Khóa luận Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý

91 trang thiennha21 13/04/2022 5181

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_danh_gia_hien_trang_moi_truong_nuoc_thai_tai_mo_th.pdf

Nội dung text: Khóa luận Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM MINH HOÀNG “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI TẠI MỎ THAN MẠO KHÊ, ĐÔNG TRIỀU, TỈNH QUẢNG NINH VÀ ỀĐ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 – 2018 Thái Nguyên, năm 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM MINH HOÀNG “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI TẠI MỎ THAN MẠO KHÊ, ĐÔNG TRIỀU, TỈNH QUẢNG NINH VÀ ỀĐ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K46 – KHMT – N03 Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS. Đỗ Thị Lan Thái Nguyên, năm 2018
i LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô khoa Môi trường, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Đặc biệt em xin chân thành cám ơn cô PGS.TS. Đỗ Thị Lan, người đã trực tiếp, nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp. Em cũng xin chân thành cảm ơn các anh chị ở Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường, thành phố Hà Nội đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực tập tại đơn vị. Trong quá trình thực tập, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo thực tập, khó tránh khỏi sai sót, rất mong các Thầy, Cô bỏ qua. Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp Thầy, Cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn bài luận văn tốt nghiệp . Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng .năm 2018 Sinh viên Phạm Minh Hoàng
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ than và tác động đến môi trường . 19 Bảng 3.1. Nội dung quan trắc tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều, Quảng Ninh 34 Bảng 4.1: Kết quả phân tích nước thải trước hệ thống xử lý tại Mỏ than Công ty than Mạo Khê 45 Bảng 4.2. Nước thải sau hệ thống xử lý tại Mỏ than Mạo Khê 56
iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tác chung XLNT hầm là mỏ than do công ty môi trường TKV quản lý. 28 Hình 4.1. Biều đồ thể hiện giá trị pH trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) 48 Hình 4.2. Biều đồ thể hiện giá trị pH trong Nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 49 Hình 4.3. Biều đồ thể hiện giá trị pH trong Nước thải trước khi vào bể XLNT MB+205 49 Hình 4.4. Biều đồ thể hiện giá trị TSS trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) 50 Hình 4.5. Biều đồ thể hiện giá trị TSS trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 50 Hình 4.6. Biều đồ thể hiện giá trị TSS trong nước thải trước khi vào bể XLNT MB +205 51 Hình 4.7. Biều đồ thể hiện giá trị Mn trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) 51 Hình 4.8. Biều đồ thể hiện giá trị Mn trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 52 Hình 4.9. Biều đồ thể hiện giá trị Mn trong nước trước khi vào bể XLNT MB +205 52 Hình 4.10. Biều đồ thể hiện giá trị Fe trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) 53 Hình 4.11. Biều đồ thể hiện giá trị Fe trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 53 Hình 4.12. Biều đồ thể hiện giá trị Fe trong nước trước khi vào bể XLNT MB +205 54 Hình 4.13. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) 54 Hình 4.14. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 55 Hình 4.15. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước trước khi vào bể XLNT MB +205 55 Hình 4.16. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) . 58
iv Hình 4.17. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h) 58 Hình 4.18. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 59 Hình 4.19. Biều đồ thể hiện giá trị TSS trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) 59 Hình 4.20. Biều đồ thể hiện giá trị TSS trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h) 60 Hình 4.21. Biều đồ thể hiện giá trị TSS trong nước thảii đầu ra bể XLNT MB 60 Hình 4.22. Biều đồ thể hiện giá trị Fe trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) 61 Hình 4.23. Biều đồ thể hiện giá trị Fe trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h) 61 Hình 4.24. Biều đồ thể hiện giá trị Fe trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 62 Hình 4.25. Biều đồ thể hiện giá trị Mn trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) 62 Hình 4.26. Biều đồ thể hiện giá trị Mn trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h) 63 Hình 4.27. Biều đồ thể hiện giá trị Mn trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 . 63 Hình 4.28. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) . 64 Hình 4.29. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h 64 Hình 4.30. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 65 Hình 4.31. Biểu đồ thể hiện ý kiến của người dân về hoạt động khai thác ảnh hưởng tới mực nước ngầm Error! Bookmark not defined.
v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Tên kí hiệu BOD (Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh học COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học CTNH Chất thải nguy hại DO (Dissolve oxygen) Oxy hòa tan HLMT Hầm lò mỏ than HTXL Hệ thống xử lý MPN (Most Probable Number) Số vi khuẩn có thể lớn nhất TSS (Total Suspended Solid) Tổng chất rắn lơ lửng TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên TKV Tập đoàn công nghiệp than – Khoáng sản Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban nhân dân WEC (World Energy Council) Hội đồng năng lượng toàn cầu
vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v MỤC LỤC vi Phần .1 MỞ ĐẦU 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 3 1.2.1. Mục đích của đề tài Error! Bookmark not defined. 1.2.2. yêu cầu của đề tài Error! Bookmark not defined. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 3 1.3.1. Ý nghĩa khoa học 3 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 Phần .2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2.1. Cơ sở lý luận 5 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường 5 2.1.2. Một số khái niệm về than 9 2.2. Cơ sở pháp lý 12 2.2. Tổng quan về ngành công nghiệp than 14 2.2.1. Những tác động của hoạt động khai thác than 16 2.2.2. Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than hầm lò 17 2.2.3. Tính chất chung của nước thải ngành than 18 2.2.4. Tình hình quản lý nước thải mỏ khai thác than tại Quảng Ninh 21 2.3. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải khai thác than trên Thế giới và Việt Nam 23
vii 2.3.1. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải khai thác than trên Thế giới23 2.3.2. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải khai thác than ở Việt Nam 25 Phần .3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 32 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 32 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 32 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 32 3.2.1. Địa điểm 32 3.2.2. Thời gian nghiên cứu 32 3.3. Nội dung nghiên cứu 3.3.1. Khái quát về điều điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh 32 3.3.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải của hệ thống xử lý tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều ,Quảng Ninh 32 3.3.3. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường nước trên địa bàn Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, từ đó đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước 33 3.4. Phương pháp nghiên cứu 33 3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu, thông tin thứ cấp 33 3.4.2. Thu thập thông tin sơ cấp Error! Bookmark not defined. 3.4.3. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 33 3.4.4. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu và so sánh 33 3.4.5. Phương pháp lấy mẫu, phân tích phòng thí nghiệm 34 Phần .4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 4.1. Khái quát về điều điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh 36 4.1.1. Điều kiện tự nhiên 36
viii 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 37 4.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải của hệ thống xử lý tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều ,Quảng Ninh 40 4.2.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải trước hệ thống xử lý tại tại mỏ than Mạo Khê 41 4.3.2. Đánh giá hiện trạng về môi trường nước thải do khai thác tại mỏ than Mạo Khê 48 4.3. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường nước trên địa bàn Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, từ đó xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước 65 4.3.1. Ảnh hưởng của nước thải các mỏ than đến môi trường nước ttrên địa bàn thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh 65 4.3.2. Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước 67 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 5.1. KẾT LUẬN 72 5.2. KIẾN NGHỊ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Quảng Ninh có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, đa dạng, có nhiều loại đặc thù, trữ lượng lớn, chất lượng cao mà nhiều tỉnh, thành phố trong cả nước không có được như: than, cao lanh, đất sét, cát thủy tinh, đá vôi 90% trữ lượng than của cả nước thuộc về tỉnh Quảng Ninh. Đây chính là đặc điểm hình thành vùng công nghiệp khai thác than từ rất sớm. Vùng khai thác than, chế biến, tiêu thụ than có phạm vi rất lớn, trải dài từ Đông Triều, Uông Bí, Hoành Bồ, Hạ Long và Cẩm Phả.Tuy nhiên, hoạt động khai thác than luôn có những diễn biến phức tạp, gây tác động xấu đến nhiều lĩnh vực. Do tốc độ khai thác than tăng nhanh nhưng các doanh nghiệp thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) lại không đầu tư thiết bị sản xuất tương xứng và hoàn nguyên môi trường sau khai thác. Điều đó, đã làm cho môi trường ở Quảng Ninh bị huỷ hoại, tàn phá nặng nề, và người dân nơi đây đang từng ngày phải đương đầu, gánh chịu hậu quả. 1. Việc khai thác than trong nhiều năm qua, đã gây ra những biến động xấu về môi trường. Tại các vùng khai thác than đã xuất hiện những núi đất, đá thải cao gần 200m, những moong khai thác sâu khoảng 100m. ( Theo báo điện tử Quảng Ninh (2012), Việc ô nhiễm môi trường do khai thác than trên địa bàn Quảng Ninh: Đầu tư không tương xứng với sản lượng, truy cập ngày 18 tháng 7, năm 2017) (1) Việc khai thác than ở Quảng Ninh đã phá huỷ hàng trăm km2 rừng, tạo ra xói mòn, bồi lấp ở các sông suối và làm ô nhiễm Vịnh Hạ Long. Một số mỏ than còn sử dụng công nghệ khai thác lạc hậu, thiếu chương trình khoa học tổng thể để xác định sự cần thiết về tăng trưởng công suất cho phù hợp với các yêu cầu bảo vệ môi trường. Do đó, môi trường đã chịu ảnh hưởng nặng nề
2 bởi những tác động xấu, nước bị ô nhiễm nặng bởi chất thải rắn lơ lửng, vi khuẩn và bụi trong không khí v.v Nước thải trong hoạt động khai thác than hầm lò chứa một hàm lượng lớn các ion kim loại nặng, mà một trong số đó là sự có mặt của ion mangan và sắt với nồng độ cao. Mangan cũng như sắt, kẽm và một số ion khác cần cho sự sống nói chung. Tuy nhiên nồng độ của các kim loại này trong nước thải chỉ cho phép với những giới hạn nhất định. Vì vậy mà đã gây ra hiện tượng ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải khai thác than. Mỏ than Mạo Khê của công ty than Mạo Khê – TKV nằm trên địa bàn thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh là một trong nhưng đơn vị khai thác và sản xuất than hiệu quả đóng góp rất lớn vào nguồn ngân sách chung của địa phương. Ngoài ra nhờ hoạt động của mỏ đã đem lại việc làm cho hàng nghìn lao động của địa phương, đảm bảo đời sống của nhân dân tại địa phương. Xong chúng ta không thể phủ nhận những tác động tiêu cực do hoạt dộng khai thác than của mỏ Mạo Khê gây lại cho môi trường xung quanh nói chung và môi trường nước nói riêng. Trong nhưng năm gần đây trữ lượng than được khai thác ngày càng nhiều và càng triệt để lên nguồn nước tại mỏ than Mạo Khê đã bị ô nhiễm do chưa được xử lý triệt để và chưa được áp dụng các công nghệ cao trong quá trình xử lý nước thải tại mỏ trước khi xả thải ra ngoài môi trường chưa đạt tiêu chuẩn gây ảnh hưởng đến môi trường nước tại mỏ cũng như tại địa phương vì vậy cần phải đánh giá hiện trạng môi trường nước định kì tsij mỏ than Mạo Khê để đưa ra các giải pháp và công nghệ phù hợp dể không gây ô nhiễm môi trường. Đông Triều với đặc thù là huyện có trữ lượng tài nguyên than lớn. Ngoài ra, trên địa bàn huyện hiện có 7 đơn vị hoạt động khai thác than, ranh giới quản lý tài nguyên nằm trải trên địa bàn 8 xã, thị trấn. Đánh giá hiện trạng mức độ ô nhiễm của nước thải mỏ than và nghiên cứu, phân tích, đánh giá hiện trạng môi trường, làm rõ các tác động của hoạt động khoáng sản tới
3 môi trường là yêu cầu cấp thiết, nhằm đề xuất các giải pháp xử lý, góp phần làm hạn chế và khắc phục ô nhiễm môi trường nước. Xuất phát từ thực tế trên, được sự nhất trí của Trường Đại Học Nông lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đỗ Thị Lan, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý ”. 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích của đề tài - Đánh giá được tác động của hoạt động khai thác than tại mỏ than Mạo Khê Thị xã Đông Triều đến môi trường, đặc biệt là môi trường nước, từ đó đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước phù hợp nhằm bảo vệ môi trường từ hoạt động khai thác than trên địa bàn. 1.2.2. yêu cầu của đề tài - Đánh giá thực trạng chất lượng nước thải khu vực mỏ than Mạo Khê, Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh - Đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước tại mỏ than Mạo Khê Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu sẽ làm rõ cơ sở khoa học và cách thức tiến hành đánh giá ảnh hưởng của khai thác than tới môi trường nước. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho các đơn vị có hoạt động than và các đơn vị tư vấn về môi trường nước. - Ban lãnh đạo mỏ than Mạo Khê Thị xã Đông Triều thấy được hiện trạng môi trường nước từ đó có những cải tiến về công nghệ, trang thiết bị trong khai thác, chế biến và xử lý môi trường nước, đẩy mạnh công tác bảo vệ môi trường được tốt hơn.
4 - Từ cơ sở nghiên cứu, đề tài sẽ giúp Ban quản lý về môi trường của địa phương có những biện pháp quản lý, can thiệp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nước về môi trường tại Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh nói riêng.
5 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở lý luận 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường - Khái niệm môi trường: Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2014, môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”. [18] - Khái niệm ô nhiễm môi trường: Theo khoản 8 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trương Việt Nam 2014: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật”[18]. Trên thế giới ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng và môi trường đến mức có khả năng gây hại cho sức khỏe con người, đến sự phát triển của sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. Tuy nhiên môi trưởng chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt mức có khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật, vật liệu. - Hoạt động bảo vệ môi trường: Theo khoản 3 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam 2014: “Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn chế các tác động xấu đên môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái, cải thiện, phục hổi môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành”[18].
