Luận văn nghiên cứu sự lắng đọng và phát tán một số kim loại nặng trong nước thải từ quá trình khai thác và làm giàu quặng thiếc tại xã châu thành, huyện quỳ hợp, tỉnh nghệ an

LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới PGS.TS Đồng Kim Loan – Giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm quý báu cho em suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời tri ân em điều quý báu cô dành cho em Để hoàn thành luận văn em nhận nhiều giúp đỡ nhiệt tình q trình phân tích thực nghiệm cán phân tích Phịng Phân tích chất lượng mơi trường Trung tâm Y tế dự phòng Nghệ An Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể thầy Khoa Mơi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên Những người cho em kiến thức bổ ích, giúp đỡ em hồn thành luận văn Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân bên cạnh giúp đỡ em suốt trình làm luận văn Hà Nôi, tháng 12 năm 2013 Học viên cao học Phạm Trường Sơn MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tình hình trạng nhiễm khai thác chế biến quặng thiếc .3 1.1.1 Tình hình khai thác quặng thiếc 1.1.2 Hiện trạng ô nhiễm khai thác chế biến quặng thiếc 1.2 Các kim loại nặng xuất trình khai thác, chế biến quặng thiếc tác động đến môi trường 1.2.1 Asen 1.2.2 Thủy ngân .7 1.2.3 Đồng .7 1.2.4 Chì 1.2.5 Kẽm .8 1.2.6 Sắt 1.2.7 Thiếc 10 1.2.8 Mangan .10 1.3 Các đặc điểm điều kiện tự nhiên .11 1.4 Các biện pháp giảm thiểu xử lý ô nhiễm kim loại nặng .14 1.4.1 Phương pháp kết tủa hoá học .14 1.4.2 Phương pháp trao đổi ion 14 1.4.3 Phương pháp điện hoá .14 1.4.4 Phương pháp oxy hoá - khử .15 1.4.5 Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng phương pháp tạo Ferit 15 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tượng, mục tiêu phạm vi nghiên cứu đề tài 16 2.1.1 Đôi tượng nghiên cứu đề tài 16 2.1.2 Nội dung nghiên cứu đề tài 16 2.1.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài 16 2.2 Phương pháp nghiên cứu đề tài 16 2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin 16 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa .17 2.2.3 Các phương pháp quan trắc phân tích KLN 17 2.2.4 Phương pháp lấy bảo quản mẫu 19 2.2.5 Nghiên cứu phịng thí nghiệm 23 2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu 28 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Kết điều tra, khảo sát hoạt động khai khoảng mỏ thiếc Quỳ Hợp 29 3.1.1 Hiện trạng khai thác quặng Sn khu vực mỏ 29 3.1.2 Hiện trạng ô nhiễm biện pháp xử lý sở khai khoáng 32 3.2 Kết quan trắc phân tích kim loại nặng 37 3.2.1 Hàm lượng kim loại nặng có nước 39 3.2.2 Hàm lượng kim loại nặng có đất trầm tích 45 3.2.3 Ảnh hưởng điều kiện tự nhiên đến lan truyền lắng đọng KLN 50 3.3 Đề xuất giải pháp quản lý xử lý KLN 51 3.3.1 Giải pháp quản lý kim loại nặng 51 3.3.2 Giải pháp xử lý kim loại nặng 54 3.3.3 Dự tốn chi phí cho giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Sản lượng khai thác thiếc giới theo thời gian (nghìn tấn) .3 Bảng Sản lượng khai thác thiếc qua thời kỳ sau (tấn SnO2) Bảng 3 : Trữ lượng mỏ thiếc .13 Bảng 4 : Địa điểm vị trí lấy mẫu .20 Bảng Danh mục thiết bị cần thiết cho nghiên cứu 23 Bảng 6  Danh mục hóa chất cần cho nghiên cứu 24 Bảng Danh mục mẫu chuẩn làm việc theo nguyên tố 26 Bảng Thông số điều chỉnh máy theo nguyên tố 27 Bảng Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử thuỷ ngân 28 Bảng 10: Tải lượng chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt 32 Bảng 11 : Hàm lượng kim loại nặng nước 39 Bảng 12 : Hàm lượng kim loại nặng trầm tích 45 Bảng 13 Ngưỡng chịu đựng KLN cỏ Vetiver 55 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 : Bản đồ vị trí lấy mẫu 21 Hình 2 : Sơ đồ vị trí lấy mẫu 22 Hình 3 : Sơ đồ công nghệ khai thác sở khai khống 31 Hình Bùn thải chảy tràn 34 Hình Bùn thải hồ lắng .34 Hình 6+7 Khai thác quặng trái phép khu vực thượng nguồn .34 Hình Sơ đồ xử lý nước thải tuyển quặng 35 Hình Sơ đồ mặt cắt ngang bể thu hồi dầu 36 Hình 10 : Sự biến thiên nồng độ As nước 40 Hình 11 : Sự biến thiên nồng độ Hg nước 40 Hình 12 : Sự biến thiên nồng độ Cu nước 40 Hình 13 : Sự biến thiên nồng độ Pb nước 41 Hình 14 : Sự biến thiên nồng độ Zn nước 41 Hình 15 : Sự biến thiên nồng độ Sn nước 41 Hình 16 : Sự biến thiên nồng độ Fe nước 42 Hình 17 : Sự biến thiên nồng độ Mn nước 42 Hình 18 : Sự biến thiên hàm lượng As trầm tích 46 Hình 19 : Sự biến thiên hàm lượng Hg trầm tích 46 Hình 20 : Sự biến thiên hàm lượng Cu trầm tích 46 Hình 21 : Sự biến thiên hàm lượng Pb trầm tích 47 Hình 22 : Sự biến thiên hàm lượng Zn trầm tích 47 Hình 23 : Sự biến thiên hàm lượng Fe trầm tích 47 Hình 24 : Sự biến thiên hàm lượng Sn trầm tích 48 Hình 25 : Sự biến thiên hàm lượng Mn trầm tích 48 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTNMT  : Bộ tài nguyên môi trường KLN  : Kim loại nặng QCVN  : Quy chuẩn Việt Nam BYT  : Bộ Y tế WHO  : Tổ chức y tế thê giới QĐ  : Quyết định HĐTLKS  : Hội đồng trữ lượng khống sản MỞ ĐẦU Cơng nghiệp khai khống xem ngành cơng nghiệp mũi nhọn đóng góp phần quan trọng nghiệp phát triển kinh tế - xã hội đất nước ta Tuy nhiên, q trình khai thác khống sản nói chung quặng thiếc nói riêng gây nhiều tác động xấu tới môi trường người dân khu vực xung quanh Những tác động tiêu cực phải kể đến việc phá rừng để khai thác quặng làm đường giao thơng, hoạt động khai thác gây nhiễm khơng khí nhiễm mơi trường nước có nhiễm KLN Hiện nay, việc khai thác quặng trạng ô nhiễm nước khu vực khai thác, chế biến quặng thiếc xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An diễn hàng ngày với mức độ nghiêm trọng Nhiều đơn vị khai thác quặng thiếc dãy núi cao xã Châu Hồng, Châu Thành, Châu Quang, Châu Tiến thường xả nước thải bùn từ núi xuồng tràn vào ruộng lúa, khu dân cư tràn qua khe suối khiến cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng Một số đơn vị khai thác có xây dựng bể xử lý thực tế gần bể không hoạt động mà nước thải chủ yếu thải trực tiếp môi trường Tại khe đầu nguồn nước ln bị đục có màu đen thẫm, hàm lượng asen cao đơn vị khai thác sử dụng nước q trình tuyển thơ (sơ bộ) Thêm vào việc « mót » quặng diễn dòng khe, người dân đào bới đãi quặng trực tiếp xuống khe khiến cho nguồn nước quanh năm đục ngầu, dịng chảy bị thay đổi, mơi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng Bên cạnh việc khai thác khoáng sản (ở Việt Nam giới), người quan tâm đến biện pháp xử lý nhằm giảm phát thải chất ô nhiễm ngồi mơi trường, mà đặc biệt kim loại nặng Tuy nhiên quan tâm xử lý quản lý chưa phải đâu mực Thêm nữa, quan tâm dừng lại điểm phát thải, mà chưa ý nhiều đến lan truyền lắng đọng kim loại nặng trình vận chuyển vào nguồn tiếp nhận (mơi trường đất, nước, khơng khí sinh vật); chưa đưa lời cảnh báo, biện pháp thật hữu hiệu khoa học nhằm ngăn chặn, làm giảm nhẹ, … tác động ô nhiễm người hệ sinh thái quanh khu vực khai thác mỏ Chính mục đích mà đề tài luận văn “Nghiên cứu lắng đọng phát tán số kim loại nặng nước thải từ trình khai thác làm giàu quặng thiếc xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An” thực với mục tiêu sau:  Đánh giá trạng khai thác chế biến quặng thiếc  Đánh giá mức độ lắng đọng lan truyền số kim loại nặng bao gồm: As, Zn, Pb, Mn,Fe, Hg, Sn, Cu khu vực khai thác mỏ thiếc xã Châu Hồng, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An  Đề xuất biện pháp giảm thiểu kim loại nặng phương án xử lý ô nhiễm CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tình hình trạng nhiễm khai thác chế biến quặng thiếc 1.1.1 Tình hình khai thác quặng thiếc [9]  Trên giới Thiếc (Sn) kim loại mà loài người phát Việc sử dụng Sn làm hợp kim với đồng trải qua thời kì lâu dài quan trọng thời đại đồ đồng Đồng đen cổ tìm thấy Ơfrat (Messopotania) vào 3500 – 3200 năm trước Công Nguyên Vào khoảng 1800 – 1500 năm trước Công Nguyên, Trung Quốc sử dụng rộng rãi đồng đen Trong kỷ 18, Anh (mỏ Coocmuon), nam Trung Quốc, Bolivin, Liên Xô khai thác thiếc với quy mô lớn Sản lượng thiếc khai thác giới từ năm 1940 đến năm 2006 thống kê bảng Bảng Sản lượng khai thác thiếc giới theo thời gian (nghìn tấn) Năm 1940 Sản lượng 240 1957 1975 1991 2000 2005 2006 200 234.6 186.3 289 351.8 340 Năm 1940, giới khai thác 240.000 (trừ Liên Xô) Năm 1957, giới sản xuất 200.000 (không kể Liên Xô Trung Quốc) Liên Xô phát nhiều vùng quặng thiếc lớn (Zabaical, tiểu Khingan, Xkhote – Albitin đặc biệt lãnh thổ rộng lớn miền đông bắc)  Ở Việt Nam [9] Ở Việt Nam quặng thiếc có nhiều nơi, trữ lượng lớn khu vực chính: Cao Bằng, Sơn Dương Quỳ Hợp Theo kết tìm kiếm – thăm dị xác định tài nguyên thiếc vào cỡ 80 nghìn tấn, trữ lượng cơng nghiệp 50 nghìn tấn, trữ lượng vùng quặng sau: - Tĩnh Túc (Cao Bằng): 15 nghìn thiếc - Sơn Dương (Tuyên Quang): 11 nghìn thiếc - Quỳ Hợp (Nghệ An): 23 nghìn thiếc Tổng sản lượng khai thác thể bảng Bảng Sản lượng khai thác thiếc qua thời kỳ sau (tấn SnO2) Năm Sản lượng 1850 1913 1937 1941 1945 1950 1955 1960 1966 1971 1981 1991 1995 84 127 196 244,5 87 164 170 137 166 185 243 197 250 Từ 1910 đến 1914 thực dân Pháp khai thác Pia Oac (Cao Bằng) 3.247 Sn kèm theo 137 kg Au Từ năm 1950 đến năm 1956 khai thác thủ công 440 SnO2; 1957 – 1980 sản lượng khai thác vùng Pia Oac đạt 9.901 SnO2 với mật độ trung bình 1305 g/m Ở Tam Đảo đạt 3.500 SnO với mật độ trung bình 1348 g/m3 Trước năm 1988, sản lượng hàng năm đạt 600 tấn, năm cao 1000 Ở Sơn Dương khai thác từ 1965 đến 1984 nghìn tấn, trung bình 210 tấn/năm Ở Quỳ Hợp khai thác từ 1961 với qui mô nhỏ 1.1.2 Hiện trạng ô nhiễm khai thác chế biến quặng thiếc  Trên giới [21,24] Hiện nay, khu mỏ khai thác chế biến quặng thiếc giới đa số tình trạng ô nhiễm kim loại nặng Ở nước có mỏ thiếc có sản lượng khai thác thiếc lớn Indonesia, Trung Quốc, Nga … hàm lượng kim loại nặng có mặt nước vượt tiêu chuẩn cho phép Một khu vực ô nhiễm lưu vực sông Citarum Tây Java Indonesia, nơi triệu người sinh sống có tới 2.000 nhà máy Dịng sơng Citarum, vốn sử dụng để phục vụ nhu cầu hàng ngày người dân để cung cấp nước tưới cho đồng ruộng, bị ô nhiêm nhiều loại chất độc, có nhôm mangan Kiểm tra mẫu nước uống cho thấy hàm lượng chì vượt 1.000 lần mức tiêu chuẩn WHO (0,05 mg/L).[21] Nhiều thập niên khai thác mỏ đa kim chì – thiếc bừa bãi thành phố Kabwe, Zambia gây vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho người dân Kabwe, nơi 300.000 người cho bị ảnh hưởng ô nhiễm Năm 2006, lượng chì máu trẻ em Kabwe phát cao gấp 5-10 lần mức khuyến nghị.