1 MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Thái Nguyên là khu vực nằm trong vùng sinh khoáng Đông Bắc Việt Nam, thuộc vành đai sinh khoáng Thái Bình Dương, là tỉnh có nguồn tài nguyên khoáng sản rất phong p[.]
1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Thái Nguyên khu vực nằm vùng sinh khoáng Đơng Bắc Việt Nam, thuộc vành đai sinh khống Thái Bình Dương, tỉnh có nguồn tài ngun khống sản phong phú, đa dạng đặc biệt khoáng sản phục vụ cho ngành luyện kim chế biến vật liệu xây dựng sắt, chì, kẽm, titan, đá, sét…Với tiềm lớn khoáng sản, địa bàn tỉnh có nhiều sở khai thác, chế biến khống sản từ quy mơ nhỏ đến lớn ngành chiếm dụng diện tích đất nơng lâm nghiệp lớn Điển hình hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản Sắt – Titan tỉnh phân bố tập trung 02 huyện Đồng Hỷ Phú Lương với trữ lượng sắt khoảng 40 triệu tấn, titan khoảng 15 triệu đem lại nhiều lợi ích mặt kinh tế, tạo cơng ăn việc làm cho nhiều người dân địa địa phương, góp phần thúc đẩy kinh tế thị trường phát triển Tuy nhiên, hoạt động khai thác khoáng sản Sắt - Titan Đồng Hỷ Phú Lương có ảnh hưởng khơng nhỏ đến mơi trường sống sức khỏe người dân hầu hết mỏ áp dụng công nghệ khai thác lộ thiên phá vỡ cân điều kiện sinh thái hình thành hàng chục triệu năm, đất canh tác, rừng, tạo nhiều bụi chất thải rắn Cùng với việc sử dụng thiết bị, máy móc cũ, lạc hậu, sử dụng công nghệ cũ, dây truyền công nghệ khơng đồng làm thất nguồn tài nguyên, gây tượng sụt lún, sạt lở đất, nước Bên cạnh việc đổ thải lượng chất thải rắn khổng lồ vấn đề nhiễm kim loại nặng tác nhân hóa học gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng vùng lân cận ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất đời sống nhân dân Mặt khác việc quản lý khai thác tài nguyên khoáng sản địa bàn tỉnh Thái Nguyên nói chung địa bàn huyện Đồng Hỷ, Phú Lương nói riêng diễn phức tạp, việc cấp giấy phép thăm dò, khai thác khống sản cịn nhiều bất cập, chồng chéo, tình trạng thăm dò, khai thác khoảng sản trái phép, tranh chấp mỏ, tàn phá môi trường diễn phổ biến…Các biện pháp quản lý giảm thiểu ô nhiễm thực chậm so với kế hoạch điển việc tra, kiểm tra, công tác quản lý nhà nước tài nguyên khoáng sản chưa xiết chặt dẫn đến tình trạng khai thác khống sản trái phép xảy Với hậu ô nhiễm môi trường nghiêm trọng hoạt động khai thác, chế biến khống sản Sắt –Titan gây vấn đề đặt cần phải nghiên cứu để đánh giá đưa giải pháp quản lý bảo vệ tài nguyên môi trường vùng lân cận khu vực khai thác Xuất phát từ thực tế tơi chọn đề tài: “Đánh giá trạng đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường hoạt động khai thác chế biến khoáng sản Sắt – Titan địa bàn Tỉnh Thái Nguyên” làm nghiên cứu luận văn thạc sĩ Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu thực trạng mơi trường khu vực khai thác khoáng sản Sắt – Titan địa bàn tỉnh Thái Nguyên - Đánh giá trạng ô nhiễm tình hình quản lý bảo vệ môi trường hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản Sắt – Titan - Đề xuất giải pháp quản lý, kỹ thuật phù hợp với điều kiện tỉnh Thái Nguyên Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Ơ nhiễm mơi trường ảnh hưởng đến người mỏ Sắt – Titan tỉnh Thái Nguyên - Phạm vi nghiên cứu: tập trung chủ yếu vào mỏ mỏ sắt Trại