6 - Khái niệm tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 6 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam 2014: “Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường”[18]. - Quy chuẩn kỹ thuật môi trường: Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2014: “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc để bảo vệ môi trường” [18]. - Khái niệm về nước thải: Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng. (Nguồn: Trịnh Thị Thanh – Trần Yên – Phạm Ngọc Hồ, bài giảng ô nhiễm môi trường) [24]. - Nước thải công nghiệp: Là nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, khai thác khoáng sản Đặc điểm của nước thải công nghiệp thường chứa các hóa chất độc hại, kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ngoài ra nước thải công nghiệp còn phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành công nghiệp khách nhau. - Nước thải sản xuất trong khai thác khoáng sản: Trong nước thải sản xuất thì người ta chia ra làm hai loại; gồm nước thải sinh hoạt (là do các hoạt động sinh hoạt của con người sinh ra như tắm giặt, ăn uống, vệ sinh) và nước thải công nghiệp (là do các hoạt động sản xuất khai thác than sinh ra như đào lò, nước thải từ bãi thải, nước thải từ kho than, nước tuyển quặng trên mặt bằng sân công nghiệp, nước phun sương dập bụi, nước rửa xe )
7 * Khái niệm về ô nhiễm nước Hiến chương Châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho các vật nuôi và các loài hoang dã” - Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật vi sinh vật gây hại kể cả xác chết của chúng. - Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước. Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm người ta có thể phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý. + Các hợp chất hữu cơ: - Các hợp chất hữu cơ không bền: các cacbonhydrat, các loại protein, các chất béo, - Các hợp chất hữu cơ bền vững thường là các hợp chất có độc tính sinh học cao, khó bị phân hủy bởi các tác nhân VSV: các hợp chất phenol, các loại hóa chất bảo vệ thực vật hữu cơ, tanin và lignin, các hydrocacbon đa vòng và ngưng tụ, + Các kim loại nặng: Chì (Pb): có độc tính đối với não, có thể gây chết người nếu bị nhiễm độc nặng. Thủy ngân (Hg): rất độc với người và * Khái niệm kim loại nặng Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 và thông thường chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại. Tuy nhiên chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết
8 cho một số sinh vật ở nồng độ thấp (Adriano, 2001) [35]. Kim loại nặng được được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn, ), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru, ), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am, ). Khối lượng riêng của những kim loại này thông thường lớn hơn 5g/cm3 (Bishop, 2002) [35]. Trong những năm gần đây, ô nhiễm KLN đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học vì tính chất bền vững của chúng. Độc tính của KLN đối với sinh vật liên quan đến cơ chế oxy hóa và độc tính gen. Tác hại của KLN đối với động vật và con người là làm tổn hại hoặc giảm chức năng của hệ thần kinh trung ương, giảm năng lượng sinh học, tổn hại đến cấu trúc của máu, phổi, thận, gan, và các cơ quan khác. Hơn nữa KLN còn làm tăng các tương tác dị ứng và gây nên đột biến gen, cạnh tranh với các kim loại cần thiết trong cơ thể ở các vị trí liên kết sinh hóa và phản ứng như các kháng sinh giới hạn rộng chống lại cả vi khuẩn có lợi và có hại. *Khái niệm quản lý môi trường “Quản lý môi trường là tổng hợp các biện pháp, luật pháp, chính sách, kinh tế, kỹ thuật, xã hội thích hợp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường sống và phát triển bền vững kinh tế, xã hội quốc gia”. Các mục tiêu chủ yếu của công tác quản lý nhà nước về môi trường bao gồm: - Khắc phục và phòng chống suy thoái, ô nhiễm môi trường phát sinh trong hoạt động sống của con người. - Phát triển bền vững kinh tế và xã hội quốc gia theo chín nguyên tắc của một xã hội bền vững do Hội nghị Rio 92 đề xuất. Các khía cạnh của phát triển bền vững bao gồm: Phát triển bền vững kinh tế, bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, không tạo ra ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường sống, nâng cao sự văn minh và công bằng xã hội. - Xây dựng các công cụ có hiệu lực quản lý môi trường quốc gia và các vùng lãnh thổ. Các công cụ trên phải thích hợp cho từng ngành, từng địa phương và cộng đồng dân cư.
9 2.1.2. Một số khái niệm về than * Khoáng sản than Từ hàng trăm năm nay, vấn đề nguồn gốc của than khoáng đã là đối tượng nghiên cứu tổng hợp của các nhà địa chất học, thạch học, cổ thực vật học và địa hoá học. Than chủ yếu do các loại thực vật, đôi khi có chứa một số di tích động vật tạo thành. Sự phong phú và đa dạng của thế giới thực vật đã là những nguyên nhân tạo nên sự đa dạng của thành phần và cấu trúc của các loại than. Trong quá trình tạo thành than từ thực vật, dưới tác động của quá trình tự nhiên, bị biến đổi dần theo hướng tăng hàm lượng cacbon. Cho nên gọi quá trình tạo thành than là quá trình cacbon hoá. Sự tăng dần hàm lượng cacbon trong vật liệu thực vật bị biến đổi xảy ra liên tục và tạo ra dãy khoáng sản cháy: than bùn - than nâu - than đá - antraxit. * Vỉa than: Vỉa than là nơi tích tụ của than được giới hạn bằng hai mặt tương đối song song nhau, một mặt được gọi là trụ, một mặt được gọi là mái (hay còn gọi là vách). Vỉa than là một thành viên của trầm tích chứa than, ranh giới của vỉa than và đá vây quanh thường là rõ ràng, chỉ đôi khi mới thấy chuyển tiếp dần qua các loại đá chứa than như sét than, than chứa sét Tuỳ theo sự có mặt hay không của các lớp đá kẹp trong vỉa than mà người ta chia ra vỉa có cấu trúc phức tạp hay đơn giản. Trong một vỉa than đơn giản hoặc trong một phân vỉa than có thể bao gồm nhiều lớp than thuộc những loại hình nguồn gốc khác nhau. Các bể than có bề dày rất khác nhau, từ vài milimét (mm) tới hàng chục mét (m) thậm chí có khi tới 200 - 300m. Tuỳ theo bề dày người ta chia ra vỉa mỏng (dưới 1,3m), vỉa dày trung bình (1,3 - 3,5m) và vỉa dày (trên 3,5m). Chiều dài của vỉa than cũng rất khác nhau, từ vài mét, vài chục mét cho tới hàng trăm kilomet. (Theo vi.wikipedia.org/wiki/Than_mỏ) (0)
10 * Mỏ than: Mỏ than là một khu vực của vỏ Trái Đất, ở đó có sự tích tụ tự nhiên của các trầm tích chứa than và các vỉa than. Mỏ than thường có diện tích tương đối nhỏ, thay đổi trong phạm vi vài chục kilomet vuông, ít khi tới vài trăm kilomet vuông. Mỏ có thể là mỏ công nghiệp hay không công nghiệp, tuỳ theo việc khai thác mỏ có lợi về mặt kinh tế hay không. * Bể than: Bể than đó là một khu vực của vỏ Trái Đất, nằm trong một đơn vị địa kiến tạo lớn, bao gồm nhiều mỏ than có sự phân bố không gian tương đối liên tục và có sự liên quan nhất định về điều kiện thành tạo, kể cả các biến đổi sau này. Kích thước của các bể than thường lớn, có khi đạt tới hàng trăm nghìn km2. Theo mức độ bị phủ của các trầm tích chứa than, người ta chia các bể than làm ba loại: Các bể than ẩn: Trầm tích chứa than hoàn toàn bị các trầm tích không than phủ khớp đều hoặc khớp không đều lên trên. Hoàn toàn không thấy mặt đáy của bể. Các bể than nửa ẩn: Về cơ bản trầm tích chứa than bị các trầm tích không than phủ lên trên, nhưng một phần của mặt đáy bể vẫn có thể quan sát được. Các bể than hở: Ranh giới của bể trùng với bề mặt lồi ra của bề mặt đáy bể. *Khu vực chứa than: Trong phạm vi của một bể than tuỳ theo điều kiện cấu tạo và hành chính mà người ta chia ra thành các khu vực chứa than. Đó là một nhóm mỏ cùng nằm trong một yếu tố cấu tạo nhất định. * Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than Đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than là hàm lượng cặn lơ lửng lớn và có trị số pH rất thấp thường ở môi trường axít do trong than có gốc lưu huỳnh (SO2), ngoài ra còn có các kim loại nặng như sắt, mangan, asen
11 + Hàm lượng chất rắn: Tổng chất rắn là thành phần đặc trưng nhất của nước thải, nó bao gồm các chất rắn không tan lơ lửng (SS), chất keo và hòa tan. Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt ≥ 10 - 4 mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo). + Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD): Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được gọi là nhu cầu ôxy cho quá trình sinh hóa. Nhu cầu ôxy sinh hóa là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của của nước thải bởi các chất hữu cơ. Trị số BOD đo được cho phép tính toán lượng ôxy hòa tan cần thiết để cấp cho các phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải. Nhu cầu ôxy hóa học COD: Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu ôxy sinh hóa BOD không đủ để phản ánh khả năng ôxy hóa các chất hữu cơ khó bị ôxy hóa và các chất vô cơ có thể bị ôxy hóa có trong nước thải. Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít. Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD: BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ. Trong nước thải phát sinh của khai thác than thì COD thường vượt ngưỡng cho phép rất nhiều lần. + Ôxy hòa tan : Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng. Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải từ 1,5 – 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và để
12 hỗn hợp không rơi vào tình trạng yếm khí. Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ ôxy hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước. + Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5. + Lưu huỳnh Trong nước thải khai thác than, lưu huỳnh thường tồn tại ở dạng gốc SO42-, do đặc tính trầm tích các bon trong than mà lưu huỳnh thường xuất hiện trong các mỏ hầm lò, và quá trình khai thác than, lưu huỳnh bị hòa tan trong nước và làm cho pH của nước thải mỏ rất thấp. 2.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường 2014 đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014 và chính thức có hiệu lực từ ngày 1/1/2015 - Luật Khoáng sản 2010 được Quốc hội nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XII, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 17/11/2010 và chính thức có hiệu lực từ ngày 01/07/2011. - Luật Tài nguyên nước do Quốc hội nước Cộng Hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua ngày 21 tháng 6 năm 2012. - Nghị định 19/2015/NĐ-CP ngày 14/2/2015 của chính phủ về việc quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường 2014 - Nghị định số 80/2014/NĐ – CP ngày 6 tháng 8 năm 2014 nghị định Chính phủ về thoát nước và xử lý nước thải. - Nghị định 15/2012/NĐ-CP ngày 09/03/2012 của Chính Phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Khoáng sản 2010. - Nghị định 179/2013/NĐ-CP ngày 14/11/2013 của Chính Phủ quy định về xử phạt hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.
13 - Nghị định 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 quy định chi tiết về một số điều của luật Tài nguyên nước - Nghị định số 25/2013/NĐ-CP ngày 29/03/2013 của Chính phủ về việc thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải; - Nghị định 142/2013/NĐ-CP ngày 24/10/2013 cảu Chính Phủ Quy định về xử phạt hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nước và khoáng sản - Thông tư 16/2012/TT-BTNMT ngày 29/11/2012 của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường quy định về đề án thăm dò khoáng sản, đóng cửa mỏ khoáng sản và mẫu báo cáo kết quả hoạt động khoáng sản, mẫu văn bản trong hồ sơ cấp phép hoạt động khoáng sản, hồ sơ phê duyệt trữ lượng khoáng sản, hồ sơ đóng cửa mỏ khoáng sản. - Thông tư 20/2009/TT-BCT ngày 07/07/2009 của Bộ Công Thương quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong khai thác mỏ lộ thiên - Thông tư số 02/2009/TT - BTNMT ngày 19/03/2009 hướng dẫn đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. - Thông tư số 02/2009/TT - BTNMT ngày 19/03/2009 hướng dẫn đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. - Quyết định 18/2013/QĐ-TTg ngày 29/03/2013 của Thủ Tướng Chính Phủ về cải tạo, phục hồi môi trường và ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường đối với hoạt động khai thác khoáng sản. - Quyết định 3063/2014/QĐ-UBND tỉnh Quảng Ninh về Quy định Quản lý Tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh - Quyết định 3379/2014/QĐ-UBND quy định thu lệ phí cấp giấy phép xả nước thải vào nguồn nước trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh. - Quyết định 969/QĐ-UBND quản lý hoạt động thoát nước xử lý nước thải Quảng Ninh 2016. - Các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia, quyết định về môi trường: + QCVN 08:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;
14 + QCVN/09:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm; + QCVN/14:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt; + QCVN/40: 2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp; + QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt; 2.2. Tổng quan về ngành công nghiệp than Ngành công nghiệp than đã ra đời và trải qua quá trình phát triển hơn 120 năm. Tổng cộng đã khai thác được 278 triệu tấn than sạch (tính đến năm 2009). Trong thời Pháp thuộc, từ năm 1883 đến tháng 3/1955 đã khai thác trên 50 triệu tấn than sạch, đào hàng trăm km đường lò, bóc và đổ thải hàng chục triệu m3 đất đá (theo Bộ kế hoạch và đầu tư, (2017), Báo cáo đánh giá chi tiết từng ngành công nghiệp. Từ năm 1995 đến 2001 đã khai thác được gần 228 triệu tấn than sạch, đào 1041km đường lò; bóc và đổ thải 795 triệu m3 đất đá trên diện tích bãi thải hàng trăm ha; sử dụng hàng triệu m3 gỗ chống lò, hàng trăm ngàn tấn thuốc nổ và hàng triệu tấn nhiên liệu các loại trong đó: riêng từ năm 1995 đến 2001 (khi Tổng công ty Than Việt Nam được thành lập) đã khai thác 73,4 triệu tấn than sạch (bằng 26,4% tổng sản lượng toàn ngành khai thác từ trước tới nay), đào 504,5 km đường lò; bóc và đổ thải 237,2 triệu m3 đất đá (đạt 48,5% tổng số đường lò và 29,8% tổng khối lượng đất đá của toàn ngành từ năm 1995 đến2001). Ngày 10/10/1994 Tổng Công ty Than Việt Nam ra đời theo quyết định số 563/TTg của Thủ tướng chính phủ, từ đó tạo cho ngành than cơ sở để đổi mới tư duy, đổi mới cách làm để phù hợp với nền kinh tế thị trường theo định hướng xã hội chủ nghĩa.[20] Bộ Kế hoạch và Đầu tư vừa có báo cáo đánh giá chi tiết từng ngành công nghiệp gửi Chính phủ. Theo báo cáo, tính chung 6 tháng đầu năm 2017,
