I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tác Động Nước Thải Mỏ Than Suối Tân Long
Nghiên cứu này tập trung vào đánh giá tác động nước thải mỏ than Khánh Hòa đến tính chất nước suối Tân Long, Thái Nguyên. Hoạt động khai thác than, dù mang lại lợi ích kinh tế, nhưng đồng thời gây ra những hệ lụy về môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước. Việc khai thác than sử dụng công nghệ lạc hậu có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước suối do hoạt động khai thác than gây ra. 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.
1.1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu vực mỏ than
Mỏ than Khánh Hòa nằm trên địa bàn xã Phúc Hà, thành phố Thái Nguyên. Khu vực này có khí hậu đặc trưng của vùng trung du miền núi Bắc Bộ, với hai mùa rõ rệt: mùa mưa (tháng 5 - tháng 10) và mùa khô (tháng 11 - tháng 4). 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. Địa hình mỏ than Khánh Hoà nằm trong thung lũng kéo dài huớng Tây Bắc – Đông Nam, với chiều dài khoảng 6km, chiều rộng 600-700m.
1.2. Hoạt động khai thác than và vấn đề ô nhiễm môi trường
Hoạt động khai thác than tại mỏ Khánh Hòa đã diễn ra trong nhiều năm, với sản lượng khai thác đáng kể. Tuy nhiên, quá trình này cũng tạo ra lượng lớn chất thải, bao gồm đất đá và nước thải. Các bãi thải mỏ không được quản lý chặt chẽ có thể gây ra những sự cố sạt lở, ảnh hưởng đến hệ sinh thái nước và sức khỏe cộng đồng. Để làm ra được 1 tấn than phải bốc xúc trên 10 tấn đất đá. 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.
II. Phân Tích Thành Phần Nước Thải Mỏ Than Ảnh Hưởng Đến Suối
Nước thải từ mỏ than Khánh Hòa chứa nhiều chất ô nhiễm, bao gồm chất rắn lơ lửng (TSS), kim loại nặng (KLN) và các ion như sunfat (SO42-). Các chất này có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nước của suối Tân Long, làm thay đổi độ pH, độ đục và hàm lượng các chất ô nhiễm. Việc phân tích thành phần nước thải là rất quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất các biện pháp xử lý phù hợp. Trong nước thải mỏ có nguyên tố lưu huỳnh là kết quả quá trình hoạt động của vi sinh vật. Than để lâu ngày, lưu huỳnh sunphat sinh ra thay thế dần lưu huỳnh pyrit.
2.1. Các chỉ tiêu lý hóa cơ bản của nước thải mỏ than
Nước thải mỏ than thường có độ pH thấp, chứa hàm lượng lớn chất rắn lơ lửng, sunphat và các kim loại nặng như sắt (Fe), mangan (Mn), asen (As) và chì (Pb). Các chất này có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và đa dạng sinh học của hệ sinh thái nước. Nước trong hầm mỏ có độ pH thấp, chứa hàm lượng lớn chất rắn lơ lửng, sunphat và hàm lượng các kim loại nặng (Fe, Mn,. )
2.2. Ảnh hưởng của nước thải mỏ đến chất lượng nước suối Tân Long
Nước thải mỏ có thể làm tăng độ đục, hàm lượng chất rắn lơ lửng và nồng độ các kim loại nặng trong nước suối Tân Long. Điều này có thể ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt và nguồn nước tưới tiêu của người dân địa phương. Ảnh hưởng từ nước thải mỏ đã làm cho chất lượng nước mặt tại các điểm sông, suối, ao, hồ khu vực lân cận mỏ than bị suy giảm. Trong đó, chất lượng nước mặt tại lưu vực bao quanh mỏ có dấu hiệu ô nhiễm nặng về chất rắn lơ lửng, độ đục.
III. Nghiên Cứu Trầm Tích Suối Tân Long Liên Quan Độ Đục Nước
Nghiên cứu trầm tích suối Tân Long giúp hiểu rõ hơn về nguồn gốc và sự tích tụ của các chất ô nhiễm trong nước. Thành phần và tính chất của trầm tích có thể ảnh hưởng đến độ đục của nước suối, cũng như khả năng hấp phụ và giải phóng các chất ô nhiễm. Việc nghiên cứu trầm tích là cần thiết để đánh giá tác động môi trường lâu dài của hoạt động khai thác than. Để xác định được những ảnh hưởng này, cần phải có những nghiên cứu cụ thể.
3.1. Thành phần và tính chất của trầm tích suối Tân Long
Trầm tích suối Tân Long có thể chứa các khoáng sét, oxit kim loại và các chất hữu cơ. Thành phần và tính chất của trầm tích có thể thay đổi theo thời gian và không gian, tùy thuộc vào nguồn gốc và quá trình vận chuyển của các chất ô nhiễm. 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.
