí

Quản lý chất thải tại mỏ than Lộ Trí là một vấn đề cấp bách cần được giải quyết. Việc áp dụng các giải pháp quản lý hiệu quả không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng. Tương lai của quản lý chất thải tại đây phụ thuộc vào sự quyết tâm và nỗ lực của các bên liên quan.

5.1. Tầm quan trọng của quản lý chất thải

Quản lý chất thải hiệu quả là yếu tố quyết định đến sự phát triển bền vững của ngành khai thác than. Điều này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo an toàn cho sức khỏe cộng đồng.

5.2. Định hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới trong quản lý chất thải. Đồng thời, cần nâng cao nhận thức của cộng đồng về bảo vệ môi trường và tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khai thác than là ngành công nghiệp trụ cột bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia, đóng góp hàng chục nghìn tỷ đồng vào ngân sách và giải quyết việc làm cho hơn một triệu lao động. Tỉnh Quảng Ninh hiện là trung tâm than đá lớn nhất cả nước với 43 mỏ và điểm khai thác chính, tổng trữ lượng đạt khoảng 10,5 tỷ tấn. Trong đó, mỏ than Lộ Trí thuộc Công ty Than Thống Nhất – TKV, đóng tại phường Cẩm Đông, thành phố Cẩm Phả, là cơ sở khai thác hầm lò quy mô lớn với diện tích 4,7 km2 và công suất vận hành 2 triệu tấn than nguyên khai mỗi năm. Tuy nhiên, hoạt động khai thác quy mô công nghiệp tại đây đang tạo ra áp lực môi trường vô cùng nặng nề.

Theo ước tính kỹ thuật, với công suất 2 triệu tấn than mỗi năm, mỏ than Lộ Trí phát sinh hơn 2.000 tấn bụi lơ lửng hàng năm. Các công đoạn khoan nổ mìn, bốc xúc và vận chuyển phát tán lượng bụi TSP vượt tiêu chuẩn cho phép từ 2 đến 3 lần, cá biệt lên tới 10 lần vào mùa khô. Đồng thời, nguồn nước thải hầm lò có độ pH dao động từ 3,5 đến 6,6, nồng độ COD và BOD5 vượt ngưỡng quy chuẩn từ 1,1 đến 2 lần, đặc biệt hàm lượng kim loại nặng như sắt (Fe) và mangan (Mn) vượt từ 6 đến 10 lần so với quy chuẩn môi trường hiện hành. Bên cạnh đó, nước thải sinh hoạt ghi nhận hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) vượt từ 1,5 đến 2,2 lần.

Nghiên cứu được thực hiện nhằm định lượng toàn diện các đặc tính lý hóa của chất thải rắn, nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và khí thải tại mỏ than Lộ Trí. Mục tiêu trọng tâm là đánh giá mức độ suy thoái môi trường đối với các thủy vực tiếp nhận như suối Ngô Quyền, mương Anpha và các khu dân cư lân cận. Trên cơ sở dữ liệu quan trắc giai đoạn 2016 - 2018 kết hợp lấy mẫu bổ sung năm 2019, luận văn thiết lập hệ thống giải pháp quản lý chất thải chuyên sâu, góp phần giảm thiểu ô nhiễm và thúc đẩy mô hình khai thác than bền vững tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết chuyển hóa vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái công nghiệp kết hợp lý thuyết sức tải môi trường vùng mỏ. Quá trình khai thác than hầm lò giải phóng các chất thải dạng khí, lỏng và rắn vào môi trường tự nhiên thông qua các chu trình xáo trộn địa chất. Luận văn tiếp cận mô hình hình thành nước ngập mỏ axit (Acid Mine Drainage - AMD), lý giải cơ chế khoáng vật sulfide trong vỉa than bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí và nước ngầm, làm phát sinh ion kim loại nặng và axit hóa nguồn nước.

