ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thời kì hội nhập kinh tế toàn cầu, đất nước ta đang đẩy mạnh công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa, phấn đấu cơ bản trở thành nước công nghiệp vào năm 2020. Nền kinh tế đất nước tăng trưởng đáng kể, đạt được nhiều thành tựu. Tuy nhiên, việc phát triển kinh tế cũng nảy sinh những vấn đề không nhỏ về môi trường. Để phục vụ cho sản xuất, phát triển công nghiệp, một lượng tài nguyên khoáng sản như than, đá.
bị khai thác, trong đó than là khoáng sản được khai thác đã có lịch sử kéo dài và quy mô khai khác trên diện rộng khắp các tỉnh thành cả nước. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là hiện nay việc khai thác than sử dụng công nghệ còn quá lạc hậu và thường gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Thái Nguyên là tỉnh có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú cả về chủng loại và trữ lượng. Thêm vào đó, Thái Nguyên còn là trung tâm văn hoá - kinh tế - xã hội của các tỉnh miền núi phía Đông Bắc, là cầu nối giao thông giữa các tỉnh phía Đông Bắc với Hà Nội, Tây Bắc và các tỉnh vùng đồng bằng Bắc Bộ, rất thuận lợi cho việc phát triển ngành công nghiệp.
Được đánh giá là tỉnh có trữ lượng than lớn thứ hai trong cả nước, với 15 triệu tấn than mỡ và khoảng 90 triệu tấn than đá, phân bố ở các mỏ lớn thuộc các huyện trên địa bàn tỉnh như mỏ than Khánh Hòa, mỏ than Phấn Mễ, mỏ than Núi Hồng…, ngành khai thác than đã và đang phục vụ đắc lực cho công nghiệp luyện kim của tỉnh, điển hình là mỏ than Khánh Hòa với sản lượng khai thác hiện nay trên 700.000 tấn/năm, đóng góp rất lớn cho ngân sách của tỉnh mỗi năm. Nhưng bên cạnh nguồn lợi to lớn mà ngành công nghiệp than đem lại thì vấn đề môi trường liên quan đến hoạt động khai thác than cũng rất đáng quan tâm. Theo số liệu tại mỏ than Khánh Hòa, để khai thác được 1 tấn than thì khối lượng đất đá cần bóc đi từ 8 đến 10 m3 đất phủ, thải ra 1 đến 3 m3 nước thải. Quá trình khai thác kéo dài nhiều năm dẫn đến các bãi thải của công trường khai thác ngày càng mở rộng về số lượng và quy mô, và có những tác động đến hệ sinh thái và sức khỏe của cộng đồng dân cư sống ở khu vực xung quanh.
Tại các bãi thải mỏ, thành phần chủ z yếu của chất thải trên các bãi thải là đất đá do nổ mìn gồm: cát kết, bột kết, sét kết và đất phủ. Trong các thành phần này, mức độ phong hoá của bột kết chậm hơn so với các đá khác, đá được tạo bởi sét kết bị phong hoá nhanh, dễ nứt nẻ, vỡ vụn, khi gặp nước thì chảy nhão nên dễ gây bồi lắng, lụt lội và trượt lở bãi thải. Để xác định được những ảnh hưởng này, cần phải có những nghiên cứu cụ thể. Được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của giảng viên TS.
Nguyễn Ngọc Minh, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sự biến đổi một số tính chất lý - hóa nước suối Tân Long dưới tác động của nước thải mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên” được đặt ra với những mục tiêu và nội dung nghiên cứu cụ thể như sau: Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá những ảnh hưởng từ hoạt động khai thác than tại mỏ than Khánh Hòa các bãi thải mỏ đến chất lượng nước suối Tân Long. Tác động của nước thải mỏ và nước chảy tràn từ các bãi đổ thải là những nguồn tác động chủ yếu và sẽ được tìm hiểu kỹ lưỡng trong nghiên cứu này. - Dự báo và đề xuất giải pháp giảm thiểu các ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tại mỏ Khánh Hòa đến chất lượng nước suối Tân Long. Nội dung nghiên cứu - Thu thập điều tra, tổng hợp đánh giá sơ bộ các hoạt động kinh tế xã hội trong vùng tiến hành nghiên cứu.
- Hiện trạng điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trong vùng nghiên cứu. - Nghiên cứu sự rửa trôi khoáng sét tại các bãi thải mỏ. - Đánh giá ảnh hưởng của một số thành phần chất thải đến chất lượng nước mặt của suối Tân Long. Phƣơng pháp nghiên cứu - Thu thập điều tra, tổng hợp hiện trạng điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trong vùng nghiên cứu.
- Xác định các tính chất lý hóa cơ bản của nước suối Tân Long - Xác định thành phần và tính chất của trầm tích suối Tân Long - Nghiên cứu thành phần sét và nguy cơ rửa trôi khoáng sét tại các bãi thải mỏ. z Chƣơng I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu chung về khu vực nghiên cứu 1. Vị trí địa lý, ranh giới hành chính Mỏ than Khánh Hòa nằm trên địa bàn xã Phúc Hà thuộc thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam.
Xã nằm ở phía Tây -Tây Bắc của khu vực trung tâm thành phố. Toạ độ địa lý của mỏ như sau: 21o37’38’’ – 21o36’00’’ Vĩ độ Bắc. Tiếp giáp các phía của mỏ như sau: - Phía Đông giáp cánh đồng lúa. - Phía Tây giáp khu dân cư và phụ lưu suối Tân Long.
- Phía nam giáp khu dân cư và cánh đồng lúa. - Phía Bắc giáp khu dân cư và lưu vực suối Tân Long. Mỏ nằm ở phía Đông và phía Bắc xã Phúc Hà. Phía Đông Nam của mỏ là trụ sở UBND xã Phúc Hà và trường tiểu học xã Phúc Hà.