[24]  Ở Việt Nam [3, 14] Hình 21 : Sự biến thiên hàm lượng Pb trầm tích Hình 22 : Sự biến thiên hàm lượng Zn trầm tích Hình 23 : Sự biến thiên hàm lượng Fe trầm tích 47 Hình 24 : Sự biến thiên hàm lượng Sn trầm tích Hình 25 : Sự biến thiên hàm lượng Mn trầm tích - Nhìn vào bảng thống kê dễ dàng nhận thấy tất KLN (trừ Cu) trầm tích điểm xả thải cao tiêu chuẩn cho phép nhiều Cụ thể, As cao 6,2 lần, Hg cao 11,7 lần, Pb cao 1,3 lần, Zn cao 10,1 lần - Do nồng độ KLN nước điểm T cao nên việc hàm lượng KLN trầm tích cao điều dễ hiểu khả lắng đọng KLN Khi hàm lượng KLN trầm tích cao dễ dẫn đến khả thẩm thấu KLN xuống nước ngầm, từ gây nhiễm nước ngầm Sau với chế tích lũy sinh học KLN tích lũy trồng xung quanh từ ảnh hưởng đến thể sống 48 - Theo khoảng cách hệ số lắng đọng KLN thơng thường hàm lượng KLN trầm tích tăng dần theo thời gian khoảng cách, nhiên điểm T2 nhìn chung hàm lượng KLN đất giảm xuống - Nguyên nhân việc lấy mẫu tiến hành trầm tích bề mặt có số KLN di chuyển xuống tầng đất sâu hơn, ngồi mực nước lúc lấy nơng nên KLN hấp thụ nhiều vào bên bờ suối thời điểm mực nước dâng cao - Tương tự điểm T2 điểm T3 hàm lượng KLN giảm xuống, đặc biệt có KLN Pb Hg hàm lượng tăng lên Cụ thể Hg tăng lên 6,13 mg/kg từ 5,67 mg/kg, Pb tăng lên 122,6 mg/kg từ 106,5 mg/kg Hàm lượng KLN vượt qua tiêu chuẩn cho phép - Nguyên nhân tăng hàm lượng Pb Hg điểm T địa hình đáy suối không đồng đều, dẫn tới hàm lượng KLN cao điểm trũng Ngoài ra, khối lượng nguyên tử lớn dẫn đến khả lắng đọng KLN lơn KLN khác - Tại điểm T4 ngồi Cu hàm lượng Zn nằm tiêu chuẩn Nồng độ Hg Pb tăng lên so với điểm T Các KLN khác có giảm cao tiêu chuẩn nhiều Cụ thể As cao 4,3 lần, Hg cao 12,7 lần… Đặc biệt hàm lượng sắt cao đạt đến mức 20,6 g/kg Tuy hàm lượng Fe Sn không quy định QCVN 43:2012 nhận thấy trầm tích chứa lượng KLN cao - So với điểm T4 điểm T5 tất KLN có dấu hiệu giảm dần hàm lượng đến tiêu chuẩn cho phép, Tại hàm lượng Cu, Pb, Zn nằm tiêu chuẩn cho phép As cao 3,2 lần, Hg cao 12,6 lần - Hàm lượng KLN điểm T5 có dấu hiệu giảm mạnh Pb, Zn Fe Nguyên nhân bên bờ suối địa điểm có lượng lớn loại có khả hấp thụ kim loại nặng thơm ổi hay dương xỉ 49 - Tại điểm T6 cách điểm xả thải 3000m so với QCVN 43 :2012 hàm lượng As Hg cao tiêu chuẩn cho phép As cao 2,7 lần, Hg cao 11,2 lần Còn KLN khác nằm tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng Fe mức cao 8,7 g/kg - Đối với người dân khu vực xung quanh sử dụng nước ngầm phục vụ cho mục đích sinh hoạt cần có biện pháp để giảm hàm lượng KLN đặc biệt As, Hg Fe trước sử dụng - Tại điểm T7, điểm cuối tuyến thải sở khai khoáng,khoảng cách điểm xả thải 5000m hàm lượng As Hg trầm tích vượt tiêu chuẩn cho phép As cao 2,5 lần, Hg cao 10,4 lần - Khả lắng đọng KLN tuyến thải cao, đặc biệt As Hg Có thể có nguy gây ô nhiễm nước ngầm khu vực tuyến thải - Cơ sở khai khoáng địa phương cần có hoạt động quan trắc chất lượng nước ngầm khu vực xung quanh mỏ khai khoáng tuyến thải để đánh giá chất lượng nước ngầm Ngoài ra, sở khai khoáng cần khẩn trương áp dụng biện pháp để giảm thiểu xử lý ô nhiễm KLN 3.2.3 Ảnh hưởng điều kiện tự nhiên đến lan truyền lắng đọng KLN Quá trình lan truyền lắng đọng KLN toàn tuyến thải chịu nhiều ảnh hưởng điều kiện tự nhiên địa chất, thủy văn… + Ảnh hưởng địa hình, địa chất, thủy văn Địa hình khu mỏ tồn tuyến thải địa hình đồi núi, có xu hướng dốc, thấp dần phía hạ lưu sơng, cao dần phía thượng lưu, chênh 250m Ngồi mức độ chia cắt trung bình nên khả nước tương đối tốt, KLN nước có khả lan truyền xa Ngoài ra, đặc điểm hệ thống tuyến thải chiều rộng nhỏ (13m), độ dốc lớn (30350), lưu lượng nước