Các khái niệm then chốt được sử dụng xuyên suốt nghiên cứu gồm:

1. Nhu cầu oxy hóa học (COD) và Nhu cầu oxy sinh học (BOD5): Phản ánh mức độ ô nhiễm hợp chất hữu cơ trong nước thải sản xuất và sinh hoạt.
2. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và Tổng bụi lơ lửng (TSP): Chỉ thị mức độ ô nhiễm hạt cơ học trong môi trường nước và khí quyển.
3. Tải lượng ô nhiễm kim loại nặng: Định lượng mức độ tích tụ sắt (Fe) và mangan (Mn) trong các dòng thải mỏ.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thiết lập mạng lưới quan trắc thực địa toàn diện với cỡ mẫu đồng bộ:

• Môi trường không khí: Lấy mẫu tại 18 vị trí (K1 đến K18) bao gồm tuyến vận chuyển, trạm sàng +110, máng rót +13, mặt bằng +41, cửa lò và các khu dân cư tiếp giáp như phố Lán Ga, phố Ngô Quyền. Mẫu khí được thu thập ở độ cao 1,5 mét bằng thiết bị SIBATA MP-∑300N II vào khung giờ cao điểm từ 8h đến 9h sáng.
• Môi trường nước thải sản xuất: Lấy mẫu tại 4 điểm (NT1, NT2 tại Trạm xử lý nước thải +41; NT3, NT4 tại Trạm xử lý nước thải +25) nhằm đánh giá chất lượng trước và sau lắng.
• Môi trường nước mặt: Quan trắc tại 2 điểm tiếp nhận trực tiếp gồm suối Ngô Quyền (NM1) và mương Anpha (NM2).
• Nước thải sinh hoạt: Thu thập mẫu tại 4 cửa xả (NTSH1 đến NTSH4) tại mặt bằng sân công nghiệp, khu văn phòng, nhà Cẩm Thành và trại tăng gia.

Phương pháp chọn mẫu có chủ đích kết hợp phân tầng không gian giúp phản ánh chính xác nguồn phát thải từ các công đoạn sản xuất. Mẫu nước được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 6663-1:2011 và bảo quản bằng axit HNO3 (phân tích kim loại) hoặc H2SO4 (phân tích COD, Phospho) theo TCVN 6663-3:2016. Phân tích định lượng được thực hiện tại phòng thí nghiệm đạt chuẩn VILAS 369 bằng thiết bị đo quang phổ UV-VIS HACH DR6000, máy phổ phát xạ nguyên tử ICP và phương pháp trọng lượng chuẩn hóa theo SMEWW 2540D:2005. Quá trình xử lý chuỗi số liệu giai đoạn 2016 - 2018 và mẫu kiểm chứng 2019 được thực hiện qua phần mềm thống kê chuyên dụng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, mức độ ô nhiễm bụi không khí diễn ra nghiêm trọng tại các khu vực sản xuất tập trung. Nồng độ bụi TSP tại trạm sàng +110 (K4) và máng rót đá +13 (K6) luôn vượt tiêu chuẩn cho phép từ 200% đến 300%. Hoạt động nổ mìn phá vỡ 1 m3 đất đá phát sinh từ 0,027 đến 0,17 kg bụi, trong khi mỗi 1.000 tấn than hầm lò tạo ra 11 đến 12 kg bụi mịn. Vào những thời điểm độ ẩm không khí giảm xuống 59,4% kết hợp với lượng gió hanh khô, nồng độ TSP tại một số điểm đo vượt giới hạn quy chuẩn lên tới 10 lần.

Thứ hai, nước thải hầm lò mang đặc trưng axit hóa mạnh và ô nhiễm kim loại nặng vượt trội. Trước khi qua hệ thống xử lý, nguồn nước tại vị trí NT1 (trạm +41) và NT3 (trạm +25) ghi nhận chỉ số pH dao động từ 3,5 đến 6,6, chứa hàm lượng sunfat natri và magie cao. Nồng độ sắt (Fe) và mangan (Mn) hòa tan vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia từ 6 đến 10 lần (vượt 600% - 1000%). Chỉ số COD và BOD5 trong nước thải công nghiệp cao hơn ngưỡng cho phép từ 1,1 đến 2,0 lần.

Thứ ba, chất lượng nước thải sinh hoạt và nước mặt tiếp nhận suy giảm rõ rệt. Nước thải sinh hoạt tại các cửa xả NTSH1 đến NTSH4 có hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS vượt quy chuẩn từ 150% đến 220%. Hai nguồn tiếp nhận là suối Ngô Quyền và mương Anpha chịu tải lượng bồi lắng cao, gia tăng độ đục mạnh mẽ trong mùa mưa khi lượng mưa trung bình năm đạt 2437 mm (tháng cao điểm ghi nhận tới 1089 mm).

