Tổng quan nghiên cứu

Vùng Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, là khu vực có trữ lượng than antraxit lớn với hơn 1,2 tỷ tấn, đóng góp khoảng 90% sản lượng than toàn quốc. Hoạt động khai thác than hầm lò và lộ thiên tại đây diễn ra với công suất lớn, như mỏ Núi Béo khai thác 4,3 triệu tấn/năm, mỏ Hà Tu 2,87 triệu tấn/năm, mỏ Hòn Gai 10 triệu tấn/năm và mỏ Hà Lầm với trữ lượng 139.200 tấn. Tuy nhiên, việc khai thác than đã gây ra những tác động tiêu cực nghiêm trọng đến môi trường nước mặt, làm suy giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học và sức khỏe cộng đồng. Nước thải từ hoạt động khai thác than có tính axit, chứa nhiều kim loại nặng như Fe, Mn, Pb, As, cùng các chất hữu cơ và vi sinh vật gây ô nhiễm nghiêm trọng. Đặc biệt, độ pH nước thải dao động từ 2 đến 5,5, vượt xa tiêu chuẩn cho phép, cùng với hàm lượng cặn lơ lửng vượt 1,7 đến 8 lần tiêu chuẩn.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng khai thác than và tác động của nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lò vào nguồn nước mặt vùng Hạ Long, đồng thời đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường nước mặt phù hợp. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực khai thác than vùng Hạ Long trong giai đoạn 2019-2020, với số liệu thu thập từ các điểm lấy mẫu nước mặt như suối Hà Lầm, sông Diễn Vọng, suối Lại và các cảng biển ven bờ.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường tại địa phương, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nước về môi trường, đồng thời hỗ trợ phát triển bền vững ngành khai thác than và các ngành kinh tế liên quan tại vùng Hạ Long.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về tác động môi trường của hoạt động khai thác khoáng sản, đặc biệt là khai thác than hầm lò, bao gồm:

  • Lý thuyết về ô nhiễm môi trường nước: Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước như pH, BOD, COD, TSS, kim loại nặng và vi sinh vật để đánh giá mức độ ô nhiễm và tác động đến hệ sinh thái nước mặt.
  • Mô hình khả năng chịu tải môi trường (Carrying Capacity Model): Đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước mặt, dựa trên các nghiên cứu quốc tế về sức chịu tải của vùng cửa sông và ven biển, nhằm xác định mức độ ô nhiễm có thể chấp nhận được.
  • Khái niệm về quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường: Bao gồm các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT), nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), và các văn bản pháp luật liên quan như Luật Bảo vệ môi trường 2014, Luật Tài nguyên nước 2012, Luật Khoáng sản 2010.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: nước thải mỏ than, ô nhiễm nước mặt, chỉ tiêu chất lượng nước (pH, BOD, COD, TSS, kim loại nặng), khả năng chịu tải môi trường, và các biện pháp xử lý nước thải.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu thứ cấp được thu thập từ Trung tâm Quan trắc tài nguyên môi trường tỉnh Quảng Ninh, các báo cáo hiện trạng môi trường, tài liệu pháp lý và các nghiên cứu trước đây. Số liệu thực địa gồm 8 mẫu nước mặt lấy tại các điểm tiêu biểu trong vùng Hạ Long trong 4 đợt năm 2019 và 2020.
  • Phương pháp khảo sát thực địa: Lấy mẫu nước theo tiêu chuẩn TCVN 6663-6:2018, đo nhanh các thông số pH, nhiệt độ tại hiện trường bằng thiết bị HI-98127 Hanna. Mẫu nước được bảo quản theo quy định để phân tích các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh trong phòng thí nghiệm.
  • Phân tích trong phòng thí nghiệm: Xác định các chỉ tiêu TSS, COD, BOD5, NH4+, NO3-, PO43-, Coliform, As, Pb, Fe theo các phương pháp tiêu chuẩn SMEWW và TCVN.
  • Phương pháp phân tích và xử lý số liệu: So sánh kết quả phân tích với các quy chuẩn Việt Nam hiện hành (QCVN 08-MT:2015/BTNMT, QCVN 10-MT:2015/BTNMT). Sử dụng phần mềm Excel và Word để tổng hợp, xử lý và trình bày số liệu.
  • Phương pháp đánh giá tác động: Áp dụng các phương pháp thủy văn, thủy lực và mô phỏng môi trường sống để đánh giá ảnh hưởng của nước thải đến dòng chảy, mực nước và môi trường sinh thái vùng nghiên cứu.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong 2 năm (2019-2020), bao gồm thu thập số liệu, phân tích mẫu, đánh giá tác động và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng khai thác than vùng Hạ Long: Năm 2019, sản lượng than nguyên khai đạt khoảng 10,2 triệu tấn, trong đó khai thác hầm lò chiếm 27,47%. Các công ty than lớn như Hòn Gai, Hà Tu, Hà Lầm và Núi Béo hoạt động với công nghệ hiện đại, nhưng vẫn còn nhiều thiết bị cũ. Đầu tư xây dựng cơ bản tăng từ 530 tỷ đồng năm 2017 lên 1.203 tỷ đồng năm 2019, cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của ngành than tại địa phương.