cao (30,7 L/s) nên khả lan truyền KLN tuyến thải lớn Hơn nữa, địa hình lịng suối khơng đồng đều, 50 KLN có mặt tuyến thải dễ dàng lắng đọng điểm gấp, khúc ngoặt hay điểm trũng lòng suối Thành phần quặng thô khu mỏ chứa lượng lớn sunfua sắt, đồng, chì, kẽm nên trình khai thác thải môt lượng lớn suafua kim loại dẫn đến việc làm giảm pH xung quanh khu vực khai thác nội mỏ, dẫn tới việc gia tăng khả hòa tan KLN xuống tuyến thải + Ảnh hưởng khí tượng Lượng mưa yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến khả lan truyền KLN Trong tháng từ tháng đến tháng 10 hàng năm, lượng mưa gia tăng đột biến toàn tuyến thải, dẫn đến việc lưu lượng nước gia tăng, mực nước dâng cao Các KLN có mặt tuyến thải lan truyền xa kèm theo khả sa lắng, hấp thu KLN vào bên bờ suối thời điểm mực nước dâng cao Ngồi điều kiện khí tượng khác nhiệt độ, độ bốc hơi, gió, độ ẩm có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến khả lan truyền lắng đọng KLN tuyến thải 3.3 Đề xuất giải pháp quản lý xử lý KLN [10] 3.3.1 Giải pháp quản lý kim loại nặng Kim loại nặng nguồn gây nhiễm khu vực khai thác Hiện nay, khu vực dân cư xung quanh nhà máy phải chịu ô nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng, đặc biệt As Pb, Hg Như vậy, bên cạnh việc xử lý cần phải tiến hành biện pháp quản lý giảm thiểu lượng chất thải chứa kim loại nặng thải môi trường Để hạn chế kim loại nặng ảnh hưởng đến môi trường hạng mục cần lưu ý trình sản xuất bao gồm : + Cơng nghệ khai thác công nghệ chế biến cần nâng cấp, hạn chế tối đa lượng quặng khoáng vật phát tán bên + Hạn chế lượng nước mưa chảy tràn, tránh tình trạng rửa trơi kèm theo kim loại nặng xuống nước + Cải tạo khu vực hồ lắng chứa bùn thải 51 3.3.1.1 Cố định tác nhân nhiễm phương pháp hóa học Thành phần bùn thải có chứa kim loại nặng với hàm lượng cao Hàm lượng Sunphua quặng lớn, tiếp xúc trực tiếp với khơng khí nên q trình ơxi hóa chuyển thành sunphat nhanh dẫn đến hòa tan kim loại bùn thải, phương án đưa sử dụng vôi bột để làm tăng pH kết tủa kim loại nặng dạng hiđroxit Ngoài việc giảm thiểu cách cho ion kim loại kết tủa thay đổi hệ thống khai thác tuyển quặng nhà máy làm tăng suất q trình tuyển Từ hạn chế bớt lượng kim loại có mặt nước thải 3.3.1.2 Cải tạo khu vực hồ lắng chứa bùn thải Đầu tiên, hồ lắng chứa bùn thải phải tiến hành xây dựng lớp chống thấm bề mặt nhằm hạn chế kim loại nặng thấm xuống nước ngầm Sau tiến hành xây nâng cao mức độ an toàn cho hồ chứa cách nâng cao gia cố bờ xung quanh hồ chứa tránh trường hợp rạn nứt, vỡ bờ gây ô nhiễm nghiêm trọng  Cố định chống thấm lớp bùn thải Lớp giáp với vôi bột, sử dụng màng chống thấm Bentonite, viết tắt GCLs (Geosythetic Clay Lines) cấu tạo dạng thảm, thành phần gồm lớp: + Lớp phủ bề mặt vải địa kỹ thuật, sử dụng dạng vải khơng dệt có khối lượng đơn vị diện tích lớn 190 g/m2 nhằm đảm bảo cho Bentonite khơng bị trơi ngồi q trình trương nở + Lớp Sodium Bentonite dạng bột, chất lượng Sodium Bentonite định đến lớp màng chống thấm, hệ số trương nở lớp Sodium Bentonite lớn 24 ml/2g (SI≥24mg/2g) + Lớp lót đáy lớp vải địa kỹ thuật dạng dệt, có khối lượng đơn vị diện tích lớn 110g/m2 52 Hai lớp áo mang vải địa kỹ thuật có khả kháng tác động hóa lý mơi trường, dệt xun kim với nhằm tăng khả gia cường ổn định móng tăng khả kháng bóc tách để bảo vệ lớp bentonite  Giải pháp nâng cao mức độ an toàn cho hồ chứa bùn thải + Hệ thống kè tự nhiên khu bùn thải giáp với hồ chứa nước, xảy mưa lớn dự kiến có khả làm rạn nứt, vỡ đập gây nhiễm nguồn