Thứ tư, đất đá thải tại các bãi đổ gây thoái hóa đất nghiêm trọng. Đất bãi thải có độ pH chỉ từ 3,47 đến 3,8, rất chua và nghèo dinh dưỡng với hàm lượng mùn chỉ đạt từ 0,32% đến 0,53%. Khả năng giữ ẩm của đất tầng mặt rất thấp, làm triệt tiêu thảm thực vật tự nhiên và gây nguy cơ sạt lở cao.

Thảo luận kết quả

Hiện tượng axit hóa và phát tán kim loại nặng trong nước thải hầm lò xuất phát trực tiếp từ các đới đứt gãy kiến tạo F cắt qua tầng chứa nước trầm tích. Nước mưa thẩm thấu hòa tan khoáng chất quặng sulfide, giải phóng ion Fe2+, Fe3+ và Mn2+ tự do. Sự gia tăng nồng độ TSP và khí độc CO, NO2 tại các mặt bằng sản xuất liên quan trực tiếp đến công nghệ vận tải bằng xe tự đổ và hệ thống sàng tuyển lộ thiên chưa kín khít.

So sánh với các nghiên cứu tại bể than Quảng Ninh như mỏ Mạo Khê và Vàng Danh, mỏ than Lộ Trí có mức độ tích tụ kim loại nặng trong nước ngầm cao hơn do đặc thù tầng đứt gãy dập vỡ phức tạp. Về mặt trình bày dữ liệu, các chuỗi biến thiên nồng độ TSP, COD, Fe và Mn qua các năm (2016 - 2019) được mô hình hóa tối ưu qua các biểu đồ đường thể hiện xu hướng thời gian, kết hợp bảng ma trận so sánh chất lượng nguồn nước tại các vị trí đầu vào và đầu ra của trạm xử lý. Các biểu đồ cột trực quan hóa tỷ lệ phần trăm vượt ngưỡng quy chuẩn giúp minh họa rõ nét hiệu quả của từng công đoạn lắng lọc.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải hầm lò tại trạm +41 và trạm +25: Áp dụng quy trình trung hòa kiềm hóa kết hợp keo tụ tạo bông bằng hóa chất PAC và PAM, bổ sung bãi lọc sinh học ngập nước nhân tạo. Mục tiêu đạt hiệu suất khử sắt và mangan trên 95%, hạ nồng độ các thông số về dưới ngưỡng QCVN 40:2011/BTNMT (cột B). Kế hoạch thực hiện trong thời gian 12 tháng, do Công ty Than Thống Nhất – TKV chủ trì đầu tư và vận hành.

2. Hiện đại hóa hệ thống dập bụi và kiểm soát khí thải: Lắp đặt mạng lưới phun sương cao áp dập bụi tự động tại trạm sàng +110, cụm song sàng +52 và máng rót +13; thực hiện tưới ẩm định kỳ 4 lần mỗi ngày trên các tuyến đường vận chuyển than nội bộ; che phủ bạt kín 100% các phương tiện vận tải. Mục tiêu giảm thiểu 70% lượng bụi phát tán, đưa nồng độ TSP về dưới 0,3 mg/m3 trong vòng 6 tháng, dưới sự giám sát của Phòng Môi trường mỏ than Lộ Trí.

3. Phục hồi sinh thái và chống xói mòn bãi đổ thải: Tiến hành san gạt bãi thải theo phương pháp phân tầng giật cấp dạng bậc thang; bổ sung lớp đất màu hữu cơ dày tối thiểu 30 cm; trồng thảm cỏ Vetiver kết hợp cây keo lai nhằm cố định bề mặt, chống sạt lở. Mục tiêu nâng độ pH của đất bãi thải từ 3,5 lên trên 5,5 và đạt tỷ lệ che phủ thảm thực vật trên 80% trong lộ trình 24 tháng, phối hợp cùng Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh.

4. Xây dựng mạng lưới quan trắc tự động liên tục: Lắp đặt 02 trạm quan trắc nước thải tự động tại cửa xả trạm +41, +25 và 01 trạm quan trắc không khí tự động tại mặt bằng sân công nghiệp trung tâm. Dữ liệu quan trắc truyền trực tiếp 24/7 về Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh Quảng Ninh, hoàn thiện trong thời gian 9 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Ban lãnh đạo và cán bộ quản lý môi trường tại các doanh nghiệp ngành than: Sử dụng dữ liệu thực tế để xây dựng phương án giảm thiểu phát thải bụi, tối ưu hóa công nghệ xử lý nước thải mỏ axit và tính toán chi phí vận hành bảo vệ môi trường hằng năm.

2. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng các kết quả phân tích nồng độ Fe, Mn, TSP làm căn cứ thực tiễn phục vụ thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), cấp phép xả thải và thanh tra, kiểm tra định kỳ tại các mỏ than khu vực Cẩm Phả.

3. Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Môi trường: Tham khảo khung phương pháp luận kết hợp quan trắc thực địa, kỹ thuật phân tích theo chuẩn SMEWW và TCVN, cùng bộ dữ liệu quan trắc nhiều năm phục vụ giảng dạy và nghiên cứu mở rộng.

4. Các đơn vị tư vấn và thiết kế công trình bảo vệ môi trường: Ứng dụng quy trình công nghệ đề xuất gồm hệ thống xử lý trung hòa keo tụ và giải pháp phục hồi sinh thái bằng cỏ Vetiver vào các dự án hoàn nguyên mỏ thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn phát sinh bụi lớn nhất tại mỏ than Lộ Trí đến từ công đoạn nào? Nguồn phát sinh bụi lớn nhất tập trung tại các khâu sàng tuyển than, máng rót than đá và tuyến đường giao thông nội bộ. Với sản lượng 2 triệu tấn than mỗi năm, mỏ phát sinh hơn 2.000 tấn bụi/năm; nồng độ TSP tại trạm sàng +110 và máng rót +13 thường xuyên vượt giới hạn cho phép từ 2 đến 3 lần.

2. Tại sao nước thải hầm lò tại mỏ Lộ Trí lại có hàm lượng sắt và mangan rất cao? Nước ngầm thẩm thấu qua các đới đứt gãy địa chất tiếp xúc với các vỉa than chứa khoáng sulfide. Quá trình oxy hóa tự nhiên tạo ra môi trường axit với pH từ 3,5 đến 6,6, hòa tan mạnh mẽ các khoáng vật chứa kim loại, khiến hàm lượng Fe và Mn trong nước thải vượt tiêu chuẩn môi trường từ 6 đến 10 lần.

3. Nước thải sinh hoạt tại khu vực mỏ có gây nguy cơ ô nhiễm lớn không? Nước thải sinh hoạt tại 4 cửa xả chính ghi nhận hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS vượt quy chuẩn từ 1,5 đến 2,2 lần. Nếu không được thu gom và lắng lọc qua các bể tự hoại đúng quy chuẩn, nguồn thải này sẽ kết hợp với dòng chảy mặt gây bồi lắng và ô nhiễm hữu cơ tại suối Ngô Quyền.

4. Giải pháp sinh học nào hiệu quả nhất để phục hồi đất bãi thải mỏ than? Phương pháp san tầng kết hợp phủ lớp đất mặt và trồng cỏ Vetiver mang lại hiệu quả cao nhất. Giải pháp này giúp giữ đất, chống sạt lở trong mùa mưa (lượng mưa 2437 mm/năm), từng bước nâng độ pH đất từ mức 3,47 - 3,8 lên trên 5,5 và tăng độ ẩm đất tầng mặt.

5. Độ tin cậy của chuỗi số liệu phân tích trong luận văn được bảo đảm như thế nào? Số liệu được thu thập từ mạng lưới 18 điểm khí và 10 điểm nước qua giai đoạn 2016 - 2018 và kiểm chứng năm 2019. Toàn bộ quy trình lấy mẫu, bảo quản và phân tích tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn TCVN, SMEWW tại phòng thí nghiệm đạt chuẩn VILAS 369.