15 sản lượng than sạch cả nước ước đạt 20,6 triệu tấn, tăng 2,8% so với cùng kỳ năm 2016, bằng khoảng 44,5% kế hoạch năm. [2] Tồn kho than 6 tháng đầu năm khoảng 10,22 triệu tấn, trong đó Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam (TKV) tồn kho khoảng 9,3 triệu tấn, Tổng công ty Đông Bắc khoảng 920.000 tấn; 6 tháng đầu năm đóng góp của ngành than chiếm tỷ trọng 0,84%/GDP cả nước, chiếm tỷ trọng 3,04%/GDP công nghiệp, đóng góp 0,06 điểm phần trăm trong tăng trưởng GDP” (theo Bộ kế hoạch và đầu tư, (2017), Báo cáo đánh giá chi tiết từng ngành công nghiệp) Quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020, xét đến 2030 ghi nhận tổng trữ lượng và tài nguyên than của Việt Nam tính đến cuối năm 2015 là 48,88 tỷ tấn bao gồm 2,26 tỷ tấn và 46,62 tỷ tấn tài nguyên, than bùn là 0,34 tỷ tấn. Trữ lượng và tài nguyên than huy động vào quy hoạch khoảng 3,05 tỷ tấn. Để khai thác đáp ứng nhu cầu sử dụng than đến năm 2020 là 86,4 triệu tấn, năm 2030 lên 256 triệu tấn. (theo Bộ kế hoạch và đầu tư, (2017), Báo cáo đánh giá chi tiết từng ngành công nghiệp) Tác động lớn nhất của một dự án khai thác mỏ là ảnh hưởng của nó đến chất lượng nước và sử dụng tài nguyên nước trong khu vực dự án. Trên thế giới và ở nước ta quá trình khai thác than là ngành công nghiệp tác động trực tiếp đến tài nguyên lòng đất và nhiều yếu tố môi trường như đất, nước, không khí, rừng và các loài sinh vật, cảnh quan Môi trường các vùng khai thác và chế biến than dễ bị suy thoái và ô nhiễm. Than ở Việt nam được khai thác hơn 100 năm nay, đã tạo tiền đề cho sự phát triển của nhiều ngành kinh tế khác, nguồn lợi kinh tế do than mang lại tuy rất lớn nhưng hoạt động khai thác than lại làm ảnh hưởng xấu đến các dạng tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống. Đặc biệt các hoạt động khai thác, vận tải, sàng tuyển, bốc dỡ, cung ứng than đã gây những ảnh hưởng môi trường ở quy mô rộng lớn và mức độ nghiêm trọng. Các hoạt động phát triển than đã gây suy thoái và ô nhiễm không khí, đất và nước. Để ngành than phát triển bền vững, ngoài việc đầu tư áp dụng những công nghệ sản xuất tiên tiến, có
16 năng suất cao, ít gây ô nhiễm môi trường, còn cần phải quan tâm xây dựng, thực hiện kế hoạch quản lý môi trường và áp dụng những giải pháp kỹ thuật, công nghệ thích hợp để sử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nói chung, đặc biệt là môi trường nước, vì nước là yếu tố không thể thiếu được cho sinh hoạt của con người, và cho các hoạt động sản xuất, dịch vụ, giải trí khác. Nước thải từ các mỏ than đã gây ảnh hưởng tới chất lượng nước mặt, nước ngầm và nước biển ven bờ. Vùng mỏ Quảng Ninh hàng năm đã thải vào môi trường một khối lượng lớn nước thải mỏ, từ các moong chứa nước, từ các bãi thải và các nhà máy tuyển than. Theo số liệu điều tra thì hàng năm moong mỏ Cọc Sáu đã thải ra 6.106 m3 nước. (theo Bộ kế hoạch và đầu tư, (2017), Báo cáo đánh giá chi tiết từng ngành công nghiệp) 2.2.1. Những tác động của hoạt động khai thác than - Tác động cơ học: Quá trình đào xới, vận chuyển đất đá làm địa hình khu khai thác bị hạ thấp, ngược lại, quá trình đổ chất thải rắn làm địa hình bãi thải được nâng cao. Những thay đổi này sẽ dẫn đến những biến đổi về điều kiện thủy văn, các yếu tố của dòng chảy trong khu mỏ như thay đổi khả năng thu, thoát nước, hướng và vận tốc dòng chảy mặt, chế độ thủy văn của các dòng chảy. Bên cạnh đó, sự tích tụ chất thải rắn do tuyển rửa trong các lòng hồ, kênh mương tưới tiêu có thể làm thay đổi lưu lượng dòng chảy, khả năng chứa nước, làm thay đổi chất lượng nguồn nước và làm suy giảm chức năng của các công trình thúy lọi, giao thông gần các khu khai thác mỏ. Mặt khác, khi tiến hành các hoạt động khai thác sẽ hình thành các moong sâu đến hàng trăm mét, là nơi tập trung nước cục bộ. Ngược lại, để đảm bảo hoạt động của mỏ, phải thường xuyên bơm tháo khô nước ở đáy moong, hầm lò, hình thành các phễu hạ thấp mực nước đuôi đất vói độ sâu từ vài chục đến hàng trăm mét và bán kính phễu hàng trăm mét. Điều đó dẫn đến tháo khô các công trình chứa nước trên mặt như hồ ao, xung quanh khu mỏ.
17 Quá trình khai thác khoáng sản gồm có ba bước là: mở cửa mỏ, khai thác và đóng cửa mỏ. Cả ba công đoạn khai thác đều tác động đến tài nguyên và môi trường đất. Hơn nữa, công nghệ khai thác hiện nay chưa hợp lý, vì vậy, việc khai thác khoáng sản trước hết tác động đến rừng và đất rừng xung quanh vùng mỏ đều dẫn đến hệ động thực vật bị giảm về số lượng hoặc tuyệt chủng. - Tác động hóa học: Thể hiện qua 4 dạng sau: Thoát acid từ mỏ khai thác: Thoát acid từ mỏ khai thác là một quá trình tự nhiên, trong đó axit sulfuric được hình thành khí sulfua trong đá tiếp xúc với không khí và nước. Khi số lượng lớn đá chứa các khoáng vật sunfua được đào lên từ một mỏ lộ thiên hoặc lấy lên từ dưới lòng đất, nó phản ứng với nước và oxy để tạo ra axit sulfuric. Acid được nước mưa hay nước theo dòng chảy thoát ra khu vực mỏ và đổ vào các sông, suối hoặc nước ngầm xung quanh gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước. Ô nhiễm kim loại nặng: Các kim loại như asen, coban, đồng, cadimi, bạc, chì, kẽm chứa trong đất đá khai thác hoặc mỏ ngầm lộ thiên tiếp xúc vói nước. Kim loại bị rửa trôi ra ngoài gây ô nhiễm nguồn nước dưới hạ lưu. Xói mòn và bồi tích: Trong quá trình khai thác không có các biện pháp phòng chống phù họp và chiến lược kiểm soát đúng đắn, khu vực khai thác mỏ sẽ bị xói mòn nghiêm trọng. Bùn cát được chuyển tải tới sông suối, hồ ao gây bồi tích ở hạ lưu. Bồi tích quá mức có thể làm tắc nghẽn dòng chảy, vùi lấp thảm thực vật, động vật hoang dã và ảnh hưởng lớn đến đời sống của động vật trên cạn. 2.2.2. Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than hầm lò Khi khai thác than hầm lò người ta đào các đường lò trong đất, dùng các biện pháp kỹ thuật để lấy than ra. Nước ngầm, nước chưa trong các lớp đất đá chảy ra các đường lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa lò hoặc được dẫn vào các hầm chứa nước tập chung ròi dùng bơm để bơm ra ngoài. Loại nước thải này được gọi là nước thải hầm lò. Nước thải hầm lò
18 thường có lưu lượng lớn và nồng độ ô nhiễm cao. Nước thải mỏ than hầm lò được sinh ra từ 4 nguồn chính: + Nước tàng trữ trong các khe nứt của đất đá, trong các vỉa than + Nước thẩm thấu qua các lớp đất đá + Nước rửa trôi, chảy tràn về bề mặt khai trường + Nước ngầm 2.2.3. Tính chất chung của nước thải ngành than - Đối với nước thải từ dưới lò: Quá trình nước di chuyển nước dưới hầm lò đã kéo theo các hợp chất trên bề mặt tiếp xúc trong lò, kết hợp với các điều kiện lý - hóa - sinh đã hình thành ra dạng nước thải mỏ than hầm lò. Nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, chủ yếu nước có chứa Fe, Mn và TSS khá cao. Nhiều tài liệu nghiên cứu giải thích nguyên nhân chính gây ra nước thải có tính axít cao, hàm lượng Fe, Mn, 2- SO4 trong nước thải mỏ cao như sau: Trong quá trình khai thác than, các hoạt động khai thác đã tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân huỷ pyrít và lưu huỳnh dưới tác dụng của ôxi không khí và độ ẩm theo các phản ứng sau: FeS2 + 7/2 O2 + H2O FeSO4 + H2SO4 (1) T.ferroxidans 2FeSO4 + 1/2 O2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O (2) T.ferroxidans 0 FeS2 + Fe2(SO4)3 3FeSO4 + S (3) 0 T.thioxidan S + H2O + 3/2 O2 H2SO4 (4) Fe2(SO4)3 + 2H2O Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5) Đây cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại (Fe, Mn) và 2- các ion SO4 tăng cao trong nớc thải mỏ. Nước thải mỏ ngoài đặc tính có độ pH thấp, hàm lượng cặn lơ lửng cao và các kim loại độc hại, trong nước thải còn chứa bùn đất và than, khi thoát n- ước mỏ, bùn đất và than được bơm cùng nước ra ngoài mỏ.
19 Như vậy, nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung 2- tính, nhưng đa phần nước có chứa Fe, Mn, sunphat (SO4 ) và TSS khá cao. Đối với nước thải hầm lò mỏ than tại khu vực Quảng Ninh, nước thải mỏ than hầm lò có có tính axit, hàm lượng than và bùn đất trong nước thải cao tuỳ thuộc vào đặc điểm nguồn nước và thời điểm xả thải nước ra môi trường. Bảng 2.1. Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ than và tác động đến môi trường Giá trị Thông số Hóa chất đặc trưng Tác động môi trường (mg/l) pH H2SO4 2-4 Hòa tan kim loại Gây đục và màu nước, Fe3+, Fe2+, Sắt (Fe) 100 – 3.000 tăng pH làm oxy hóa Hydroxide sắt và Fe2O3 và kết tủa sắt. Thay đổi thành phần Kim loại Mg,Cu,Cd,Zn,Pb,Hg,As 1 - 200 động thực vật và làm nặng giảm chất lượng nước Tổng chất 100 – Làm giảm chất lượng 2- Ca, Mn,Al,SO4 ,etc. rắn 30.000 nước (Nguồn: Silvas, F. P. C., 2010. Biotecnologia aplicada a drenagem ácida de minas, São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo) [39]. - Đối với nước bơm thoát từ khai trường: Trong than có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn do đó khi ở trong than nước phân huỷ nhiều các chất có trong than và đất đá ở mỏ tạo thành nước thải mỏ với đặc điểm chung mang tính axít, hàm lượng Fe, Mn và hàm lượng cặn lơ lửng trong nước cao. Quá trình tạo axít của nước thải mỏ như sau: Lưu huỳnh trong than tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nhưng ở dạng vô cơ chiếm tỷ trọng cao. Lưu huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrit, khi bị oxy hoá trong môi trường có nước sẽ tạo thành a xít theo phản ứng sau:
20 - FeS2 + 7/2 O2 + H2O FeSO4 + H2SO4 (1) - 2FeSO4 + 1/2 O2+ H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O (2) - FeS2 + Fe2(SO4)3 3 FeSO4 + 2S (3) - S + H2O + 3/2 O2 H2SO4 (4) - Fe2(SO4)3 + 2H2O 2Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5) Các vi sinh vật ưa khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như chủng Thibacillus Ferrooxidant hay tồn tại trong môi trường nước mỏ, khi tham gia phản ứng có tác dụng như chất xúc tác, làm tăng cường độ và phạm vi của phản ứng. - Các phản ứng (1), (2), (4) thực hiện bằng vi sinh vật. - Các phản ứng (3), (5) là các phản ứng hoá học Đối với nước mưa rửa trôi bề mặt khai trường: Trên bề mặt đất khai trường có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau nhưng với hàm lượng nhỏ không đáng kể, tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do khai trường không có thảm thực vật. Mặt khác, tại khu vực sửa chữa cơ khí có thể có hàm lượng dầu nhất định. Tại khu vực sinh hoạt, khi có chất thải sinh hoạt nếu không được thu gom xử lý cũng làm cho nước có hàm lượng BOD, coliform cao * Để bảo vệ môi trường nước cần phải thực hiện: Phải trang bị hệ thống thu gom và xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường; - Nước thải chứa dầu mỡ: + Quản lý ngăn chặn rò rỉ xăng dầu và vật liệu độc hại do xe vận chuyển và các thiết bị thi công gây ra; + Bố trí không để vật liệu độc hại ở gần nguồn nước; + Nước thải chứa dầu mỡ được thu gom vào các phy hay bể chứa, khi các dụng cụ thu gom đầy sẽ được mang đi xử lý; - Nước thải sinh hoạt: + Xây dựng, lắp đặt các nhà vệ sinh tạm thời (di động) cho công nhân trong thời gian làm việc trên khu vực;
21 + Các nhà vệ sinh sẽ được vận chuyển đem xử lý khi cần; Khi thi công thực hiện nghiêm túc các biện pháp trên sẽ giảm thiểu được tác động xấu đến môi trước nước ngầm và nước mặt; - Nước thải cửa lò: + Xây dựng hệ thống hố lắng tạm thời đón nước thải nhằm hạn chế hàm lượng cặn trong nước trước khi đổ ra các sông suối. 2.2.4. Tình hình quản lý nước thải mỏ khai thác than tại Quảng Ninh Quảng Ninh có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, đa dạng, có nhiều loại đặc thù, trữ lượng lớn, chất lượng cao mà nhiều tỉnh/thành phố trong cả nước không có được như: than, cao lanh, đất sét, cát thủy tinh, đá vôi phạm vi khai thác rất lớn, trải dài từ Đông Triều, Uông Bí, Hoành Bồ, Hạ Long và Cẩm Phả. Tuy nhiên, hoạt động khai thác than luôn có những diễn biến phức tạp, gây tác động xấu đến nhiều lĩnh vực. Việc khai thác than trong nhiều năm qua, đã gây ra những biến động xấu về môi trường. Tại các vùng khai thác than đã xuất hiện những núi đất, đá thải cao gần 200m, những moong khai thác sâu khoảng 100m. Để sản xuất 1 tấn than, cần bóc đi từ 8 đến 10 m3 đất phủ, thải từ 1 đến 3m3 nước thải mỏ. Khối lượng chất thải rắn và nước thải mỏ gây ô nhiễm nặng cho vùng mỏ. Một vài vùng ô nhiễm đã đến mức báo động như Mạo Khê, Uông Bí, Cẩm Phả Việc khai thác than ở Quảng Ninh đã phá huỷ hàng trăm km2 rừng, tạo ra xói mòn, bồi lấp ở các sông suối và làm ô nhiễm Vịnh Hạ Long. Một số mỏ than còn sử dụng công nghệ khai thác lạc hậu, thiếu chương trình khoa học tổng thể để xác định sự cần thiết về tăng trưởng công suất cho phù hợp với các yêu cầu bảo vệ môi trường. Do đó, môi trường đã chịu ảnh hưởng nặng nề bởi những tác động xấu, nước bị ô nhiễm nặng bởi chất thải rắn lơ lửng, vi trùng và bụi trong không khí v.v (theo Công ty Môi trường TKV (2015), Các kết quả quan trắc nước thải các mỏ than thuộc TKV năm 2015) Để có sản lượng nhảy vọt, vượt công suất thiết kế, nhiều đơn vị đã chạy đua lộ thiên hoá dù đã được quy hoạch là khai thác theo công nghệ hầm lò.