Cau, mỏ sắt Tương Lai, mỏ titan Cây Châm tỉnh Thái Nguyên Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp kế thừa: Thu thập tài liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu Đối tượng thu thập gồm điều kiện tự nhiên (vị trí địa lý), q trình phát triển, tình hình dân cư xung quanh, tình hình khai thác, chế biến khoáng sản - Phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát thực địa đánh giá nhanh môi trường: Thực khảo sát trạng khu vực nghiên cứu, làm việc với quan phối hợp nghiên cứu quan hữu quan địa phương Đây phương pháp áp dụng nghiên cứu chủ yếu để thực đề tài - Phương pháp xử lý số liệu: Các kết thu thống kê thành bảng phần mềm Microsoft, Excel, tổng hợp số liệu, thống kê, so sánh đánh giá 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN KHOÁNG SẢN SẮT – TITAN Tổng quan hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản Sắt – Titan 1.1 Việt Nam tỉnh Thái Nguyên 1.1.1 Khai thác, chế biến khoáng sản Sắt – Titan Việt Nam 1.1.1.1 Quặng sắt (i) Các mỏ khai thác Việt Nam quốc gia có nguồn tài ngun khống sản đa dạng, phong phú với gần 5.000 mỏ điểm quặng có khoảng 60 loại khoáng sản khác Ở Việt Nam phát khoanh định 216 vị trí có quặng sắt, có 13 mỏ trữ lượng triệu tấn, phân bố không đều, tập trung chủ yếu vùng núi phía Bắc Quặng sắt Việt Nam có khu vực chính: - Khu vực Tây Bắc có mỏ dọc sơng Hồng (Q Xa, Làng My, Ba Hòn, Làng Lếch.) Trữ lượng 200 triệu (riêng mỏ Quí Sa > 100 triệu tấn) Quặng thuộc khu vực chủ yếu limônit với hàm lượng fe khoảng 43-55%, hàm lượng Mn ~ 2,5-5% Đa số mỏ khu vực thăm dò, đủ điều kiện để thiết kế khai thác - Khu vực Đơng Bắc có mỏ Thái Nguyên (Trại Cau, Tiến Bộ, Quang Trung) Tổng trữ lượng ~ 50 triệu (Trại Cau triệu tấn, Tiến Bộ 25 triệu tấn) Quặng sắt Thái Nguyên gồm loại manhêtit limônit Quặng manhêtit hàm lượng quặng fe ~ 60%, (các tạp chất có hại nằm phạm vi cho phép luyện kim) Quặng limônit hàm lượng fe từ 50-55%, hàm lượng Mn cao (3-4%) Quặng sắt Thái Nguyên khai thác từ 1962 cung cấp cho KCN gang thép Thái Nguyên Ở cao Bằng có mỏ Na Lũng, Nà Rua, tổng trữ lượng ~ 50 triệu tấn, chủ yếu quặng manhêtit, hàm lượng fe 60%, thăm dò đủ điều kiện thiết kế khai thác.Tại vùng Đơng Bắc cịn có quặng sắt Tịng Bá (Hà Giang), gồm nhiều điểm quặng nằm rải rác diện rộng, trữ lượng ~ 200 triệu tấn, chủ yếu quặng manhêtit, hàm lượng fe 42 - 46% [9] - Khu vực Bắc Trung Bộ, Hóa có vào mỏ nhỏ Ở Thạch Khê, Huyện Thạch Hà, cách TX Hà Tĩnh khoảng 10 km có mỏ sắt lớn (phát từ năm đầu thập kỉ 60), trữ lượng khoảng 554 triệu tấn, hàm lượng quặng Fe cao (60-65%), tạp chất S,P, Pb, Zn… quy định Mỏ thăm dò, đủ điều kiện thiết kế khai thác Tổng trữ lượng Sắt Việt Nam ~ tỉ Có thể sản xuất 10 triệu gang – thép/năm [9] (ii) Phương pháp khai thác Hiện nay, Việt Nam hầu hết mỏ kim loại, kỹ thuật chưa ý, đa số áp dụng hệ thống khai thác lộ thiên với công nghệ ô tô – máy xúc Đây loại công nghệ cổ điển, giá thành cao Về tuyển khoáng thay công nghệ tuyển giới tập trung xưởng tuyển mini thủ công bán giới Hình thức bao trùm hầu hết ngành khai thác khoáng sản kim loại thiếc, vàng, cromit, mangan… Một số sở áp dụng phương pháp tuyển đồng Sinh Quyền, tuyển quặng sunphua kẽm chì Lang Hích, apatit, graphit…với sơ đồ thiết bị tuyển đơn giản, hệ số thu