Kết luận

• Luận văn đã định lượng toàn diện đặc trưng phát thải từ mỏ than Lộ Trí với công suất 2 triệu tấn than/năm, xác định lượng bụi phát sinh trên 2.000 tấn/năm cùng nồng độ Fe, Mn trong nước thải mỏ vượt quy chuẩn 6 đến 10 lần.
• Đánh giá chi tiết sự suy giảm chất lượng các thủy vực tiếp nhận gồm suối Ngô Quyền và mương Anpha, cùng mức độ thoái hóa axit nghiêm trọng của đất bãi thải với độ pH từ 3,47 đến 3,8.
• Xây dựng hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý đồng bộ: nâng cấp trạm xử lý nước thải đạt hiệu suất trên 95%, dập bụi tự động giảm 70% TSP, hoàn nguyên bãi thải bằng cỏ Vetiver và tự động hóa quan trắc môi trường.
• Cung cấp cơ sở khoa học và bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn hóa (2016 - 2019) có giá trị ứng dụng cao cho công tác quản lý môi trường ngành khai khoáng tại Quảng Ninh.
• Khuyến nghị Công ty Than Thống Nhất – TKV phối hợp chặt chẽ với cơ quan chức năng địa phương triển khai ngay lộ trình xử lý môi trường trong 12 đến 24 tháng tới nhằm bảo đảm phát triển công nghiệp than hài hòa với bảo vệ hệ sinh thái.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: Tổng quan tài liệu; iii) Chương II: Địa điểm, phạm vi, phương pháp nghiên cứu ; iv) Chương III: Kết quả nghiên cứu và đề xuất giải pháp; v) phần Kết luận và khuyến nghị; vi) Tài liệu tham khảo và Phụ lục. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về khai thác than và các vấn đề môi trƣờng liên quan 1.

Phân bố và trữ lƣợng than trên thế giới và ở Việt Nam Phân bố và trữ lượng than trên thế giới Than là dạng nhiên liệu hóa thạch có trữ lượng phong phú nhất, được tìm thấy chủ yếu ở Bắc Bán cầu. Tổng trữ lượng than trên toàn thế giới được ước tính khoảng 1. Hơn 80% trữ lượng than của thế giới phân bố chủ yếu tại 10 quốc gia, trong đó trữ lượng than ở Mĩ chiếm khoảng 25% của cả thế giới, Nga 23% và Trung Quốc 12%. Các mỏ tương đối lớn ở Canada, Đức, Ba Lan, Nam Phi, úc, Mông Cổ, Brazil.

Phân bố và trữ lượng than tại Việt Nam Những dữ liệu có sẵn hiện tại cho thấy trữ lượng ở Việt Nam là khoảng 49,8 tỷ tấn [22]. Nguồn than được chia thành một số loại sau: trữ lượng đo đạc và thăm dò được (loại A+B+C1) là 33%, nguồn phỏng đoán (C2) 39% và nguồn tiên lượng (P) là 28%. Việt Nam có tất cả các loại than: anthracite (đã khai thác), bituminous (than bitum), subbituminous, lignite và peat (than bùn) [23]. Để thăm dò nguồn than, Việt Nam thông qua VINACOMIN đã hợp tác với nhiều công ty và tổ chức từ Nhật Bản như JCOAL (Japan Coal Energy Center), NEDO (New Energy and Industrial Technology Development) và JBIC (Japan Bank of International Cooperation) [10].

Than đóng vai trò trọng yếu trong nền kinh tế Việt Nam cũng như lĩnh vực năng lượng. Phần lớn bể than quan trọng nhất nằm ở Quảng Ninh, đồng bằng sông Hồng, Thái Nguyên, Bắc Cạn, Sông Da, Sông Ca, Na Dương, Nong Song, Sông Ba, Đồng bằng sông Mekong. Việt Nam có một trong những nguồn than anthracite lớn nhất. Khu vực đồng bằng sông Hồng được dự báo có khoảng 210 tỷ tấn, chủ yếu là than Asbitum, các mỏ than ở các tỉnh khác khoảng 400 triệu tấn.

Riêng than bùn là khoảng 7 tỷ mét khối phân bố ở cả 3 miền [23]. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Bể than Quảng Ninh nằm ở phía bắc của tổ quốc, nó chiếm diện tích khoảng 5900 km2 với 2800 km2 đất rừng và 510 km2 là đất nông nghiệp [17]. Vùng than ở khu vực này nằm gần bờ biển nên có vị trí tốt để xuất khẩu ra thị trường quốc tế. Việc khai thác bắt đầu ở đây vào năm 1839.

Vùng than Quảng Ninh có 8,7 triệu tấn than anthracite. Những phần than quan trọng nhất tập trung ở bể than Quảng Ninh: Mạo Khê, Tràng Bạch, Nam Mẫu, Vàng Danh, Uông Thượng, Đồng Vông, Ngã Hai, Khe Tam, Giáp Khấu, Núi Béo. Những cảng than quan trọng nhất là Cảng Cẩm Phả và Hòn Gai. Trữ lƣợng các mỏ than Quảng Ninh (Đơn vị: Ngàn tấn) Trữ lƣợng Trữ lƣợng Cách khai thác Tổng trữ Trữ lƣợng khai khai thác lò khai thác Trữ lƣợng lƣợng thác lộ thiên bằng giếng đứng Trữ lượng đã thăm dò 3.808 Trữ lượng mỏ đang khai 1.127 thác Trữ lượng các mỏ chuẩn 333.407 bị khai thác [Nguồn: Báo cáo tổng hợp tình hình khai thác và tiêu thụ than Quảng Ninh, 2018] 1.