  2. Chất lượng nước mặt bị ảnh hưởng nghiêm trọng: Kết quả quan trắc tại 8 điểm lấy mẫu cho thấy độ pH nước mặt dao động từ 3,5 đến 5,5, thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT (pH từ 6 đến 9). Hàm lượng cặn lơ lửng (TSS) vượt tiêu chuẩn từ 1,7 đến 8 lần, COD và BOD5 cũng vượt mức cho phép từ 1,5 đến 3 lần. Nồng độ kim loại nặng như Fe, Pb, As vượt tiêu chuẩn từ 1,2 đến 2,5 lần, đặc biệt tại các điểm gần bãi thải và moong mỏ.

  3. Nguồn nước thải mỏ than có tính axit và chứa nhiều kim loại nặng: Quá trình oxy hóa pyrit trong than và đất đá tạo ra axit sulfuric, làm giảm pH nước thải và hòa tan các kim loại nặng như Fe2+, Mn2+. Nước thải mỏ có độ khoáng hóa cao, khoảng 3.000 mg/l, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt và nước ngầm.

  4. Ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng: Ô nhiễm nước mặt làm suy giảm đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến các loài thủy sinh và hệ sinh thái ven biển. Nước sinh hoạt của người dân tại một số khu vực bị nhiễm bẩn Nitơ và vi khuẩn coliform vượt tiêu chuẩn gấp nhiều lần, gây nguy cơ bệnh tật cao. Ô nhiễm bụi và khí độc từ hoạt động khai thác than cũng làm tăng tỷ lệ bệnh hô hấp và các bệnh nghề nghiệp ở công nhân và dân cư lân cận.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm nước mặt là do nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lò và lộ thiên chưa được xử lý triệt để trước khi xả ra môi trường. Các bãi thải đất đá không được quản lý tốt gây bồi lắng, làm thay đổi dòng chảy và tăng tải lượng chất ô nhiễm. So với các nghiên cứu quốc tế về sức chịu tải môi trường, vùng Hạ Long đang chịu áp lực ô nhiễm vượt mức cho phép, đe dọa đến sự phát triển bền vững của ngành than và các ngành kinh tế khác như du lịch, thủy sản.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh các chỉ tiêu chất lượng nước với quy chuẩn Việt Nam, bảng tổng hợp sản lượng khai thác than và đầu tư, cũng như bản đồ phân bố các điểm lấy mẫu và mức độ ô nhiễm tương ứng. So sánh với các nghiên cứu trong nước cho thấy tình trạng ô nhiễm tại Hạ Long nghiêm trọng hơn nhiều khu vực khác do quy mô khai thác lớn và mật độ dân cư cao.

Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của việc áp dụng các công nghệ xử lý nước thải hiện đại, đồng thời tăng cường quản lý, giám sát môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng để giảm thiểu tác động tiêu cực.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai hệ thống xử lý nước thải đồng bộ tại các mỏ than: Áp dụng công nghệ xử lý kết tủa hóa học, điều chỉnh pH, xục khí và đầm sinh học để giảm độ axit và hàm lượng kim loại nặng trong nước thải. Mục tiêu giảm pH về mức 6-9 và các kim loại nặng dưới ngưỡng quy chuẩn trong vòng 2 năm. Chủ thể thực hiện: các công ty khai thác than phối hợp với cơ quan quản lý môi trường.

  2. Quản lý và cải tạo các bãi thải đất đá: Xây dựng hệ thống thoát nước và che phủ bãi thải để hạn chế rửa trôi và bồi lắng, đồng thời trồng cây phủ xanh để giảm xói mòn. Thời gian thực hiện 3-5 năm, chủ thể: chính quyền địa phương và các doanh nghiệp khai thác.