hồi thấp, giá thành cao Hàng năm, số lượng quặng sắt khai thác chế biến Việt Nam đạt từ 300.000 – 450.000 Thị trường quặng sắt nay: 80% sử dụng nước, chủ yếu để luyện thép, 20% xuất 1.1.1.2 Quặng titan (i) Các mỏ khai thác Việt Nam có nguồn tài nguyên quặng titan phong phú phân bố rộng rãi nhiều vùng lãnh thổ Tài nguyên trữ lượng quặng titan – zircon Việt Nam không nhiều, chiếm khoảng 0,5% giới Quặng titan Việt Nam có ba loại: quặng gốc đá xâm nhập mafic, quặng vỏ phong hoá quặng sa khoáng ven biển Quặng titan gốc đá xâm nhập mafic Cây Châm, Phú Lương Thái Nguyên có trữ lượng 4,83 triệu ilmenit tài nguyên đạt 15 triệu khai thác 6 Quặng ilmenit vỏ phong hoá sa khoáng huyện Phú Lương Đại Từ - Thái Nguyên với tài nguyên dự báo đạt 2,5 triệu Quặng titan sa khoáng ven biển phân bố chủ yếu dọc bờ biển Việt Nam, cịn sa khống nội địa có quy mơ khơng đáng kể Sa khống ven bờ biển Việt Nam phân bố trải dài suốt dọc bờ biển, từ Bắc tới Nam Các mỏ sa khoáng ven biển gồm sa khoáng ven biển tầng cát nguồn gốc biển gió tuổi Holocen Sa khống ven biển tầng cát đỏ gắn kết tương đối tốt tuổi Pleistocen Các khu vực mỏ quặng titan phân bố rải rác từ Móng Cái đến Vũng Tàu Đặc biệt số diện tích ven biển tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận Bà Rịa - Vũng Tàu có tiềm lớn, tài nguyên dự báo đạt hàng trăm triệu Ngồi khống vật ilmenit, cịn có khống vật có giá trị kinh tế kỹ thuật zircon monazit Một số mỏ ilmenit Hà Tĩnh, Bình Định, Bình Thuận v.v khai thác xuất Theo kết điều tra, thăm dò địa chất, phát 42 mỏ điểm quặng titan, có mỏ lớn có trữ lượng từ đến triệu tấn, mỏ trung bình có trữ lượng > 100.000 45 mỏ nhỏ điểm quặng (ii) Phương pháp khai thác Phương pháp khai thác chủ yếu khai thác lộ thiên theo lớp kiểu chiếu Chia khai trường thành nhiều khoảnh khai thác, tiến hành khai thác dứt điểm khoảnh để tạo diện đổ thải trong, dùng máy xúc, máy gạt bơm hút cát; vận chuyển quặng xưởng tuyển thô ô tô bơm bùn Hiện ngành Titan Việt Nam làm chủ hoàn tồn cơng nghệ khai thác tuyển quặng titan, tiêu kinh tế – kỹ thuật đạt mức tiên tiến khu vực giới, thu quặng tinh riêng rẽ, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.Thiết bị cho cơng nghệ tuyển phụ trợ hồn tồn sản xuất nước với chất lượng tốt giá thành cạnh tranh thiết bị khai thác nhập thiết bị xúc bốc máy đào, gạt, ôtô vận tải Tuy nhiên, nước ta chưa có cơng nghệ chế biến sâu quặng titan 7 1.1.2 Khai thác, chế biến khoáng sản Sắt – Titan Tỉnh Thái Nguyên Trên địa bàn tỉnh Thái nguyên có 79 tổ chức, cá nhân tham gia hoạt động khai thác khoáng sản với 170 giấy phép loại, có 22 giấy phép bộ, ngành Trung ương cấp, 148 giấy phép tỉnh cấp Tổng số mỏ cấp phép khai thác lên tới 85, có 10 điểm khai thác than, 14 điểm khai thác quặng sắt, điểm khai thác quặng chì kẽm, 24 điểm khai thác đá vôi, điểm khai thác quặng titan… Tổng diện tích đất hoạt động khai thác chiếm 3.191 ha, tương ứng gần 1% diện tích đất tự nhiên tỉnh [1] Hoạt động khai thác khống sản đóng góp tích cực vào ngân sách tỉnh, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội Chỉ tính riêng năm 2012 2013, đơn vị khai thác khoáng sản nộp ngân sách 740 tỷ đồng Ngoài ra, nhiều doanh nghiệp thực tốt sách bảo hộ quyền lợi nhân dân nơi có khống sản khai thác, chế biến thông qua