Tình hình khai thác và tiêu thụ than Tình hình khai thác và tiêu thụ than trên thế giới Có thể coi than là một ngành công nghiệp mang tính toàn cầu, lượng than thương mại được khai thác tại hơn 50 quốc gia và tiêu thụ trên 70 nước trên toàn thế giới. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khai thác than: Hàng năm có khoảng hơn 4.030 triệu tấn than được khai thác, con số này đã tăng 38% trong vòng 20 năm qua. Sản lượng khai thác tăng nhanh nhất ở châu Á, trong khi đó châu Âu khai thác với tốc độ giảm dần [23]. Các nước khai thác nhiều nhất không tập trung trên một châu lục mà nằm rải rác trên thế giới, năm nước khai thác lớn nhất hiện nay là: Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Úc và Nam Phi.

Hầu hết các nước khai thác than cho nhu cầu tiêu dùng nội địa, chỉ có khoảng 18% than cứng dành cho thị trường xuất khẩu [24]. Lượng than khai thác được dự báo tới năm 2030 vào khoảng 7 tỷ tấn, với Trung Quốc chiếm khoảng hơn một nửa sản lượng [24]. Tiêu thụ than: Toàn thế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than hàng năm [24]. Một số ngành sử dụng than làm nguyên liệu đầu vào như: sản xuất điện, thép, kim loại, xi măng và các loại chất đốt hóa lỏng.

Than đá và than non đóng vai trò chính trong sản xuất ra điện, các sản phẩm thép và kim loại cần sử dụng than cốc. Khoảng 39% lượng điện sản xuất ra trên toàn thế giới là từ nguồn nhiên liệu này và tỷ lệ này sẽ vẫn được duy trì trong tương lai (dự báo cho đến năm 2030). Lượng tiêu thụ than cũng được dự báo sẽ tăng ở mức từ 0,9% đến 1,5% từ nay cho đến năm 2030. Tiêu thụ về than cho nhu cầu trong các lò hơi sẽ tăng khoảng 1,5% mỗi năm.

Trong khi than non, được sử dụng trong sản xuất điện, tăng với mức 1% mỗi năm. Nhu cầu về than cốc, loại than được sử dụng trong công nghiệp thép và kim loại được dự báo tăng với tốc độ 0,9% [24]. Thống kê sản lượng khai thác than bình quân trên thế giới tăng khoảng 3,33% mỗi năm, nhưng nhu cầu sử dụng than tăng khoảng 4,46% mỗi năm, đặc biệt khu vực châu Á và Australia có tốc độ tăng nhu cầu sử dụng than tới 7,03% mỗi năm [24]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Tình hình khai thác và tiêu thụ than tại Việt Nam Việt Nam là nước có tiềm năng về than khoáng các loại.

Than biến chất thấp (lignite – á bitum) ở phần lục địa bể than song Hồng tính đến chiều sâu 1700m có tài nguyên trữ lượng đạt 36960 tỷ tấn. Nếu tính đến độ sâu 3500m thì dự báo tổng tài nguyên than đạt đến 210 tỷ tấn [20]. Than biến chất trung bình (bitum) đã được phát hiện ở Thái Nguyên, vùng sông Đà và vùng Nghệ Tĩnh với trữ lượng không lớn, chỉ đạt tổng tài nguyên gần 80 triệu tấn. Than biến chất cao (anthracite) phân bố chủ yếu ở các bể than Quảng Ninh, Thái Nguyên, sông Đà, Nông Sơn với tổng tài nguyên đạt trên 10 tỷ tấn.

Bể than Quảng Ninh là lớn nhất với trữ lượng đạt trên 3 tỷ tấn. Bể than Quảng Ninh đã được khai thác hơn 100 năm nay phục vụ tốt cho các nhu cầu trong nước và xuất khẩu [22]. Tổng tài nguyên và trữ lượng than của Việt Nam tính đến 01/01/2014 và 48 tỷ tấn, trong đó than đá là 48,4 tỷ tấn, than bùn 0,3 tỷ tấn; tài nguyên và trữ lượng than huy động vào quy hoạch khai thác và 7,2 tỷ tấn, trong đó than đá là 7,0 tỷ tấn, than bùn là 0,2 tỷ tấn [21]. Ở Việt Nam, than có nhiều loại, trữ lượng lớn, tập trung chủ yếu ở Quảng Ninh (90% trữ lượng than cả nước) [23].