Xung quanh khu vực mỏ có gần 100 hộ dân sinh sống, trong đó: Khu vực khai trường cách hộ dân gần nhất là: 500m. Khu vực bãi thải cách hộ dân gần nhất là: 50m. Hệ thống sông suối quanh khu vực mỏ bao gồm suối Khánh Hoà (suối Huyền), suối Nam Tiền, suối Sơn Cẩm, đây là các phụ lưu chính đổ vào suối Tân Long trước khi tiếp nhận nước thải của mỏ than Khánh Hoà. Điều kiện khí tƣợng, thuỷ văn khu vực mỏ than Khánh Hoà a/ Điều kiện khí tượng: Mỏ than Khánh hoà nằm tại địa phận xã Phúc Hà - thành phố Thái Nguyên, do đó có các đặc điểm khí hậu của khu vực thành phố Thái Nguyên và mang những z nét đặc trưng khí hậu của vùng trung du miền núi Bắc bộ, được chia làm hai mùa rõ rệt.
Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khố kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. - Nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 360C trong đó có nhiệt độ trung bình cao nhất đạt 28,80c và trung bình thấp nhất khoảng 170C. - Độ ẩm không khí của khu vực khá cao, trung bình đạt 82%, độ ẩm trung bình lớn nhất 88%và trung bình thấp nhất đạt 77%. - Tổng số giờ nắng trung bình tháng khoảng 113giờ/tháng.
- Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất là tháng 7 và tháng nhỏ nhất là tháng 2. - Hướng gió thịnh hành tại khu vực mỏ là Đông Bắc (mùa đông) và Đông Nam (mua hè). b/ Điều kiện thuỷ văn: - Nước mặt: trong khu vực mỏ than chủ yếu là hệ thống suối Sơn Cẩm, suối Khánh Hoà suối Huyền), suối Nam Tiền, đây là các phụ lưu chính đổ vào suối Tân Long rồi đổ ra sông Cầu. Lưu lượng của các suối được thống kê trong bảng 1.
Thống kê lưu lượng các suối chính Suối Suối Suối Suối Tên suối Khánh Hoà Sơn Cẩm NamTiền Tân Long (Suối Huyền) Lưu lượng nhỏ nhất 0,08 128 0,02 390 (l/s) Lưu lượng lớn nhất 241 5.967 (l/s) - Nước dưới đất: + Nước trong lớp phủ đệ tứ: lớp phủ đệ tứ có thành phần cuội, sạn, cát, sét và đất trồng, chiều dày từ vài mét đến 9 - 10m. Lớp này có đặc điểm về mùa mưa thì gần như bão hoà nước, nhưng mùa khô thì gần như cạn kiệt nước. Nguồn bổ sung và cung cấp nước là nước mưa, miền thoát nước là các tầng đá của tầng chứa than. z + Nước trong địa tầng chứa than: tầng chứa nước trong địa tầng chứa than có thành phần chủ yếu là đá vôi, sét và một số lớp cát, bột kết và bột kết vôi.
Phần nông trong các lớp đá vôi sét có hang cactơ. Đặc điểm địa hình địa chất mỏ than Khánh Hoà a/ Địa hình mỏ than Khánh Hoà: Mỏ than Khánh Hoà nằm trong thung lũng kéo dài huớng Tây Bắc – Đông Nam, với chiều dài khoảng 6km, chiều rộng 600-700m. Địa hình trong lòng thung lũng dốc từ phía Tây Bắc (với độ cao trung bình khoảng 32m) xuống phía Đông Nam (độ cao trung bình khoảng 28m). Phía Nam và Đông Nam thung lũng là các dải đồi thấp với độ cao từ +30m đến +70m và có một số đỉnh đồi có độ cao +150m.
b/ Địa chất: Địa tầng: Trầm tích chứa than của mỏ Khánh Hoà được xếp vào hệ trias, thống lượng, bậc Nori-Rêti, điệp Bá Sơn (T3n-rbs Bá Sơn). Tầng trầm tích này phân bố từ Cao Ngạn qua Quán Triều dọc theo thung lũng Nam Tiền làng Ngò An Khánh-Bá Sơn với chiều dài trên 6km. Thành phần bao gồm: Các lớp hạt thô: gồm sạn kết, bột kết chiếm tỉ lệ không lớn. Hoạt động khai thác và đổ thải tại mỏ than Khánh Hòa Tính từ năm 1954 đến 2006, mỏ than Khánh Hòa khai thác được gần 5.
Tính riêng từ năm 1980 đến 2006, tổng sản lượng than nguyên khai khai thác tại mỏ là 3. Quá trình khai thác lộ thiên đã làm thay đổi địa hình nguyên thủy của khu vực [3]. Trong 5 năm gần đây sản lượng than khai thác tăng đáng kể (trong năm 2011 đã bóc 7.000 m3 đất đá; khai thác được 705.000 tấn than nguyên khai; tiêu thụ 853. Một trong những vấn đề môi trường cấp bách cần được quan tâm đó là các bãi thải của mỏ than và nước thải thoát ra từ mỏ.
Để làm ra được 1 tấn than phải bốc xúc trên 10 tấn đất đá [5]. Như vậy, các bãi thải của công trường khai thác lâu dần sẽ cao lên gây ảnh hưởng lớn đến môi trường và cộng đồng dân cư khu vực xung quanh. Ngoài ra, do quy mô khai thác ngày một tăng, diện tích moong càng ngày càng mở rộng, lượng nước thải z phát sinh do tháo khô mỏ lớn >3.đ và không được thu gom xử lý triệt để sẽ là tác nhân lớn làm ô nhiễm môi trường nước và làm thay đổi chất lượng nước suối tiếp nhận.