22 Trong khi đó, công nghệ khai thác lộ thiên được đánh giá là gây tác hại rất lớn về ô nhiễm môi trường, hạn chế độ sâu khai thác. Đến thời điểm này, nhiều mỏ lộ thiên đã âm quá giới hạn cho phép là -300m (so với mặt biển), nhưng vẫn tiếp tục khoan thăm dò khai thác, bất chấp những tác hại về cấu tạo địa chất, làm tiền đề cho những thảm họa khác như lở đất, nhiễm mặn và biến đổi sinh thái. Hiện nay trong khu vực Hòn Gai - Cẩm Phả có khoảng 30 mỏ than lớn nhỏ đang hoạt động, bình quân khoảng 2.000ha, có 1 mỏ với tổng diện tích là 175km2, chiếm 28,7% tổng diện tích đất tự nhiên của thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả. Trong giai đoạn 1970 - 1997, các hoạt động khai thác than ở Hòn Gai, Cẩm Phả đã làm mất khoảng 2.900ha đất rừng các loại (trung bình mỗi năm mất 100 - 110ha) , trong đó khoảng 2.000ha bị mất do mở vỉa, đổ đất đá thải. Độ che phủ rừng tự nhiên từ 33,7% năm 1970 giảm xuống 6,7% (1985) và 4,7% (1997) Hiện nay khu vực Quảng Ninh có trên 30 mỏ hầm lò đang hoạt động. Trong đó chỉ có 9 mỏ có trữ lượng huy động lớn, có công nghệ và cơ sở hạ tầng tương đối hoàn chỉnh, khai thác với sản lượng hầm lò từ 1,0 triệu tấn/năm trở lên. Các mỏ còn lại sản lượng khai thác dưới 1,0 triệu tấn/năm, kế hoạch thăm dò, dây chuyền công nghệ và cơ sở hạ tầng chưa đầy đủ. Tổng lượng nước thải ngành than khu vực Quảng Ninh theo kết quả số liệu điều tra tháng 7/2013 là 236.850 m3/ngày tương đương 86.45 triệu m3/năm. (theo Công ty Môi trường TKV (2015), Các kết quả quan trắc nước thải các mỏ than thuộc TKV năm 2015) Nước thải hầm lò bao gồm nước ngầm và nước phát sinh trong quá trình khai thác mỏ, vào mùa mưa thường có lưu lượng lớn hơn mùa khô. Nước thải hòa tan lưu huỳnh chưa trong than và đất đá nên thường có tính axit (3<pH<5), làm lượng kim loại nặng đặc biệt là mangan và sắt trong nước thải tùy thuộc và đặc điểm nguồn nước và thời điểm xả thải nước ra môi trường.
23 Một số đơn vị đã có công trình xử lý nước thải là Xí nghiệp Cao Thắng, Hà Lầm, Mạo Khê, Công ty than 790, nhà máy tuyển than Cửa Ông, Nước thải hầm lò được đưa vào bể điều hòa lưu lượng, sau đó nhờ hệ thống bơm và ống dẫn đưa qua bể trộn nhanh, tại đây nước thải được hòa trộn với hóa chất nâng pH bằng dung dịch sữa vôi hoặc dung dịch NaOH kết hợp sử dụng cánh khuấy hoặc sục khí. Sau đó nước thải chảy qua bể lắng sơ cấp để tách bùn cặn và lắng sơ bộ kim loại nặng. Trước khi được đưa vào bể lắng thứ cấp, người ta bổ sung vào nước thải một số hóa chất keo tụ và trợ keo tụ như PAC, PA. Sau bể lắng thứ cấp, nước thải được đưa vào nguồn tiếp nhận. Bùn lắng tại bể lắng được thu gom và đưa vào hệ thống xử lý bùn. Với mô hình xử lý nước tại các trạm xử lý như trên, do hàm lượng kim loại nặng đặc biệt là sắt và mangan cao, và do có quá trình oxy hóa cạnh tranh giữa các ion Mn và Fe, nên nồng độ mangan sau xử lý của nước thải mỏ than hầm lò vẫn còn cao hơn nhiều so với các tiêu chuẩn cho phép. 2.3. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải khai thác than trên Thế giới và Việt Nam 2.3.1. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải khai thác than trên Thế giới Một số biện pháp xử lý sử dụng công nghệ Hàn Quốc tại các nước đang phát triển gồm: - Phương pháp Passive - Phương pháp Active - Phương pháp Semi - Active Đối với các phương pháp này, nghiên cứu các tác động gây ô nhiễm nguồn nước và phân tích các nguyên các nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng gây hại đến sức khoẻ của con người, phá huỷ hệ sinh thái, hư hỏng cho thiết bị từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục, xử lý cho phù hợp. Đối với các phương pháp nghiên cứu này áp dụng với các nguồn nước thải có pH<6.0, tính xít, chứa tạp chất kim loại,
24 Phương pháp Passive Là phương pháp nhằm cải thiện chất lượng nước thải mà chỉ sử dụng các nguồn năng lượng thiên nhiên (như: trọng lưc, vi sinh, quang hợp), phưng pháp này chỉ cần một chi phí nhỏ để duy trì vận hành hàng tháng. * Phương pháp Passive sử dụng các phương pháp sinh hoá xảy ra tự nhiên. + Cần diện tích rộng do thời gian xử lí kéo dài + Trong một số trường hợp không đem lại hiệu quả cao + Tốc độ dòng chảy và chất lượng nước thay đổi theo mùa + Chi phí vận hành nhỏ * Các phương pháp xử lý “Passive” + Sử dụng vật liệu có tính kiềm: đá vôi, giếng nắn dòng, hồ đá vôi + Phương pháp lắng/Hiếu khí: Hồ oxi hóa/lắng, Đầm lầy Phương pháp xử lý “Active” Xử lý “Active” là phương pháp cải thiện chất lượng nước sử dụng các nguồn năng lượng nhân tạo hoặc chất hóa học (chế phẩm sinh học). * Đặc điểm Áp dụng tính chất hóa học của hầu hết các kim loại nặng trong nước thải mỏ có thể kết tủa ở pH 6  9. + Có thể sử dụng lớn một thể tích nước lớn và đạt hiệu quả cao. + Cần chi phí lớn để vận hành hệ thống. + Kiểm soát hiệu quả thay đổi của dòng chảy theo mùa. + Là phương pháp mang tính truyền thống * Khái quát về phương pháp xử lí “Active” Áp dụng tính chất hóa học của hàu hết các lim loại nặng trong nước thải mỏ có thể kết tủa ở pH 6~9 KL Fe3+ Cu2+ Zn2+ Fe2+ Cd2+ Mn2+ pH 3,5 6,8 8,2 8,5 9,8 10,2
25 Về cơ bản quá trình bao gồm các quá trình kết tủa và đông tụ sau khi trung hòa. Quá trình trung hòa làm các ion kim loại tạo thành các hyđroxit kim loai - Các hóa chất chính: + Chất trung hòa: NaOH, CaO, vôi tôi, NH3 + Chất keo tụ: FeSO4, Al2(SO4)3, sodium aluminooxide, polyme + Chất oxi hóa: Ca(ClO)2, NaClO, KMnO4, H2O2. (Nguồn: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - TKV) [32] 2.3.2. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải khai thác than ở Việt Nam Công nghiệp khai thác than và khoáng sản là một trong những ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.Trong quá trình khai thác, nước thải mỏ than được hình thành từ ba nguồn chính: nước bơm từ các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên, nước thải từ các nhà mày sàng tuyển các bãi thải, kho than, được thải ra các sông suối. Nước thải hầm lò mỏ than (HLMT) có số lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước thải khác. Khi khai thác than hầm lò, nước ngầm chứa trong các lớp đất đá chảy ra các đường lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa lò hoặc được dẫn vào các hầm chứa nước tập trung rồi được bơm ra ngoài. Nước thải di chuyển đã kéo theo các chất bẩn trong lò, và do các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học khác hình thành nên dạng nước thải mỏ than hầm lò có tính axít, chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), Fe, Mn và các chất ô nhiễm khác khá cao. Ngoài ra, trong nước thải HLMT còn có các kim loại nặng độc hại như Cd, Pb, Hg, As , nhưng hàm lượng không lớn. Vào mùa khô nước thải mỏ thường trong, hàm lượng chất lơ lửng thấp, nhưng mùa mưa mặc dù lượng nước thải lớn nhưng nó chứa nhiều bùn đất và than từ nước mưa xâm nhập vào. Các kết quả quan trắc nước thải hầm lò mỏ than của Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam (TKV) tại khu vực Quảng Ninh cho thấy: pH trong
26 nước thải hầm lò mỏ than (HLMT) thấp, về mùa khô phần lớn nằm ở mức pH=3,5÷5,5 và mùa mưa pH= 4÷6,5; hàm lượng Fe cao dao động từ 2mg/l÷15mg/l (về mùa khô) và từ 0,5 đến 5,5 mg/l (về mùa mưa); hàm lượng Mn dao động từ 1,5mg/l÷10mg/l (về mùa khô) và 0,5mg/l ÷ 7,5 mg/l (về mùa mưa); hàm lượng cặn lơ lửng (TSS) dao động từ 50 mg/l ÷300mg/l (về mùa khô) và 150 mg/l ÷500mg/l (về mùa mưa) [3,16]. Các giá trị này vượt QCVN 40:2011/ BTNMT đối với nước nguồn loại B nhiều lần.( Báo cáo kết quả Quan trắc môi trường Công ty TNHH MTV 618 đợt 4 năm 2016.) Các hoạt động sản xuất than có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng các nguồn nước mặt như sông, suối, ao, hồ.Theo TKV, 2010, tổng lượng nước thải ngành than khu vực Quảng Ninh là 236.850 m3/ngày tương đương 86,45 triệu m3/năm. Riêng nước thải mỏ là 220.414 m3/ngày, tương đương 80,45 triệu m3/năm [31]. Nước thải HLMT ảnh hưởng tiêu cực tới nguồn nước mặt do hiện tượng bồi lắng lòng sông, suối làm thay đổi dòng chảy, hạn chế khả năng thoát nước, gây ngập lụt các vùng phụ cận, làm giảm dung lượng các hồ chứa nước do bồi lắng, ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất. Khai thác than là một trong những ngành sử dụng nhiều công nhân. Số lượng lao động tại ngành than khu vực Quảng Ninh hiện nay hơn 100.000 người, trung bình khoảng 700 – 1.000 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác hầm lò. Trong quá trình khai thác than một lượng lớn nước được sử dụng cho các mục đích sinh hoạt và sản xuất. Nước sinh hoạt cho công nhân khai thác thai chủ yếu là để tắm giặt. Kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu công nghệ màng lọc để xử lý nước thải hầm lò mỏ than cho mục đích cấp nước sinh hoạt” (mã số: B2013-03-08) cho thấy, nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt là 135 lít/người/ngày lao động (trong đó: nước ăn uống là 25 l/người.ngày, nước tắm rửa là 60 l/người.ngày và nước giặt quần áo là 50 l/người.ngày) [22].
27 Quá trình hoạt động khai thác, sàng tuyển chế biến than, một lượng bụi thải ra rất lớn và phát tán rộng ra môi trường xung quanh. Trong hầm lò, để hạn chế sự phát tán bụi than, biện pháp phổ biến là dùng nước dậpdưới dạng phun sương, tạo điều kiện vệ sinh môi trường cho công nhân mỏ làm việc. Tuy nhiên yêu cầu chất lượng nước dập bụi tương đối nghiêm ngặt, như hàm lượng SS ≤ 20 mg/L, pH trung tính, hàm lượng Fe, Mn, tương đương mứcA của QCVN 40:2011/BTNMT để các béc phun sương không bị tắc và hư hỏng [26] Là nhu cầu thiết yếu đối với các mỏ than nhưng nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt ngày càng khan hiếm do việc khai thác ở mức âm sâu trong khi đó lượng nước mặt tại các hồ chứa ít đi cũng như mực nước ngầm hạ thấp đáng kể do sự thẩm thấu xuống các mỏ hầm lò. Việc cung cấp nước sinh hoạt lên các khu vực tập kết công nhân khai thác than ở rãi rác trên núi caocũng rất khó khăn. Do đó việc tái sử dụng nguồn nước thải hầm lò để cấp nước tại chỗ cho sinh hoạt và sản xuất là hợp lý, vừa giảm thiểu các tác động ô nhiễm môi trường nước vừa giải quyết khó khăn cũng như giảm chi phí trong vấn đề cấp nước cho các mỏ than. Hoạt động xử lý nước thải (XLNT) mỏ than cũng chỉ mới được tiến hành khoảng gần 10 năm gần đây. Công nghệ XLNT HLMT trước năm 2010 chủ yếu bằng phương cơ học kết hợp với trung hòa bằng vôi nên các công trìnhhoạt động không hiệu quả [4]. Mặt khác nước thải sau xử lý của các hệ thống đã xây dựng chưa được thu hồi để sử dụng trong mục đích sinh hoạt cũng như sản xuất trong tình hình thiếu nước hiện nay của các hầm lò mỏ than. Hiện nay, phần lớn các trạm XLNT mỏ than của tập đoàn TKV đều do Tập đoàn làm chủ đầu tư thuê thiết kế và lắp đặt theo hình thức EPC với công nghệ xử lý theo nguyên tắc keo tụ – lắng và lọc cát.