  3. Tăng cường giám sát và kiểm soát chất lượng nước mặt: Thiết lập mạng lưới quan trắc thường xuyên, sử dụng công nghệ cảm biến hiện đại để phát hiện sớm các dấu hiệu ô nhiễm. Mục tiêu nâng cao tần suất quan trắc lên ít nhất 4 lần/năm. Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh.

  4. Nâng cao nhận thức và đào tạo về bảo vệ môi trường: Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền cho công nhân mỏ và cộng đồng dân cư về tác hại của ô nhiễm và các biện pháp phòng tránh. Thời gian triển khai liên tục, chủ thể: các tổ chức xã hội, doanh nghiệp và chính quyền địa phương.

  5. Khuyến khích nghiên cứu và ứng dụng công nghệ khai thác than sạch: Đầu tư nghiên cứu công nghệ khí hóa than, than sạch và các phương pháp khai thác ít tác động môi trường. Mục tiêu phát triển các dự án thí điểm trong 5 năm tới. Chủ thể: Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam và các viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các cơ quan quản lý Nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch khai thác than và bảo vệ môi trường nước mặt tại Quảng Ninh và các vùng khai thác than khác.

  2. Doanh nghiệp khai thác than và các nhà máy chế biến than: Áp dụng các giải pháp xử lý nước thải và quản lý bãi thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm, nâng cao hiệu quả sản xuất và tuân thủ quy định pháp luật.

  3. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực quản lý tài nguyên và môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, số liệu thực tế và các đề xuất để phát triển các nghiên cứu tiếp theo hoặc giảng dạy chuyên ngành.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức xã hội tại vùng khai thác than: Nắm bắt thông tin về tác động môi trường và các biện pháp bảo vệ sức khỏe, tham gia giám sát và phản ánh các vấn đề môi trường tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tác động chính của nước thải khai thác than đến nguồn nước mặt là gì?
    Nước thải có tính axit với pH từ 2 đến 5,5, chứa nhiều kim loại nặng như Fe, Mn, Pb, As và các chất hữu cơ, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt, làm giảm chất lượng nước và ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh.

  2. Các chỉ tiêu chất lượng nước nào bị vượt mức quy chuẩn tại vùng Hạ Long?
    Các chỉ tiêu như pH, TSS, COD, BOD5 và kim loại nặng đều vượt tiêu chuẩn Việt Nam từ 1,5 đến 8 lần, đặc biệt pH thấp và TSS cao gây ảnh hưởng lớn đến môi trường nước.

  3. Phương pháp xử lý nước thải mỏ than hiệu quả hiện nay là gì?
    Phương pháp kết tủa hóa học, điều chỉnh pH, xục khí và đầm sinh học được áp dụng để trung hòa axit, loại bỏ kim loại nặng và giảm tải lượng chất ô nhiễm trước khi xả thải ra môi trường.

  4. Tại sao việc quản lý bãi thải đất đá lại quan trọng?
    Bãi thải không được quản lý tốt gây bồi lắng, làm thay đổi dòng chảy, tăng tải lượng chất ô nhiễm và ảnh hưởng đến cảnh quan, sinh thái cũng như sức khỏe cộng đồng.

  5. Làm thế nào để cộng đồng dân cư tham gia bảo vệ môi trường nước?
    Cộng đồng có thể tham gia giám sát, báo cáo các hành vi xả thải trái phép, tham gia các chương trình tuyên truyền, đào tạo và áp dụng các biện pháp bảo vệ nguồn nước sinh hoạt.

Kết luận

  • Hoạt động khai thác than hầm lò và lộ thiên tại vùng Hạ Long có sản lượng lớn, đóng góp quan trọng cho kinh tế địa phương nhưng gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt.
  • Nước thải mỏ than có tính axit, chứa nhiều kim loại nặng và chất hữu cơ vượt tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
  • Các bãi thải đất đá chưa được quản lý hiệu quả làm tăng nguy cơ ô nhiễm và biến đổi thủy văn khu vực.
  • Cần triển khai đồng bộ các giải pháp xử lý nước thải, quản lý bãi thải, giám sát môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng để bảo vệ nguồn nước mặt.
  • Nghiên cứu đề xuất các bước tiếp theo gồm áp dụng công nghệ xử lý hiện đại, hoàn thiện quy hoạch khai thác than bền vững và tăng cường hợp tác nghiên cứu công nghệ than sạch.

Call-to-action: Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các giải pháp bảo vệ môi trường nước mặt vùng Hạ Long, góp phần phát triển bền vững ngành than và kinh tế địa phương.