nước mặt nước ngầm Do cần nâng cấp gia cố thường xuyên để tránh cố rủi ro + Mặt khác, khả thấm tự nhiên đập lớn thành phần cấp hạt dạng đất tự nhiên đánh giá phần đầu, khơng có biện pháp chống thấm phù hợp gây ô nhiễm nguồn nước mặt cho khu hạ lưu hồ chứa 3.3.1.3 Hạn chế nước mưa chảy tràn Hạn chế nước mưa chảy tràn nhằm giảm thiểu phần lượng kim loại nặng bị rửa trôi xuống tuyến thải gây ô nhiễm Các biện pháp sau sử dụng : - Cải tạo hệ thống ránh thoát nước dọc hai bên tuyến đường nội mỏ (22 km) đảm bảo thoát nước tốt cho khu mỏ - Trồng xung quanh khu khai thác giảm khả rửa trơi đất Theo tính tốn sơ cách 3m cần số lương trồng 1467 - Ngoài ra, tiến hành rải đất làm giảm độ dốc đất, giảm khả rửa trôi diện rộng 3.3.1.4 Các giải pháp phòng ngừa rủi ro + Xây dựng kè đá khu bùn thải giáp với hồ chứa, phía lớp kè tiếp giáp với hồ chứa có sử dụng lớp màng chống thấm Bentonite lớp đất sét dày 0,3m có hệ số thấm 0,01 m/ngày.đêm + Cải tạo lại hồ chứa nước thải khu vực hạ lưu đập, phòng tránh cố rủi ro nước thải bị thấm từ hệ thống hồ chứa bùn thải xảy mưa lũ Sử dụng vơi sơđa (Na2CO3) để trung hịa có cố xảy Thiết kế hệ 53 thống cánh ngăn để dự phịng trường xấu chặn lại nguồn nước thải hồ chứa nước + Tiến hành quan trắc môi trường chất lượng nước mặt hồ chứa, nước ngầm khu vực hạ lưu lần/năm để kịp thời phát hiện tượng ô nhiễm tượng thấm chất thải hồ có giải pháp xử lý nhiễm ô trường kịp thời Các tiêu ô nhiễm kim loại nặng cần quan trắc là: As, Pb,Hg, Cu, Zn, Fe, Sn ,Mn 3.3.2 Giải pháp xử lý kim loại nặng Song song với việc quản lý lượng kim loại nặng thải mơi trường việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng phải quan tâm trạng ô nhiễm kim loại nặng khu vực dân cư xung quanh diễn nghiêm trọng hàm lượng kim loại nặng đất trầm tích nước cao mức độ cho phép nhiều Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng, nhiên, việc khai thác tiến hành lâu, mức độ ô nhiễm xảy diện rộng nên khó áp dụng biện pháp tốn kinh phí khơng ứng dụng diện rộng 3.3.2.1 Xử lý kim loại nặng thực vật Hiện tại, Việt Nam giới áp dụng thành công phương pháp sử dụng thực vật để xử lý kim loại nặng Có nhiều loại thực vật có khả hấp thụ kim loại nặng cỏ Vetiver, Dương xỉ, Mần trầu… Trong cỏ Vetiver sử dụng nhiều mang lại hiệu khả quan việc xử lý kim loại nặng Bảng miêu tả khả chịu tải kim loại nặng cỏ vetiver mơi trường đât, áp dụng việc trồng cỏ vetiver để xử lý lượng kim loại nặng tồn dư khu mỏ Bảng 13 Ngưỡng chịu đựng KLN cỏ Vetiver Kim Loại Ngưỡng chịu đất (mg/kg) 54 Ngưỡng chịu cỏ khác (mg/kg) Cỏ Vetiver Cây cỏ khác Cỏ Vetiver Cây cỏ khác As 100-200 2.0 21-72 1-10 Cd 20-60 1.5 45-48 5-20 Cu 50-100 - 13-15 15 Cr 200-600 - 5-18 0.02-0.2 Pb >1500 - >78 - Hg >6 - >0.12 - Ni 100 7-10 347 10-30 Se >74 2-14 >11 - Zn >750 - 880 Nguồn:[17] Ngoài việc áp dụng cỏ Vetiver áp dụng trồng số loại khác có khả hấp thu kim loại nặng như :  Cây thơm ổi (Lantana camara) Đây loại dại gần nhà khoa học Việt Nam phát có khả hấp thụ kim loại nặng (đặc biệt Pb Cd) tốt Nó có khả hấp thụ Pb từ 500-5000 lần so với loại khác mà không bị ảnh hưởng  Cây dương xỉ Đây loại trồng nhiều khu mỏ, khu mỏ nhiễm As chúng có khả hấp thụ As đất tốt 3.3.2.2 Xử lý kim loại nặng bùn thải giải pháp ổn định hóa rắn kết hợp phụ gia HSOB (Hazardous sludge of betong) Phụ gia HSOB hợp chất pha trộn vào hỗn hợp bùn thải chứa kim loại nặng tạo nên phản ứng oxy hóa – khử, chuyển chất độc hại thành chất 55 không độc hại độc hại hơn, khơng hịa tan nước Dùng xi măng + cát + bùn thải + phụ gia HSOB để hóa rắn thành bê tơng sản xuất gạch lát đường nông thôn, tường rào… với chất lượng theo yêu cầu thiết kế [10] 3.3.3 Dự tốn chi phí cho giải pháp xử lý nhiễm môi trường Để tránh tượng đất đá bị rửa trôi vào mùa mưa, công ty tiến hành làm đê bao quanh khu bãi thải, với tiết diện hình thang (đáy 3m, cao 1m, rộng 1m) có tổng chiều dài 433m a Chi phí làm đê bao quanh bãi thải 31.056.056 đồng + Chi phí đổ đất vào bãi thải với chiều cao 0,5m + Khối lượng đất: 500.000 m3 b Chi phí để vận chuyển đất bãi thải 26.174.586 đồng + Chi phí trồng khu vực bãi thải Diện tích trồng 1ha c Chi phí trồng 11.271.892 đồng d Chi phí cải tạo hồ lắng : 113.457.224 đồng e Chi phí cải tạo hệ thống rãnh nước : 8.278.134 đồng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong suốt trình nghiên cứu lắng đọng lan truyền số KLN nước thải từ trình khai khoáng mỏ thiếc xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An, rút nhận xét sau Mặc dù sở khai khoáng tiến hành xây dựng áp dụng hệ thống xử lý nước thải nồng độ KLN nước thải q trình khai khống cao ngun nhân gây nhiễm KLN mơi trường nước xung quanh khu vực khai khống 56 Do đặc điểm quặng thiếc khu vực khai thác quặng đa kim nên nước thải chứa nhiều kim loại khác As, Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn Đặc biệt với tính chất quặng chứa nhiều sulfua sắt, đồng, chì, kẽm nên nồng độ kim loại cao so với kim loại khác Khả lan truyền KLN thời điểm lấy mẫu phân tích cao Điển hình điểm cách vị trí xả thải 5000m (chân cầu Nậm Tôn, tiếp giáp sông Con) nồng độ số KLN nước vượt tiêu chuẩn cho phép As, Pb, Zn, Sn Tại điểm cuối tuyến thải cách điểm xả 5000m hàm lượng KLN trầm tích vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều, có suy giảm KLN trầm tích dọc theo tuyến thải Cụ thể As giảm 60% (từ 105,21 mg/kg xuống 42,2 mg/kg), Zn giảm 98,85 %, Pb giảm 82,5 %, Fe giảm 82,14 %… Tại số địa điểm lắng đọng KLN khác dẫn đến việc số KLN có tăng hàm lượng điểm lấy mẫu 57 Kiến nghị Sau trình nghiên cứu, tác giả xin đưa số kiến nghị sau:  - Cơ sở khai khống cần có biện pháp để quản lý xử lý nước thải khu vực khai khoáng nhằm hạn chế KLN xả thải mơi trường - Đối với tình hình nhiễm KLN nặng nay, sở khai khoáng cần phải phối hợp với quan có thẩm quyền để tiến hành đền bù cho người dân, kèm theo áp dụng số biện pháp xử lý KLN để giảm thiểu hàm lượng KLN có nước trầm tích dọc theo tuyến thải - Đối với người dân xung quang tuyến thải, không nên lấy nước sử dụng điểm gần với điểm xả thải hàm lượng KLN cao Tại điểm cách điểm xả từ 3000m, lấy nước tuyến thải cần có biện pháp để loại bỏ KLN trước sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Công ty cổ phần tư vấn tài nguyên môi trường Nghệ An (2012), Báo cáo đánh giá tác động mơi trường Dự án đầu tư khai thác hầm lị chế biến phần đông mỏ thiếc gốc suối bắc xã Châu Hồng xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An Công ty cổ phần tư vấn tài nguyên môi trường Nghệ An (2012), Dự án cải tạo phục hồi môi trường sau khai thác mỏ thiếc gốc suối bắc xã Châu Hồng xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An Nguyễn Văn Bình nnk, Đánh giá nhiễm kim loại nặng nước sông suối khu vực mỏ chế biến khai thác khoáng sản – vấn đề giảm thiểu phòng chống Tuyển tập báo cáo Khoa học Hội nghị mơi trường tồn quốc 2005 Hồ Sĩ Giao, Mai Thế Toàn (2011), Những điểm nóng mơi trường hoạt động khai thác mỏ VIệt Nam, Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ quốc tế 2010 Hồ Sĩ Giao (2011), Hiện