28 Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tác chung XLNT hầm là mỏ than do công ty môi trường TKV quản lý. [3,16] Theo các kết quả quan trắc của Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh và của TKV, nước thải HLMT sau xử lý chỉ đáp ứng được yêu cầu xả ra nguồn nước mặt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT. Kết quả nghiên cứu XLNT hầm -80m mỏ than Mạo Khê trên mô hình hiện trường cho thấy: chất lượng nước thải đầu vào thay đổi rõ rệt giữa mùa mưa với mùa khô. Các biện pháp keo tụ – lắng đảm bảo cho nhiều chỉ tiêu trong nước thải sau xử lý đảm bảo các yêu cầu xả ra nguồn nước mặt loại B. Tuy nhiên chỉ tiêu hàm lượng TSS trong nước thải sau lắng lamen vẫn còn cao, về mùa mưa vượt mức cho phép đối với nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước mặt loại B. Mangan chưa có điều kiện oxy hóa hết nên phần lớn tồn tại dưới dạng hòa tan, làm cho hàm lượng của nó trong nước thải đầu ra còn quá cao, gấp 1,5 đến 2 lần so với mức cho phép trong QCVN 40:2011/BTNMT. Nghiên cứu quá trình lọc được tiến hành trên cột lọc với các trường hợp: lọc cát không có các vật liệu xúc tác quá trình oxy hóa sắt và mangan, lọc cát với lớp vật liệu xúc tác phía trên như: vật liệu lọc mangan MQ7 (cát phủ MnO2), vật liệu Aluwat và vật liệu lọc đa năng ODM-2F. Nước thải được
29 bơm lên cột lọc với tải trọng thủy lực bề mặt (vận tốc lọc) thay đổi theo các cấp : 9 m3/m2.h, 8 m3/m2.h và 7 m3/m2.h. Tốc độ lọc thay đổi bằng cách điều chỉnh lưu lượng bơm cũng như van xả nước lọc vào bồn chứa nước sau lọc. Kết quả thí nghiệm trong trường hợp trong cột lọc có 2 lớp vật liệu: lớp cát thạch anh dày 0,6 m phía dưới và lớp cát cát mangan (phủ MnO2, thành phần 40%) phía trên dày 0,4m cho thấy: các quá trình oxy hóa mangan được tăng cường và một phần sắt cũng được giữ lại trong quá trình này. Hàm lượng sắt và hàm lượng mangan sau quá trình lọc đều gảm xuống còn lại 0,5 mg/L (mức A của QCVN 40:2011/BTNMT). Nước thải sau quá trình keo tụ – lắng và lọc luôn có hàm lượng TSS thấp hơn 20 mg/L. 2. Như vậy với quá trình keo tụ – lắng lamen – lọc cát phủ dioxit mangan theo các thông số vận hành: liều lượng hóa chất cho quá trình keo tụ CaO từ 20 đến 35 mg/L và PAC là 40 mg/l (ngày không mưa) CaO từ 15 đến 20 mg /L và PAC là 30 mg/l (ngày có mưa); thời gian lắng 1,2 đến 1,5 h và tốc độ lọc 7 m3/m2.h,. Sau quá trình xử lý này, nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng (độ đục) thấp, từ 15 đến 20 mg/l. Loại nước thải này có thể sử dụng để làm vệ sinh, dập bụi khu vực sản xuất hoặc xử lý tiếp tục bằng các biện pháp nâng cao cho các mục đích cấp nước sinh hoạt hoặc các mục đích khác trong quá trình sản xuất.( Công ty than mạo Khê –TKV (2017), Báo cáo kết quả Quan trắc môi trường Công ty than Mạo Khê đợt 1,2 năm 2017.) * Biện pháp phòng chống ô nhiễm và xử lý nước thải tại các mỏ khai khác than tại Quảng Ninh. Nước thải ngành than có một đặc điểm chung đó là: có độ pH thấp; tính axit, tính kiềm; TDS, hàm lượng kim loại, độ đục cao, Nguồn gây ô nhiễm nước ở các khu mỏ gồm: Nước mưa chảy tràn qua khu mỏ, nước ngấm từ các bãi thải rắn; nước tháo khô mỏ; nước thải do tuyển khoáng. Các mỏ cần có hệ thống xử lý các nguồn gây ô nhiễm nói trên theo các sơ đồ công nghệ như sau:
30 - Đối với nguồn nước chảy tràn qua khu mỏ và nước ngầm từ bãi chứa chất thải rắn: Xung quanh khu mỏ và bãi chứa chất thải rắn cần xây dựng hệ thống mương thu gom nước dẫn về hồ chứa nước. Tại đây nước thải được xử lý bằng phương pháp hóa học (thông thường dùng vôi để trung hòa), sau đó kiểm tra độ pH và một số ion kim loại, khi đạt tiêu chuẩn cho phép mới được đổ thải ra môi trường. - Đối với nước tháo khô mỏ: Sau khi bơm tập trung vào hồ chứa để lắng sơ bộ, một phần được bơm trở lại phục vụ sản xuất của mỏ (tuyển quặng, tưới ẩm, ), phần còn lại bơm lên bể xử lý bằng phương pháp hóa học và sinh học, nước sau xử lý sử dụng làm nguồn nước cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt của khu mỏ. - Đối với nước thải sau khi tuyển quặng: Nước từ các xưởng tuyển được thu gom lại, sau đó được lắng lọc cơ học và hóa học, trong trường hợp cần thiết được bơm tuần hoàn trở lại cung cấp cho hệ thống tuyển khoáng. Bằng các biện pháp sử dụng tuần hoàn các nguồn nước thải từ quá trình hoạt động khoáng sản nêu trên, hầu hết các nguồn thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường nước trong khu mỏ đều được kiểm soát, vì vậy sẽ giảm thiểu được ô nhiễm môi trường nước trong khu mỏ và khu vực lân cận. - Đánh giá chung : Nhìn chung đối với nguồn nước thải mỏ đều có các đặc tính chung như có độ PH thấp, tính axit, tính kiềm, TDS, hàm lượng kim loại cao, và ô nhiễm nặng lề không phù hợp để thải bỏ sau khi ra ngoài môi trường, và nói chung nước thải mỏ được chia thành nhiều loại khác như: + Nguồn nước chảy tràn qua khu mỏ và nước ngầm từ bãi chứa chất thải rắn + Nước tháo khô mỏ + Nước thải sau khi tuyển quặng - Giá trị pH: dao động trong khoảng từ 3,5 ÷ 5,0 thấp hơn giới hạn cho phép từ 1,1 ÷ 1,6 lần, tùy thuộc vào từng mỏ và từng thời điểm lấy mẫu.
31 - Hàm lượng TSS: tùy thuộc vào từng mỏ và từng thời điểm lấy mẫu mà hàm lượng TSS trong nước thải lấy tại cửa lò dao động trong khoảng từ 460 ÷ 816 mg/l, vượt giới hạn cho phép từ 4,6 ÷ 8,2 lần. - Dầu mỡ khoáng: hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải của các mỏ được nghiên cứu có giá trị từ trung bình đến cao, tùy thuộc vào từng mỏ và từng thời điểm lấy mẫu mà giá trị dao động trong khoảng từ 5,12 ÷ 16,25 mg/l; 4/5 mỏ có hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải vượt giới hạn cho phép được quy định tại cột B của QCVN 40:2011/BTNMT với mức vượt tối đa là 1,63 lần. - Các chất hữu cơ: sự ô nhiễm các chất hữu cơ trong nước thải được đặc trưng bằng các thông số BOD5, COD, Amoni và tổng photpho. Kết quả phân tích tất cả các mẫu nước thải đều có giá trị BOD5, Amoni và tổng photpho thấp hơn giới hạn cho phép được quy định tại cột B của QCVN 40:2011/BTNMT về chất lượng nước thải công nghiệp. - Chỉ tiêu vi sinh: để đánh giá mức độ ô nhiễm vi sinh vật của nước thải, tác giả đã phân tích chỉ tiêu Coliform trong các mẫu nước thải được lấy. Kết quả cho thấy hàm lượng Coliform trong các mẫu đều nằm trong giới hạn cho phép được quy định tại cột B của QCVN 40:2011/BTNMT về chất lượng nước thải công nghiệp. Điều này có thể khẳng định nước thải của các mỏ được khảo sát chưa bị ô nhiễm vi sinh vật. Thì đều có các biện pháp phù hợp để xử lý để phù hợp với các chỉ tiêu trước khi thải ra ngoài môi trường, hầu hết tất cả các chất ô nhiễm có trong nước thải từ các mỏ than đều được kiểm soát và xử lý phù hợp để hợp pháp xả thải ra ngoài môi trường. ( guyen_Mai_Hoa.pdf )
32 Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu Môi trường nước thải phát sinh từ quá trình khai thác than tại mỏ than Mạo Khê huyện Đông Triều tỉnh Quảng Ninh. Các chỉ tiêu về lý hóa học của nước thải mỏ như (TSS, COD, BOD, dầu mỡ, pH, các kim loại nặng đặc biệt là mangan, sắt, dầu mỡ, coliform) 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi về không gian: Đề tài nghiên cứu các mỏ hầm lò tại Thị xã Đông Triều tỉnh Quảng Ninh - Phạm vi nội dung: Đề tài nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải tại các mỏ than tại Thị xã Đông Triều. 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 3.2.1. Địa điểm Tại mỏ khai thác than Mạo Khê Thị Xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh. Nghiên cứu tại các vị trí quan trắc tại cửa lò, trong các công trình xử lý nước thải, tại các điểm xả của mỏ. 3.2.2. Thời gian nghiên cứu - Thời gian thực hiện bắt đầu từ: Tháng 7/2017 - Thời gian kết thúc: Tháng 12/2017 (Thời gian nghiên cứu đề tài từ tháng 7/2017 đến tháng 12/2017) 3.3. Nội dung nghiên cứu 3.3.1. Khái quát về điều điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh 3.3.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải của hệ thống xử lý tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều ,Quảng Ninh
33 3.3.3. . Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường nước trên địa bàn Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, từ đó đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước 3.4. Phương pháp nghiên cứu 3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu, thông tin thứ cấp - Tiến hành thu thập, xử lý số liệu về môi trường, khí tượng thuỷ văn, các hệ sinh thái, đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh. - Tài liệu, số liệu về hoạt động, quá trình hình thành và phát triển của các mỏ than, công nghệ sử dụng trong hoạt động khai thác tại các mỏ từ các Phòng An toàn – môi trường của các mỏ. - Tham khảo tài liệu từ Sở Tài nguyên môi trường Tỉnh Quảng Ninh. - Các văn bản quy phạm pháp luật về khai thác khoáng sản, khai thác than, bảo vệ môi trường, các tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam. 3.4.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa - Nắm bắt được thông tin chung về khu vực nghiên cứu. - Xác định vị trí lấy mẫu, cách lấy mẫu và nắm bắt được hiện trạng môi trường của các mỏ. Phương pháp này giúp có cái nhìn sơ bộ và tổng quan đối tượng cần nghiên cứu, đồng thời giúp kiểm tra lại tính chính xác của những số liệu đã thu thập được từ đó xử lý thông tin tốt hơn trong bước tổng hợp phân tích. 3.4.3. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu và so sánh - Tổng hợp số liệu điều tra, phân tích và thu thập được để chọn lọc ra các số liệu cần thiết để đưa vào đề tài. Sử dụng phần mềm Excel,Word để xử lý thông tin số liệu và được thể hiện dưới dạng các bảng biểu, sơ đồ, biểu đồ, tổng hợp các tài liệu, số liệu thu thập và kế thừa có chọn lọc dữ liệu có liên quan đến đề tài (các đề tài nghiên cứu, tài liệu, hội thảo, báo cáo tổng kết, ) từ đó phân tích, tổng hợp, đánh giá để làm sáng tỏ cho nội dung đề tài. - So sánh số liệu phân tích với:\
34 + QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp + QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt + QCVN 09:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ngầm. 3.4.4. Phương pháp lấy mẫu, phân tích phòng thí nghiệm Trong quá trình làm đề tài tôi phối hợp thực hiện cùng đoàn Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường đến mỏ than Mạo Khê để quan trắc, lấy mẫu phân tích. Xác định loại mẫu, số lượng mẫu, vị trí và thời gian lấy mẫu Một trong những mục tiêu quan trọng của chương trình quan trắc là nhằm tập hợp đầy đủ dữ liệu để đánh giá những biến đổi theo không gian, thời gian của chất lượng môi trường. Trên cơ sở số liệu về các nguồn thải, đặc trưng của nguồn thải; luận văn sẽ xác định loại mẫu, số lượng mẫu, các thông số phân tích, vị trí và thời gian lấy mẫu; phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu và gửi mẫu phân tích. Bảng 3.1. Nội dung quan trắc tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều, Quảng Ninh Số Thời gian TT Tên mỏ lượng Vị trí lẫy mẫu lấy mẫu mẫu Nước thải trước hệ thống xử lý 1 Mỏ Mạo 03 - Đ ợ t 1: Ngày - NT MK1: Nư ớ c trư ớ c khi qua tr ạ m Khê 02/10/2017 XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) - Đợt 2: Ngày - NT MK2: Nước thải đầu vào bể XLNT 10/11/2017 MB +33 - Đợt 3: Ngày - NT MK3: Nước thải trước khi vào bể 25/11/2017 XLNT MB +205 - Đợt 4: Ngày
35 14/12/2017 Nước thải sau hệ thống xử lý 2 Mỏ Mạo 03 - Đợt 1: Ngày - NTR MK1: Nước thải đầu ra trạm Khê 02/10/2017 XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức -80 - Đợt 2: Ngày MBCN MK1 (trạm 1200 m3/h 10/11/2017 - NTR MK2: Nước thải đầu ra trạm - Đợt 3: Ngày XLNT nhà sàng 56 (trạm 600 m3/h) 25/11/2017 - NTR MK3: Nước thải đầu ra bể XLNT - Đợt 4: Ngày MB +33 14/12/2017 Mẫu phân tích được gửi tới Phòng Thí nghiệm, Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường tiến hành phân tích và xử lý mẫu.