3.2. Mối quan hệ giữa trầm tích và độ đục của nước suối
Các hạt sét trong trầm tích có thể lơ lửng trong nước, làm tăng độ đục của nước suối. Ngoài ra, trầm tích cũng có thể hấp phụ các chất ô nhiễm, sau đó giải phóng chúng vào nước khi có sự thay đổi về điều kiện môi trường. Khoáng sét có khả năng hút giữ nước, trương nở và “di động” trong môi trường lỏng khi tồn tại ở trạng thái tán keo.
IV. Ảnh Hưởng pH Cation Anion Đến Đặc Tính Keo Khoáng Sét
Độ pH, cation và anion có ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính keo của khoáng sét trong trầm tích suối Tân Long. Sự thay đổi về pH có thể làm thay đổi điện tích bề mặt của khoáng sét, ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ và phân tán của chúng. Các cation và anion có thể tương tác với khoáng sét, làm thay đổi khả năng keo tụ và ổn định của chúng. Do vậy, việc xác định khả năng “di động” của khoáng sét là rất quan trọng.
4.1. Ảnh hưởng của pH đến đặc tính keo của khoáng sét
Độ pH thấp có thể làm tăng tính axit của nước, làm hòa tan các khoáng sét và giải phóng các ion kim loại vào nước. Độ pH cao có thể làm tăng tính kiềm của nước, làm kết tủa các khoáng sét và giảm độ đục của nước. Nước trong hầm mỏ có độ pH thấp, chứa hàm lượng lớn chất rắn lơ lửng, sunphat và hàm lượng các kim loại nặng (Fe, Mn,. )
4.2. Ảnh hưởng của cation và anion đến sự phân tán khoáng sét
Các cation như canxi (Ca2+) và magiê (Mg2+) có thể làm tăng khả năng keo tụ của khoáng sét, làm giảm độ đục của nước. Các anion như sunfat (SO42-) có thể làm tăng khả năng phân tán của khoáng sét, làm tăng độ đục của nước. Sunphat nằm ở dạng muối sắt và axit sunfuric là những chất tan trong nước, đây cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các ion SO42- cao trong nước thải mỏ cũng như các lưu vực bao quanh mỏ.
V. Đề Xuất Giải Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Nước Suối Tân Long
Để giảm thiểu ô nhiễm nước suối Tân Long do hoạt động khai thác than, cần có các giải pháp đồng bộ, bao gồm: Xử lý nước thải mỏ trước khi xả ra môi trường; Quản lý chặt chẽ các bãi thải mỏ; Phục hồi các khu vực bị ô nhiễm; Nâng cao nhận thức của cộng đồng về bảo vệ môi trường. Ngoài ra, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp và cộng đồng dân cư. Hoạt động khai thác than lộ thiên còn làm hạ thấp tầng chứa nước ngầm, làm suy giảm trữ lượng nước và có nguy cơ bị axit hóa cao.
5.1. Các công nghệ xử lý nước thải mỏ than hiệu quả
Các công nghệ xử lý nước thải mỏ than có thể bao gồm: Lắng lọc, keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion và xử lý sinh học. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp cần dựa trên thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp và cộng đồng dân cư.
5.2. Quản lý và phục hồi các bãi thải mỏ than bền vững
Quản lý các bãi thải mỏ than cần đảm bảo an toàn, tránh sạt lở và ngăn ngừa ô nhiễm. Phục hồi các khu vực bị ô nhiễm có thể bao gồm: Trồng cây xanh, cải tạo đất và xử lý nước thải. Tác động của bãi thải đến môi trường xảy ra trên diện rộng và theo chiều sâu: - Tác động đến địa hình, địa mạo. - Thay đổi độ cao: phức tạp hoá địa hình, tăng độ tương phản, tăng độ chênh cao tương đối giữa các dạng địa hình, giảm thế năng địa hình.
VI. Kết Luận và Khuyến Nghị Nghiên Cứu Tác Động Nước Thải Mỏ Than
Nghiên cứu này đã đánh giá tác động của nước thải mỏ than Khánh Hòa đến tính chất nước suối Tân Long. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hoạt động khai thác than đã gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nước suối. Để bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng, cần có các giải pháp đồng bộ và bền vững. 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:
6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu chính về ô nhiễm nước suối
Nước thải mỏ than đã làm tăng độ đục, hàm lượng chất rắn lơ lửng và nồng độ các kim loại nặng trong nước suối Tân Long. Trầm tích suối có thể chứa các chất ô nhiễm và ảnh hưởng đến độ đục của nước. Độ pH, cation và anion có ảnh hưởng đến đặc tính keo của khoáng sét trong trầm tích.
6.2. Khuyến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo và chính sách môi trường
Cần có các nghiên cứu sâu hơn về tác động của nước thải mỏ than đến hệ sinh thái nước và sức khỏe cộng đồng. Cần có các chính sách môi trường hiệu quả để quản lý và giảm thiểu ô nhiễm nước do hoạt động khai thác than. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp và cộng đồng dân cư.