trạng môi trường khai thác mỏ lộ thiên – vấn đề xúc, Báo Khoa học Công nghệ mỏ Hồng Nhâm (2001), Hóa học vơ cơ, tập – 3, Nhà xuất giáo dục Việt Nam Lưu Đức Hải (2000), Cơ sở khoa học môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Lưu Đức Hải (2002), Các nguyên lý khoa học môi trường, Tập giảng, Trường Đại học Khoa học tự nhiên Lương Văn Trí (2010), Các loại hình khống sản phương pháp tìm kiếm chuẩn đốn khoáng sản thiếc 10 Nguyễn Thị Việt Trà (2012), Đánh giá ảnh hưởng đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường xí nghiệp thiếc Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTNHN 11 Nguyễn Văn Nhân (2001), Các mỏ khoáng, Nhà xuất ĐHQGHN 12 Phạm Ngọc Hồ, Đồng Kim Loan, Trịnh Thị Thanh (2010), Giáo trình sở mơi trường nước, Nhà xuất giáo dục Việt Nam 59 13 Phạm Ngọc Hồ, Hoàng Xuân Cơ (2000), Đánh giá tác động môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 14 Phạm Tích Xn (2010), Vấn đề nhiễm kim loại nặng hoạt động khai khoáng chế biến khoáng sản kim loại miền Bắc Việt Nam, Hội nghị khoa học kỷ niệm 35 năm Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội 15 Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (2008), Cơ sở hóa mơi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội 16 Trương Thị Tâm (2012), Nghiên cứu khả giải phóng số kim loại nặng từ bãi thải quặng đuôi nghèo Pyrit (FeS2), Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTNHN 17 Võ Văn Minh (2010), Hiệu cỏ vetiver mơi trường đất khác nhau, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đã Nẵng, số 3(38) Tài liệu tiếng anh 18 Achour Louhi, Atika hammadi and Mabrouka Achouri (2012), Determination of some Heavy Metal pollutants in sediments of the seybouse River in Annaba, Algeria, Air, Soil and Water Research 2012:5, pp 91–101 19 Akagi H (1998), Studies on Mercury Pollution in Amazon, Brazin, Global Environmental Research, 2(2), pp 193-202 20 Chakkaphan Sutthirat (2001), Geochemical application for environmental monitoring and metal mining managment, Environmental monitoring 21 Cook book (2002), Cookbook of Atomic Absorption Spectrometer, Shimadzu Coporation 22 Jame W Moore, S Ramamoorthy (1984), Heavy metal in natural waters, Springer – Verlag Nework Berlin Heidelberg Tokyo 23 J.Glynn Henry and Gary vW.Heinke (1989), Enviroment science and Engineering, Prentice Hall Engiewood Cllffs.N.J.07632 24 Jerome.O.Nriagu(1996), A historyof global metal pollution, Science, new series, vol 272, no.5295 60 25 J.R Taylor (2012), Global Heavy Metal Pollution (AMD / ARD) Impacts, 1st International Acid and Metalliferous Drainage Workshop in China – Beijing 2012 26 WHO, FAO and IAEA (1996), Trace elements in human nutrition and health, WHO, Geneva 27 Williams, L.K and Langley, R.L (2001), Environmental health secrets Hanley and Belfus, Inc, Philadelphia 61 ... 2.1.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài Phạm vi nghiên cứu đề tài toàn tuyến thải sở khai thác chế biến quặng thiếc xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An từ khu khai thác, làm giàu dòng thải lỏng –... làm giàu quặng thiếc xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An? ?? thực với mục tiêu sau:  Đánh giá trạng khai thác chế biến quặng thiếc  Đánh giá mức độ lắng đọng lan truyền số kim loại nặng. .. làm giảm nhẹ, … tác động ô nhiễm người hệ sinh thái quanh khu vực khai thác mỏ Chính mục đích mà đề tài luận văn ? ?Nghiên cứu lắng đọng phát tán số kim loại nặng nước thải từ trình khai thác làm