36 Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Khái quát về điều điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của Thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh 4.1.1. Điều kiện tự nhiên Nằm ở phía Tây của tỉnh Quảng Ninh, phía Bắc giáp huyện Lục Nam, Sơn Động (Bắc Giang), phía Tây giáp thị xã Chí Linh (Hải Dương), phía Nam giáp huyện Kinh Môn (Hải Dương), phía Đông giáp thành phố Uông Bí, phía Đông Nam giáp Thuỷ Nguyên (Hải Phòng) Đông Triều nằm ở giao lộ của vùng tam giác kinh tế trọng điểm Bắc Bộ: Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh. Thị xã có diện tích 397,2 km², dân số là 175.066 người (năm 2016). Trung tâm thị xã cách thành phố Hạ Long khoảng 60 km về hướng Tây, cách thủ đô Hà Nội khoảng 100 km. Thị xã Đông Triều có một nền khí hậu đa dạng, pha trộn giữa khí hậu miền núi và khí hậu duyên hải. Đông Triều có nhiệt độ trung bình 22,2 oC, lượng mưa trung bình hàng năm 1.856mm, độ ẩm trung bình 81%. Nhìn chung, khí hậu của thị xã Đông Triều thuận lợi cho phát triển kinh tế, bao gồm phát triển nông nghiệp, thuận lợi cho hệ sinh thái tự nhiên và điều kiện sống của con người. Các khu vực tiểu khí hậu tạo bởi địa hình phức tạp của địa phương phù hợp để phát triển nông - lâm - ngư nghiệp và du lịch.
37 Tài nguyên thiên nhiên Đông Triều, vùng đất có tài nguyên khoáng sản phong phú chủ yếu là than đá, đất sét, cát giúp tạo đà cho phát triển công nghiệp xi măng, gốm sứ, vật liệu xây dựng và sản xuất điện Địa hình bao gồm núi, đồi và đồng bằng với nhiều loại đất màu mỡ tạo không gian phát triển đa dạng các loại hình sản xuất: lâm nghiệp, trồng cây ăn quả, lúa, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản tập trung. Các nguồn tài nguyên và khoáng sản không tái tạo: Khai thác than là ngành công nghiệp lớn nhất trên địa bàn huyện Đông Triều với tổng sản lượng khai tháckhoảng 3 triệu tấn vào năm 2013, giảm so với 3,169 triệu tấn than trong năm 2012 và 3,305 triệu tấn than trong năm 2011. Các nguồn tài nguyên và khoáng sản khác: Trong năm 2012, huyện Đông Triều sản xuất một khối lượng lớn vật liệu xây dựng: 426 triệu viên gạch, 121.000 m3 đá xây dựng, 40.000 m3 cát xây dựng và 450.000 m3 đất sét. Đất đai: Huyện Đông Triều có cảnh quan đẹp với địa hình đồi núi chiếm phần lớn diện tích của Huyện. Vào năm 2012, tổng diện tích đất tự nhiên của huyện Đông Triều là 39.722 ha. Trong đó, diện tích đất nông nghiệp chiếm khoảng 70% (27.711 ha), diện tích đất phi nông nghiệp chiếm 23% (9.139 ha) và diện tích đất chưa sử dụng chiếm tới 7% (2.871 ha). Nước ngọt: Huyện Đông Triều có hệ thống tài nguyên nước mặt bao gồm hệ thống sông Cầm đổ vào sông Đá Bạc và 44 hồ chứa lớn nhỏ, trong đó có ba hồ lớn nhất gồm hồ Khe Chè, hồ Bến Châu và hồ Trại Lốc I. Rừng: Từ năm 1999 đến năm 2012, diện tích che phủ rừng của huyện Đông Triều tăng từ 13.489 ha lên gần 20.000 ha. [34] 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội Năm 2016, kinh tế tăng trưởng cao, đạt và vượt chỉ tiêu kế hoạch đề ra. Tổng giá trị sản xuất (theo giá so sánh năm 2010) ước đạt 12.592,9 tỷ đồng, tăng 16,2% so với năm 2015; cơ cấu kinh tế tiếp tục có sự chuyển dịch tích cực, đúng hướng: tỷ trọng ngành công nghiệp chiếm 62,8%; dịch vụ chiếm 27,3%; ngành nông - lâm - ngư nghiệp chiếm 9,9% (theo giá so sánh 2010) .
38 Thu nhập bình quân đầu người đạt 3.000 USD (tăng 4,5% so với mục tiêu Nghị quyết HĐND thị xã). * Sản xuất công nghiệp, du lịch, dịch vụ Tình hình sản xuất công nghiệp trên địa bàn thị xã ổn định đã tích cực triển khai đồng bộ thực hiện chương trình “Đồng hành cùng doanh nghiệp”, tháo gỡ khó khăn cho doanh nghiệp. Giá trị sản xuất công nghiệp (theo giá so sánh 2010) ước thực hiện 7.915 tỷ đồng bằng 119,9% so với kế hoạch tỉnh, bằng 100,4% so với kế hoạch thị xã và bằng 116,5% so với cùng kỳ; trong đó, giá trị sản xuất công nghiệp địa phương ước thực hiện là 2.502,4 tỷ đồng ; một số sản phẩm công nghiệp, du lịch, dịch vụ chủ yếu đều tăng cao so với cùng kỳ.(theo Báo Quảng Ninh. Truy cập 27 tháng 9 năm 2015.) Tích cực huy động các nguồn lực đầu tư hạ tầng du lịch, giao thông, trùng tu tôn tạo các di tích; đồng thời, tăng cường quảng bá, khai thác các tuyến, điểm du lịch trên địa bàn phát huy giá trị các di tích và đầu tư các công trình văn hóa thể thao - dịch vụ góp phần thúc đẩy phát triển, tăng trưởng ngành du lịch - dịch vụ . Giá trị sản xuất ngành dịch vụ (theo giá so sánh năm 2010) là 3.433,4 tỷ đồng, tăng 19,6% so với cùng kỳ. * Sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp được mùa, giá trị sản xuất nông nghiệp ước đạt 1.244,5 tỷ đồng, tăng 5,7% so với cùng kỳ. Tổng diện tích gieo trồng 11.436,6 ha đạt 100,1% so với kế hoạch; năng suất lúa trung bình năm 2016 đạt 58,05 tạ/ha; năng suất trung bình cây Ngô đạt 38,8 tạ/ha; tổng sản lượng lương thực năm 2016 ước đạt 53.534,1 tấn, đạt 100,1% mục tiêu Nghị quyết HĐND thị xã Đàn gia súc, gia cầm phát triển ổn định, tăng so với cùng kỳ; thị xã đã chỉ đạo tổ chức tiêm phòng cho gia súc gia cầm đợt 1 và đợt 2 năm 2016 đảm bảo đúng kế hoạch; tình hình dịch bệnh trên gia súc, gia cầm được kiểm soát tốt. Sản lượng thủy sản ước đạt 6.960 tấn, bằng 114,1% mục tiêu Nghị quyết HĐND thị xã, tăng 16,8% cùng kỳ.( Theo Báo cáo tình hình kinh tế, xã hội và công tác chỉ đạo, điều hành của UBND thị xã Đông Triều năm 2016, kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội năm 2017.)
39 Tăng cường kiểm tra, theo dõi tình hình mưa bão trên địa bàn; kiểm tra, theo dõi các công trình thủy lợi, kịp thời sửa chữa đảm bảo chuẩn bị tốt công tác phòng chống thiên tai. Tổ chức hội nghị tổng kết công tác phòng chống thiên tai và tìm kiếm cứu nạn năm 2015, xây dựng phương án triển khai công tác phòng chống thiên tai và tìm kiếm cứu nạn năm 2016; xây dựng phương án hiệp đồng phòng chống thiên tai và tìm kiếm cứu nạn, tổ chức hội nghị hiệp đồng đối với các địa phương, doanh nghiệp và các đơn vị đóng quân trên địa bàn. Năm 2016, trên địa bàn thị xã có 4 cơn bão đi qua, không có thiệt hại về người, chưa có hiện tượng ngập úng cục bộ trong khu dân cư và hiện tượng sạt lở đất, đá; các công trình hồ, đập, đê điều an toàn ; cơ bản không có thiệt hại lớn về lúa, hoa màu và thủy sản. Đã trồng được 264,22 ha rừng, đạt 105,6% mục tiêu Nghị quyết HĐND thị xã; tỷ lệ che phủ rừng đạt 53,7%. Công tác quản lý, bảo vệ rừng được tăng cường, không để xảy ra cháy rừng. UBND thị xã đã ban hành Chỉ thị số 08/CT-UBND ngày 29/8/2016 về việc tăng cường các biện pháp quản lý, phát triển, bảo vệ rừng và quản lý lâm sản trên địa bàn thị xã Đông Triều.( Theo Báo cáo tình hình kinh tế, xã hội và công tác chỉ đạo, điều hành của UBND thị xã Đông Triều năm 2016, kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội năm 2017.) 3. Công tác quản lý tài nguyên, môi trường được duy trì và giám sát chặt chẽ. Năm 2016, trên địa bàn thị xã cơ bản không để xảy ra tình trạng khai thác, vận chuyển, chế biến và kinh doanh than trái phép; đã ban hành quyết định xử phạt hành chính đối với 33 trường hợp vận chuyển, 01 trường hợp tàng trữ khoáng sản không rõ nguồn gốc, 3 trường hợp tập kết khoáng sản vô chủ; xử phạt 53,8 triệu đồng, tịch thu 114,61m3 đá xít, 158,15 m3 than cám. Công tác kiểm tra tài nguyên cát, đất sét được duy trì thường xuyên; trên địa bàn thị xã không có hiện tượng khai thác đất sét trái phép; đã xử phạt 5 trường hợp khai thác cát trái phép trên sông Cầm (trên địa bàn các xã, phường: Xuân Sơn, Hưng Đạo, Hồng Phong ) xử phạt 72,75 triệu đồng, tịch thu 50,57 m3 cát. (Theo Báo cáo tình hình kinh tế, xã hội và công tác chỉ đạo, điều hành của UBND thị xã Đông Triều năm 2016, kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội năm 2017.)
40 * Những điều kiện thuận lợi: - Vị trí địa lý thuận lợi: Huyện Đông Triều nằm ở trung tâm của vùng tam giác kinh tế trọng điểm Bắc Bộ: Hạ Long, Hải Phòng và thành phố Hà Nội. Những lợi thế về vị trí địa lý sẽ cho phép Huyện phát triển các hoạt động kinh tế, cải thiện sức khỏe và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. - Các yếu tố tự nhiên: Huyện Đông Triều sở hữu nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú. - Giàu các di sản văn hóa tầm cỡ Quốc gia: Nguồn tài nguyên quan trọng khác của huyện Đông Triều là các di sản văn hóa cấp Quốc gia trong đó một số di sản giữ vai trò vô cùng quan trọng. - Kinh tế và đầu tư: Các ngành kinh tế truyền thống của huyện Đông Triều là công nghiệp khai khoáng, sản xuất vật liệu xây dựng và nhiệt điện đã giúp Huyện đạt được tỷ lệ tăng trưởng mạnh mẽ trong những năm gần đây. Khai thác tài nguyên thiên nhiên chiếm khoảng 70% tổng giá trị sản xuất của Huyện trong năm 2013. Sản xuất nông nghiệp cũng là một lĩnh vực quan trọng chiếm 41% lực lượng lao động của Huyện, theo số liệu năm 2012. Tuy nhiên, do hầu hết các sản phẩm hiện đang sản xuất có giá bán thấp như gạo nên ngành nông nghiệp chỉ đóng góp một phần rất nhỏ trong tổng giá trị sản xuất của huyện Đông Triều so với tỷ lệ lao động trong ngành. Hơn nữa, với các di sản văn hóa phong phú của mình, huyện Đông Triều có thể thu hút thêm nhiều du khách trong nước và quốc tế với mức thu nhập ngày càng cao [33]. 4.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải của hệ thống xử lý tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều ,Quảng Ninh * Kết quả phân tích thành phần nước thải trước hệ thống xử lý: Để đánh giá chất lượng nước thải của mỏ than Mạo Khê, tôi đã kết hợp với Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường tiến hành lấy mẫu và phân tích
41 nước thải của mỏ Mạo Khê với tần suất 3 tháng/lần trong giai đoạn từ tháng 10/2017 đến tháng 12/2017. Kết quả phân tích cho thấy nước thải của mỏ trong cả 4 lần lấy mẫu đều mang tính axit đặc trưng của nước thải mỏ, hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS), sắt tổng (Fe), mangan (Mn) và dầu mỡ khoáng cao, nhiều chỉ tiêu vượt giới hạn cho phép được quy định trong cột B của QCVN 40:2011/BTNMT quy định đối với chất lượng nước thải công nghiệp 4.2.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải trước hệ thống xử lý tại tại mỏ than Mạo Khê Kết quả phân tích các mẫu nước thải chưa qua xử lý được lấy tại cửa lò của mỏ than của Công ty than Mạo Khê thể hiện bảng sau:
45 Bảng 4.1: Kết quả phân tích nước thải trước hệ thống xử lý tại Mỏ than Công ty than Mạo Khê Kết quả QCVN Đợt 1-10/2017 Đợt 2 - 11/2017 Đợt 3 - 11/2017 Đợt 4 - 12/2017 40 :2011/ STT Tên chỉ tiêu Đơn vị NT NT NT NT NT NT NT NT NT NT NT NT BTNMT MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 (Cột B) 1 Nhiệt độ 0C 18,4 18,2 18,7 17,5 17,7 18,7 23,6 23,4 24,6 24,8 24,5 25,4 40 2 pH - 4,3 4,5 5,1 4,8 4,6 5 5,8 5,3 5,2 5,6 5,5 5,7 5,5-9 3 DO mg/l 5,5 4,3 5,4 5 4,7 5,3 2,2 3,2 4,6 2,6 3,7 4,9 - 4 Độ đục NTU 126 80 84 123 94 91 112 67 73 98 73 77 - 5 TSS mg/l 210 250 132 230 180 141 150 120 112 135 124 115 100 BOD5 6 mg/l 46,2 44,3 35,5 41,3 34,5 38,6 31,2 31,4 27,6 29,7 28,8 31,5 50 (20oC) 7 COD mg/l 81,6 86,3 67,5 73,5 67,3 71,3 62,4 54,6 57,3 57,8 53,1 62,5 150 8 Mn mg/l 4,24 15,5 3,3 5,41 13,4 4,3 3,18 9,5 2,4 3,72 8,2 1,9 1 9 Fe mg/l 13,05 21,60 4,38 10,60 17,3 6,44 6,20 11,2 3,51 8,,6 9,7 5,76 5 10 Pb mg/l 0,0337 <0,0008 <0,0007 0,041 <0,0008 <0,0007 0,022 <0,0008 <0,0007 0,018 <0,0008 <0,0007 0,5 11 Cd mg/l <0,0004 <0,0006 <0,0006 <0,0004 <0,0006 <0,0006 <0,0004 <0,0006 <0,0006 <0,0004 <0,0006 <0,0006 0,1 12 As mg/l <0,0005 0,0021 <0,0005 <0,0005 0,0032 <0,0005 <0,0005 0,0015 <0,0005 <0,0005 0,0018 <0,0005 0,1 13 Hg mg/l <0,0006 <0,0005 <0,0004 <0,0006 <0,0005 <0,0004 <0,0006 <0,0005 <0,0004 <0,0006 <0,0005 <0,0004 0,01 + 14 NH4 mg/l 0,33 0,384 0,229 0,47 0,417 0,331 0,25 0,216 0,146 0,64 0,314 ,0135 10 - 15 NO3 mg/l 1,35 0,79 0,69 1,84 0,83 0,72 1,22 0,54 0,53 2,23 0,73 0,46 - 2- 16 SO4 mg/l 62,4 83,9 53,6 65,7 88,1 64,5 53,6 54,7 47,2 71,7 62,6 37,8 -
46 Kết quả QCVN Đợt 1-10/2017 Đợt 2 - 11/2017 Đợt 3 - 11/2017 Đợt 4 - 12/2017 40 :2011/ STT Tên chỉ tiêu Đơn vị NT NT NT NT NT NT NT NT NT NT NT NT BTNMT MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 (Cột B) 17 Xianua mg/l <0,003 <0,002 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 0,1 18 T-P mg/l 0,66 0,52 0,74 0,71 0,67 0,81 0,52 0,51 0,62 0,54 0,42 0,57 6 Tổng dầu 19 mg/l 5,01 2,76 4,32 5,41 3,93 3,64 3,24 1,53 2,72 4,41 1,85 2,16 10 mỡ khoáng Tổng 20 VK/100ml 160 78 98 320 94 115 230 45 76 450 61 86 5000 Coliform (Nguồn: Phòng thí nghiệm - Viện Kỹ thuật và công nghệ môi trường) Chú giải: - NT MK1: Nước trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) - NT MK2: Nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 - NT MK3: Nước thải trước khi vào bể XLNT MB +205 - QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp, so sánh với cột B.