Trữ lượng than của nước ta ước chừng hơn 6,6 tỷ tấn, trong đó trữ lượng có khả năng khai thác là 3,6 tỷ tấn (đứng đầu ở Đông Nam Á) [24]. Sản lượng và xuất khẩu than tăng nhanh trong những năm gần đây. Các đơn vị khai thác, chế biến và tiêu thụ than chủ yếu thuộc tập đoàn TKV. TKV hiện nay có khoảng 30 mỏ và các điểm khai thác lộ thiên trong đó có 5 mỏ có công suất từ 1 triệu tấn trở lên là : Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu, Hà Lầm, Mông Dương, Khe Chàm, Dương Huy [1].

Theo TKV, Quảng Ninh tập trung khoảng 67% trữ lượng than toàn quốc, chủ yếu là anthracite, sản lượng than mỡ rất thấp – khoảng 200 ngàn tấn/năm. Quảng Ninh có 7 mỏ than hầm lò sản xuất với công suất trên dưới 2 triệu tấn than nguyên khai/ năm; chiếm hơn 45% tổng sản lượng khai thác than của TKV [1]. Hệ thống 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] khai thác phổ biến nhất là cột dài heo phương – chiều dài lò chợ khi thai thác cột chống thủy lực đơn hoặc giá thủy lực di động là 100 – 150m, sản lượng lò chợ là 100 – 150 ngàn tấn/ năm; khi chống gỗ là 60 – 100m, sản lượng 50 – 60 ngàn tấn/năm [1]. Ngoài ra hiện đang sử dụng một số hệ thống khai thác như: Chia lớp ngang nghiêng, khai thác dưới dàn mềm đối với các vỉa dốc trên 50o, song những công nghệ này chưa hoàn thiện, năng suất thấp.

Hiện nay toàn vùng Quảng Ninh có một lò chợ cơ giới hóa toàn bộ, bước đầu cho kết quả tốt, sản lượng đạt 200 ngàn tấn/ năm [1]. Quảng Ninh có 5 mỏ lộ thiên lớn sản xuất với công suất trên 2 triệu tấn than nguyên khai/năm là: Cọc Sáu, Cao Sơn, Hà Tu, Đèo Nai, Núi Béo, cung cấp đến 40% sản lượng cho TKV [8]. Số lượng mỏ than lộ thiên là 15 mỏ bao gồm cả các công trường khai thác lộ thiên do các công ty sản xuất hầm lò quản lý với công suất năm từ 100000 – 700 000 tấn than nguyên khai [10]. Ngoài ra, còn có mốt số điểm lộ vỉa và khai thác nhỏ với sản lượng khai thác than hàng năm dưới 100 000 tấn han nguyên khai.

Tổng sản lượng khai thác lộ thiên trong giai đoạn 1995 – 2004 là 97,53 triệu tấn ( chiếm 66,3% sản lượng ngành than) [1]. Hầu hết các mỏ lộ thiên khai thông bằng hệ thống hào mỏ vỉa bám vách vỉa than. Thiết bị đào hào là máy xúc thủy lực gàu ngược kết hợp máy cúc EKG. Hầu hết các mỏ lộ thiên đều áp dụng hệ thống khai thác xuống sâu dọc một hoặc hai bờ công tác, đất đá chủ yếu được đổ ra bãi thải ngoài.

Trong những năm gần đây đã dựa vào hệ thống khai thác khaais theo lớp đứng ở hầu hết các mỏ lộ thiên để tăng độ dốc bờ công tác lên 2 – 27 độ. Công nghệ khai thác than Khái niệm. Khai thác mỏ là hoạt động khai thác khoáng sản hoặc các vật liệu địa chất từ lòng đất. Khai thác mỏ ở nghĩa rộng hơn bao gồm việc khai thác các nguồn tài nguyên không tái tạo (như than, dầu mỏ, khí thiên nhiên.

Khai thác và chế biến than là quá trình khai thác các mỏ than từ trong lòng đất bằng hai hình thức khai thác chính là khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò, than 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.