47 Kết quả phân tích các mẫu nước thải chưa qua xử lý tại các điểm của mỏ than Công ty than Mạo Khê cho thấy: + Giá trị pH: dao động trong khoảng từ 4,3 ÷ 5,8 thấp hơn giới hạn dưới cho phép từ 1,28 lần. + Hàm lượng TSS: Mỗi thời gian lấy mẫu thì hàm lượng TSS trong nước thải lấy tại các vị trí dao động trong khoảng từ 112 ÷ 250 mg/l, vượt giới hạn cho phép từ 1,12 ÷ 2,5 lần; + Kim loại: hàm lượng Fe và Mn cao, xấp xỉ hoặc vượt giới hạn cho phép, trong đó hàm lượng Mn dao động trong khoảng từ 1,9 ÷ 15,5 mg/l, vượt giới hạn cho phép từ 1,9 ÷ 15,5 lần; còn hàm lượng Fe dao động trong khoảng từ 3,51 ÷ 21,6 mg/l, vượt giới hạn trên cho phép quy định trong cột B của QCVN 40:2011/BTNMT từ 4,3 lần. + Kim loại nặng: hàm lượng các kim loại nặng As, Pb, Cd, Hg trong nước thải của mỏ Mạo Khê ở cả 4 lần khảo sát đều rất thấp, nằm trong ngưỡng giới hạn cho phép, cho thấy nước thải của mỏ Mạo Khê chưa bị ô nhiễm kim loại nặng. + Dầu mỡ khoáng: hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải của mỏ Mạo Khê có giá trị thấp, tùy thuộc vào từng thời điểm lấy mẫu mà giá trị dao động trong khoảng từ 1,53 ÷ 5,01 mg/l đều nằm trong giới hạn cho phép. + Các chất hữu cơ: Kết quả phân tích tất cả các mẫu nước thải đều có giá trị BOD5, Amoni và tổng photpho thấp hơn giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT, so sánh với cột B về chất lượng nước thải công nghiệp. + Chỉ tiêu Coliform: Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Coliform trong các mẫu dao động từ 45 ÷ 320 MPN/100ml, thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép được quy định tại cột B của QCVN 40:2011/BTNMT về chất lượng nước thải công nghiệp. Vậy có thể khẳng định nước thải của mỏ than Mạo Khê chưa bị ô nhiễm vi sinh vật.
48 4.2.2. Đánh giá hiện trạng về môi trường nước thải do khai thác tại mỏ than Mạo Khê Qua các kết quả phân tích các mẫu nước thải chưa qua hệ thống xử lý tại mỏ than Mạo Khê, Đông Triều giai đoạn từ tháng 10/2017 đến tháng 12/2017 được thể hiện chi tiết tại bảng đã trình bày ở trên ( bảng 3.1) cho thấy nước thải có giá trị thấp, hàm lượng TSS, Fe, Mn đều vượt QCVN cho phép nhiều lần đối với nước thải công nghiệp. Qua các bảng chi tiết trình bày ở trên cho thấy: Mức độ ô nhiễm tại các mỏ là không giống nhau, mức độ ô nhiễm tại các điểm ở mỗi lần lấy có sự thay đổi phản ánh theo mùa (mùa khô và mùa mưa) và theo vị trí các mỏ trên địa bàn. Cụ thể: Hầu hết giá trị trung bình pH thấp hơn vào 2 đợt lấy mẫu đầu, giá trị pH trong nước thải của 2 đợt lấy mẫu sau có xu hướng cao hơn, nguyên nhân chủ yếu là do 2 lần lấy mẫu sau nước mưa đã pha loãng làm giảm bớt tính axit của nước thải mỏ. Cụ thể: - Giá trị pH: tại mỏ Mạo Khê, dao động từ 4,3 ÷ 5,8. Hình 4.1. Biều đồ thể hiện giá trị pH trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h)
49 Hình 4.2. Biều đồ thể hiện giá trị pH trong Nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 Hình 4.3. Biều đồ thể hiện giá trị pH trong Nước thải trước khi vào bể XLNT MB+205 - Giá trị TSS của nước thải trước hệ thống xử lý tại mỏ đều vượt QCCP tại các thời điểm lấy mẫu, giá trị TSS tại các thời điểm lấy mẫu lần 1cao hơn lần 2, nguyên nhân là do nước mưa nhiều đã làm giảm nồng độ các tạp chất có trong nước thải tại các mỏ.
50 Sự biến động của giá trị TSS tại mỏ Mạo Khê với hàm lượng TSS trung bình dao động từ 112.34-250.06 mg/l Hình 4.4. Biều đồ thể hiện giá trị TSS (mg/l) trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) Hình 4.5. Biều đồ thể hiện giá trị TSS(mg/l) trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33
51 Hình 4.6. Biều đồ thể hiện giá trị TSS(mg/l) trong nước thải trước khi vào bể XLNT MB +205 - Hàm lượng Mn trong nước thải tại mỏ được nghiên cứu đều vượt chuẩn cho phép, hàm lượng Mn tại mỏ than Mạo Khê khá cao, có giá trị trunh bình dao động từ 4,61 ÷ 9,87 mg/l. Giá trị trung bình vào thời điểm lấy mẫu 2 lần đầu so với 2 lần sau là 2,14 lần, nguyên nhân của sự thay đổi là do nước mưa đã pha loãng làm giảm bớt nồng độ các chất ô nhiễm, pha loãng làm giảm bớt tính axit của nước thải do đó mà hàm lượng Mn cũng giảm dần. Hình 4.7. Biều đồ thể hiện giá trị Mn (mg/l) trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h)
52 Hình 4.8. Biều đồ thể hiện giá trị Mn (mg/l) trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 Hình 4.9. Biều đồ thể hiện giá trị Mn (mg/l) trong nước trước khi vào bể XLNT MB +205 - Hàm lượng Fe trong nước thải tại mỏ nghiên cứu: Hình 4.10 thể hiện sự biến động hàm lượng Fe trong nước thải của mỏ tại các thời điểm nghiên cứu, lấy mẫu. Số liệu nghiên cứu cho thấy hàm lượng Fe trong tất cả các mẫu được lấy thì hàm lượng Fe trong đợt lấy mẫu đợt 1 cao hơn so với đợt 2. - Hàm lượng Fe tại mỏ Mạo Khê có sự dao động từ 6,97 ÷ 13,01 mg/l.
53 Hình 4.10. Biều đồ thể hiện giá trị Fe (mg/l) trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h) Hình 4.11. Biều đồ thể hiện giá trị Fe (mg/l) trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33
54 Hình 4.12. Biều đồ thể hiện giá trị Fe (mg/l) trong nước trước khi vào bể XLNT MB +205 - Hàm lượng dầu mỡ, khoáng: Hàm lượng dầu mỡ khoáng đa phần nằm trong giới hạn quy chuẩn cho phép được quy định tại cột B, QCVN 40:2011/BTNMT. Các thời điểm lấy mẫu vào đợt 1 và 2 có giá trị hàm lượng dầu mỡ, khoáng cao hơn so với đợt 3 và 4, nguyên nhân là do nước mưa đã pha loãng làm giảm bớt nồng độ, hàm lượng dầu mỡ trong nước thải. - Tại mỏ Mạo Khê có sự dao động từ 2,47÷ 4,3 mg/l (hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải đợt 1 và 2 cao hơn đợt 3 và 4 là 1,74 lần. Nguyên nhân do từng thời điểm khác nhau có sự hoạt động, khai thác mỏ là khác nhau. Hình 4.13. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng (mg/l) trong nước thải trước khi qua trạm XLNT nhà sàng 56 (trạm 600m3/h)
55 Hình 4.14. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng (mg/l) trong nước thải đầu vào bể XLNT MB +33 Hình 4.15. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng (mg/l) trong nước trước khi vào bể XLNT MB +205 Để đánh giá chất lượng nước sau hệ thống xử lý tại các mỏ trên địa bàn Thị xã Đông Triều, tôi tiến hành kết hợp với Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường lấy mẫu nước thải sau hệ thống xử lý của Mỏ than Mạo Khê. Kết quả phân tích các mẫu nước thải được lấy tại cống thải sau trạm xử lý cho thấy tất cả các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải sau khi xử lý đều đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép được quy định ở cột B của QCVN 40:2011/BTNMT về chất lượng nước thải công nghiệp trước khi thải vào môi trường. Cụ thể là:
56 Bảng 4.2. Nước thải sau hệ thống xử lý tại Mỏ than Mạo Khê Kết quả QCVN Đợt 1-11/2016 Đợt 2 - 2/2017 Đợt 3 - 5/2017 Đợt 4 - 8/2017 40:2011/ STT Tên chỉ tiêu Đơn vị NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR BTNMT MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 (Cột B) 1 Nhiệt độ 0C 18,1 18,5 18,2 16,8 17,1 19,5 24,6 25,7 25,5 24,8 24,5 25,4 40 2 pH - 5,6 5,8 6,3 5,8 6,1 6,4 7,2 8,0 6,9 8,1 7,5 7,3 5,5-9 3 DO mg/l 5,2 ,0 5,0 4,8 4,1 4,7 1,3 2,3 3,7 1,0 2,4 4,0 - 4 Độ đục NTU 3 15 12 14 12 24 10 8 15 11 7 17 - 5 TSS(*) mg/l 74,5 65,1 43,7 69,8 57,2 35,8 34,6 25,8 17,9 36,2 27,3 15,8 100 o 6 BOD5 (20 C) mg/l 21,5 23,8 17,9 23,4 25,8 21,3 17,8 20,7 18,1 17,0 19,3 20,5 50 7 COD mg/l 43,6 47,9 39,7 45,4 48,2 44,1 34,5 38,6 37,4 32,6 37,0 37,1 150 8 Mn mg/l 0,62 0,58 0,71 0,54 0,46 0,52 0,34 0,27 0,48 0,38 0,31 0,34 1 9 Fe mg/l 4,5 3,8 3.,5 4,1 3,0 2,7 2,1 2,5 1,9 1,7 1,5 1,4 5 10 Pb mg/l 0,0015 <0,0012 <0,0008 0,023 0,0262 <0,0008 <0,0004 <0,0006 <0,0006 <0,0004 <0,0006 <0,0006 0,5 11 Cd mg/l <0,0005 <0,0005 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0005 0,0015 <0,0005 <0,0005 0,0018 <0,0005 0,1 12 As mg/l <0,0004 0,0004 <0,0004 <0,0004 0,0004 <0,0004 <0,0006 <0,0005 <0,0004 <0,0006 <0,0005 <0,0004 0,1 13 Hg mg/l 0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 0,01 + 14 NH4 mg/l 0,17 0,29 0,27 0,19 0,38 1,12 0,003 0,005 0,004 0,03 0,06 0,07 10
57 Kết quả QCVN Đợt 1-11/2016 Đợt 2 - 2/2017 Đợt 3 - 5/2017 Đợt 4 - 8/2017 40:2011/ STT Tên chỉ tiêu Đơn vị NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR NTR BTNMT MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 MK1 MK2 MK3 (Cột B) - 15 NO3 mg/l 0,841 0,059 0,081 0,705 0,203 0,465 0,124 0,004 0,003 0,215 0,015 0,041 - 2- 16 SO4 mg/l 7,930 7,154 9,546 10,3 17,45 20,54 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 - Tổng dầu mỡ 17 mg/l 3,31 1,94 2,15 3,16 1,18 2,63 1,25 0,78 1,61 1,89 0,64 1,32 10 khoáng Tổng VK/10 18 90 24 31 74 21 35 50 15 19 31 20 22 5000 Coliform 0ml (Nguồn: Phòng Thí nghiệm – Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường) Chú giải: - NTR MK1: Nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) - NTR MK2: Nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h) - NTR MK3: Nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 - QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp, áp dụng cột B
58 Nhận xét: Công nghệ xử lý nước thải được áp dụng nghiêm ngặt tại mỏ than, xử lý nước thải đầu ra đạt chất lượng theo yêu cầu xả thải ra ngoài môi trường theo QCVN 40:2011/BTNMT, áp dụng theo cột B. Hầu hết các chỉ tiêu đều đạt chuẩn, nằm dưới ngưỡng giới hạn cho phép. Nước thải sau xử lý các mỏ than này đều chủ yếu xả ra sông suối, mương rãnh gần khu vực. Qua bảng 4.1 ÷ 4.2 cho thấy kết quả sau xử lý tại các vị trí nghiên cứu như sau: + Giá trị pH: dao động khoảng 5,6 ÷ 8,1 phụ thuộc vào mỗi thời điểm và địa điểm lấy mẫu. Hình 4.16. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng(mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) Hình 4.17. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng(mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h)
59 Hình 4.18. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng (mg/l)trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 + TSS: Các thời điểm lấy mẫu khác nhau là có giá trị khác nhau, hàm lượng TSS đều nằm trong giới hạn cho phép theo quy định, giá trị dao động từ 15,8 ÷ 88,4 mg/l. Hình 4.19. Biều đồ thể hiện giá trị TSS (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h)
60 Hình 4.20. Biều đồ thể hiện giá trị TSS (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h) Hình 4.21. Biều đồ thể hiện giá trị TSS(mg/l) trong nước thảii đầu ra bể XLNT MB + Hàm lương Fe, Mn: Dù trước hệ thống xử lý thì hàm lượng Fe, Mn vượt chuẩn cho phép nhiều lần do dặc thù của nước thải mỏ nhưng sau khi qua hệ thống xử lý thì chất lượng nước đã được đảm bảo, giá trị Fe, Mn nằm trong ngưỡng cho phép của quy chuẩn, Fe dao động từ 0,34 ÷ 4,5 mg/l, Mn dao động từ 0,1 ÷ 0,71 mg/l.
61 Hình 4.22. Biều đồ thể hiện giá trị Fe (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) Hình 4.23. Biều đồ thể hiện giá trị Fe (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h)
62 Hình 4.24. Biều đồ thể hiện giá trị Fe(mg/l) trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 Hình 4.25. Biều đồ thể hiện giá trị Mn (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h)
63 Hình 4.26. Biều đồ thể hiện giá trị Mn (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h) Hình 4.27. Biều đồ thể hiện giá trị Mn(mg/l) trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 + Chất hữu cơ: Các chất hữu cơ đều nằm trong giới hạn cho phép, hàm lượng COD dao động từ 19,5 ÷ 48,2 mg/l + Dầu mỡ khoáng: Hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải sau xử lý 03 mỏ nghiên cứu có giá trị dao động từ 0,54 ÷ 2,4 mg/l.
64 Hình 4.28. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT hầm lò cửa giếng phụ mức – 80 MBCN MK1 (trạm 200 m3/h) Hình 4.29. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng (mg/l) trong nước thải đầu ra trạm XLNT nhà sang 56 trạm (600 m3/h
65 Hình 4.30. Biều đồ thể hiện hàm lượng dầu mỡ khoáng (mg/l) trong nước thải đầu ra bể XLNT MB +33 + Coliform: chỉ số coliform trong các mẫu nước thải sau xử lý đều nằm trong giới hạn cho phép, dao động từ 3 ÷ 1400 MPN/100 ml Vậy qua kết quả trên cho thấy, qua hệ thống xử lý nước thải tại mỏ thì các chỉ tiêu phân tích mẫu nước thải sau xử lý đều có các giá trị, thông số nằm trong ngưỡng cho phép theo quy định, giá trị các thông số đượt 1 và 2 cao hơn đợt 3 và 4 nguyên nhân của kết quả này là do vào mùa mưa, nước bị pha loãng nên nồng độ các chất đều bị giảm và có giá trị thấp hơn so với mùa khô. 4.3. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường nước trên địa bàn thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, từ đó đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước 4.3.1. Ảnh hưởng của nước thải các mỏ than đến môi trường nước ttrên địa bàn thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh Để đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến môi trường nước tại các mỏ than trên địa bàn Thị xã Đông Triều, tôi tiến hành điều tra, phỏng vấn với các hình thức phát phiếu điều tra phỏng vấn trực tiếp người
66 dân trên địa bàn. Đối tượng điều tra là người dân sống trên địa bàn Thị xã Đông Triều, gần với 03 vị trí mỏ được nghiên cứu trong đề tài này là mỏ: Mỏ Mạo Khê, mỏ Hồ Thiên, Mỏ Hồng Thái với tổng số phiếu là 40 phiếu. Qua điều tra, phỏng vấn ta có hiểu thêm về mức độ ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tới môi trường nước. Kết quả được thể hiện như sau: Hoạt động của ngành than là động lực thúc đẩy phát triển thương mại, dịch vụ và thu hút đầu tư trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh nói chung và Thị xã Đông Triều nói riêng. Tạo công ăn việc làm cho người lao động ngay tại địa phương, giải quyết tình trạng thất nghiệp, ổn định kinh tế và xã hội cho người dân trên địa bàn. Trong tổng số 40 phiếu điều tra có 70% ý kiến cho rằng hoạt động khai thác than trên địa bàn có đóng góp cho nền kinh tế gia đình, mang lại thu nhập kinh tế từ mức 5 000.000 VNĐ – 15.000.000 VNĐ cho gia đình, đây là mức thu nhập khá ổn định và tốt cho người dân trên địa bàn vùng đất mỏ, góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng cuộc sống của con người nơi đây. Hoạt động khai thác than ảnh hưởng tới môi trường nước: + Khai mỏ lộ thiên cần một lượng lớn nước để rửa sạch than cũng như khắc phục bụi. Để thỏa mãn nhu cầu này, mỏ đã sử dụng nguồn nước mặt và nước ngầm cần thiết cho nông nghiệp và sinh hoạt của người dân vùng lân cận. + Khai mỏ ngầm dưới đất cũng có những đặc điểm tương tự nhưng ít tác động tiêu cực hơn do không cần nhiều nước để kiểm soát bụi nhưng vẫn cần nhiều nước để rửa than. Bên cạnh đó, việc cung cấp nước ngầm có thể bị ảnh hưởng do khai mỏ lộ thiên. Những tác động này bao gồm rút nước có thể sử dụng được từ những túi nước ngầm nông; hạ thấp mực nước ngầm của những vùng lân cận và thay đổi hướng chảy trong túi nước ngầm, ô nhiễm túi nước ngầm có thể sử dụng được nằm dưới vùng khai mỏ do lọc và thẩm nước chất lượng kém của nước mỏ, tăng hoạt động lọc và ngưng đọng của những đống đất từ khai mỏ. Ở đầu có than hoặc chất thải từ khai thác than, tăng hoạt động lọc có thể tăng chảy
67 tràn của nước chất lượng kém và xói mòn của những đống phế thải, nạp nước chất lượng kém vào nước ngầm nông hoặc đưa nước chất lượng kém vào những suối của vùng lân cận dẫn đến ô nhiễm cả nước mặt lẫn nước ngầm của những vùng này. Những hồ được tạo ra trong quá trình khai thác than lộ thiên cũng có thể chứa nhiều axít nếu có sự hiện diện của than hay chất phế thải chứa than, đặc biệt là những chất này gần với bể mặt và chứa pirít. Axit sunphuric được hình thành khi khoáng chất chứa sunphit và bị ôxy hóa qua tiếp xúc với không khí có thể dẫn đến mưa axít. Hóa chất còn lại sau khi nổ mìn thường là độc hại và tăng lượng muối của nước mỏ và thậm chí là ô nhiễm nước. 4.3.2. Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước tại các mỏ than, tôi xin đề xuất một số biện pháp sau: - Đối với nước mưa chảy tràn: Xây dựng hệ thống mương rãnh bê tông hợp lý để thu gom nước dẫn về các bể lắng cát và hố lắng, nước thải được xử lý sơ cấp lắng rồi chảy về hệ thống xử lý tập trung của mỏ. xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép mới được thải ra môi trường. - Xây dựng hệ thống cống thoát nước xung quanh nhà máy để thu nước chảy tràn triệt để, tránh ngập úng cục bộ. - Lắp các lưới chắn rác, nước mưa sau khi thu gom sẽ chảy về hố ga để lắng cặn trước khi hòa nhập vào hệ thống thoát nước mưa chung. - Đối với nước thải tại các moong khai thác hoặc nước thải hầm lò: Nước được thu gom lại tại các trạm xử lý, áp dụng các công nghệ tiên tiến, hiên đại để xử lý. Các công nghệ XLNT tại các mỏ được áp dụng chủ yếu là phương pháp keo tụ và lọc trọng lực, nước thải đầu ra đạt QCVN 40:2011/BTNMT loại B. Hiện nay, phần lớn các trạm XLNT mỏ than của tập đoàn TKV đều do Tập đoàn làm chủ đầu tư thuê thiết kế và lắp đặt theo hình thức EPC với công nghệ xử lý theo nguyên tắc keo tụ – lắng và lọc cát được nêu tại sơ đồ dưới đây.
68 Sơ đồ xử lý nước thải hầm lò tại các mỏ than do tập đoàn TKV quản lý - Bể trung hòa: + Bể trung hòa sẽ giúp ổn định lại độ axit và bazơ có trong nước thải nhằm ngăn ngừa hiện tượng xâm thực ở các công trình thoát nước và tránh cho các quá trình sinh hóa ở các công trình xử lý không bị phá hoại + Quá trình trung hòa còn có vai trò tách một số muối kim loại nặng lắng xuống đáy bể, giúp các khâu xử lý sau đó tiến hành dễ dàng, đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra - Bể keo tụ: + Keo tụ và tạo bông là một quy trình trong xử lý nước cấp và nước thải, quy trình này sử dụng hóa chất để tách các chất ổ nhiễm trong nước thành bùn và sau đó lắng xuống. Trong một số trường hợp trong nước có chứa nhiều : Chất rắng lơ lửng, các hạt keo, chất hữu cơ, tảo, vi khuẩn, vi sinh vật. Thì cần đến quá trình xử lý có keo tụ tạo bông. Quá trình keo tụ tạo bông là công nghệ loại bỏ các chất ô nhiễm nhờ quá trình làm giảm điện tích Zeta trên bề mặt hạt keo trong nước. Các hóa chất thường dùng trong keo tụ tạo bông là các ion kim loại hóa trị III như Aluminium chloride, Ferrous chloride,
69 PAC, trong đó PAC là được dùng rộng rãi hơn cả vì hiệu suất cao và dễ lưu trữ, sử dụng. + Bể trộn: So với khối lượng nước thì lượng PAC cho vào rất nhỏ nhưng phản ứng lại diễn ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước, vì vậy phải khuấy trộn thật nhanh và đều vào nước. Phương pháp khuấy trộn sẽ tạo dòng chảy rối trong nước và được đánh giá dựa vào cường độ và thời gian khuấy trộn. Thông thường để đạt hiệu quả phản ứng và khuấy trộn tốt nhất giá trị gradient vận tốc nằm trong khoảng 200 – 1000s-1 trong thời gian 1 giây đến 2 phút. + Bể tạo bông: Là nơi các hạt keo đã bị mất ổn định bắt dính lại với nhau để tạo các hạt lớn. PAC cho vào sẽ tạo các hạt nhân keo tụ, sau đó các chất điều chỉnh độ kiềm sẽ được cho vào nhằm làm tăng hiệu quả quá trình keo tụ. Đặc biệt các chất kiềm hóa và chất trợ keo tụ (polymer) không được cho vào trước PAC vì sẽ phản ứng với PAC làm giảm hạt nhân keo tụ. Các chất kiềm hóa phải được cho vào sau PAC khoảng 15 giây đến 1 phút. + Bể lắng: Các bông cặn sau khi tạo thành sẽ được loại bỏ khỏi nước nhờ tại bể lắng. Vận tốc nước trong bể lắng phải được duy trì sao cho tốc độ rơi hạt cặn đủ lớn để tách khỏi dòng nước. Đối với bể lắng ngang thì vận tốc hạt cặn có thể chọn là 0.45-0.6mm/s Liều lượng hóa chất PAC được châm vào sẽ được xác định dựa trên thí nghiệm Jar test. Được thực hiện định kỳ mỗi ngày. Kết quả của thí nghiệm Jartest sẽ cho biết nồng độ PAC cần thiết ở pH tối ưu. - Bể lắng: Lắng dùng để tách các tạp chất thô ra khỏi nước thải. Lắng diễn ra dưới tác dụng của trọng lực.
70 Trong qúa trình lắng gián đoạn, các hạt lơ lửng phân bố không đồng đều theo chiều cao lớp nước thải. Qua một khoảng thời gian nào đó, phần trên của thiết bị lắng xuất hiện lớp nước trong. Càng xuống đáy, nồng độ chất lơ lửng càng cao và ngay tại đáy, lớp cặn được tạo thành. Theo thời gian, chiều cao lớp nước trong và lớp cặn tăng lên. Sau một khoảng thời gian xác định, trong thiết bị lắng chỉ còn hai lớp nước trong và lớp cặn. Tiếp theo nếu cặn không được lấy ra thì nó sẽ bị ép và chiều cao lớp cặn bị giảm. Trong bể lắng liên tục cũng có các vùng tương tự nhưng chiều cao của chúng không thay đổi trong suốt quá trình. - Bể lọc kết hợp khử Mn: Nước thải sau khi đi qua bể lắng để lắng đọng các tạp chất còn lại nước đi qua bể để tiếp tục lọc các chất còn lại đồng thời khử Mn. Quy trình công nghệ cơ bản cũng giống như khử sắt bao gồm giàn mưa, lắng tiếp xúc và lọc. Riêng phần lọc do, do phản ứng oxy hóa Mangan diễn ra chậm nên lớp cát lọc phải có bề dày 1,2 – 1,5m. Quy trình rửa lọc phải được lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm chính xác, nhằm mục đích giữ lại một lớp màng Mn(OH)4 bao quanh hạt cát lọc làm màng xúc tác cho chu kỳ tiếp theo. Nếu rủa sạch hạt cát lọc thì vào chu kỳ lọc sau lại cần có thời gian để tạo ra lớp màng xúc tác mới (thường từ 5 – 10 ngày). Để đạt hiệu quả cao, vật liệu lọc nên dùng cát đen (đã được phủ một lớp đioxit mangan). Nước thải sau khi được thu lại đưa qua các bể trong quá trình xử lý, các biện pháp keo tụ – lắng đảm bảo cho nhiều chỉ tiêu trong nước thải sau xử lý đảm bảo các yêu cầu xả ra nguồn nước mặt loại B. Như vậy, để tái sử dụng nước thải HLMT cho mục đích sinh hoạt, cần thiết phải hoàn thiện công nghệ xử lý bậc 1 theo quá trình keo tụ – lắng – lọc và sau đó tiếp tục xử lý nâng cao ở các quá trình lọc màng MF/ UF. Để hoàn thiện quá trình keo tụ – lắng- lọc nhằm đảm bảo nước thải HLMT sau xử lý đạt mức A theo QCVN