việc tuyển dụng lao động địa phương; tích cực tham gia hoạt động xã hội, nhân đạo từ thiện, ủng hộ hoạt động lớn tỉnh Tính đến nay, đơn vị hoạt động khai thác khoáng sản sử dụng 6.000 lao động, hỗ trợ địa phương xây dựng sở hạ tầng hàng chục tỷ đồng 1.1.2.1 Khai thác mỏ quặng sắt Qua điều tra thăm dò, địa bàn Thái Nguyên phát 47 mỏ, điểm khoáng sản sắt với trữ lượng dự báo 47,76 triệu tấn; Trong mỏ sắt Trại Cau (huyện Đồng Hỷ) có trữ lượng lớn khoảng 9,87 triệu [23] Sản lượng khai thác quặng sắt mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ Công ty Gang thép Thái Nguyên doanh nghiệp địa bàn cấp phép khai thác, chế biến sử dụng quặng sắt quy mô công nghiệp Sản phẩm chế biến quặng lomonit Việc chế biến tiến hành theo thiết kế dây chuyền làm giàu quặng đơn giản gồm có dây chuyền tuyển rửa, nghiền phân loại để đạt cỡ hạt theo yêu cầu công nghệ với công suất 350.000 tấn/năm 8 Công nghệ khai thác sử dụng phổ biến công nghệ dùng máy xúc phối hợp với ô tô tự đổ, gồm công đoạn chủ yếu sau: - Khoan nổ mìn để phá vỡ đất đá nguyên khối; - Dùng nước phục vụ cho trình tuyển rửa bùn đất từ quặng; - Sử dụng thiết bị giới để xúc đất đá quặng lên phương tiện vận chuyển; - Sử dụng thiết bị vận tải xe tải để chuyển đất đá thải từ khai trường bãi thải vận chuyển loại quặng khai thác kho chứa; - Sản phẩm từ kho chứa thiết bị xúc lên phương tiện vận tải đường nơi tiêu thụ 1.1.2.2 Khai thác mỏ quặng Titan Thái Nguyên có mỏ điểm quặng với tổng trữ lượng khoảng 12,83 triệu tấn, chiếm 30% trữ lượng nước Là tỉnh nước có mỏ quặng gốc titan mỏ Cây Châm Cho đến nay, mỏ Titan thăm dò, cho trữ lượng khoảng 4,830 triệu [23] Tại mỏ Titan Cây Châm, xã Động Đạt, huyện Phú Lương qua thăm dị quặng mỏ gồm quặng gốc sa khoáng Quặng gốc mỏ gồm thân thân quặng Tây thân quặng Đông Cả hai thân quặng nằm đá gabropegmatit hạt lớn với diện tích khai thác 6,77 ha, cơng suất khai thác 165.000 tấn/năm Tuy nhiên, hoạt động chế biến loại quặng dừng lại tuyển quặng nguyên khai thành tinh quặng titan Quặng nguyên khai khai thác máy gạt, máy xúc…và vận chuyển vào xưởng tuyển thô Các thiết bị xưởng tuyển thơ thường máy rửa vít đứng Thạch anh, bùn đất khoáng vật nhẹ khác thải bỏ chỗ, tập hợp khoáng vật nặng (chủ yếu inmenit) sấy khô đưa tuyển từ Sản phẩm quặng tinh inmenit đạt hàm lượng xấp xỉ 50% TiO2 [1] 1.2 Giới thiệu khu vực nghiên cứu 1.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội Tỉnh Thái Nguyên 1.2.1.1 Điều kiện tự nhiên a) Vị trí địa lý Thái Nguyên tỉnh miền núi thuộc vùng Trung du - Miền núi Bắc bộ, phía Nam giáp Thủ Hà Nội, phía bắc giáp Bắc Kạn, phía đơng giáp tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang, phía tây giáp tỉnh Tuyên Quang, Phú Thọ Diện tích tự nhiên tồn tỉnh 3526,2 km2 dân số trung bình đến 31/12/2009 1.127.430 nghìn người Thái Nguyên trung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục y tế Việt Nam nói chung, vùng trung du miền Đơng Bắc nói riêng [5] Tọa độ địa lý nằm 20020’ đến 22025’ vĩ độ Bắc; 105025’ đến 106016’ kinh độ Đông Thái Nguyên nơi tụ hội văn hoá dân tộc, đầu mối hoạt động văn hoá, giáo dục vùng núi phía Bắc rộng lớn 10 Hình 1.1: Bản đồ hành tỉnh Thái Nguyên 11 b) Điều kiện địa hình Thái Nguyên tỉnh miền núi, có địa hình đặc trưng đồi núi đá vơi đồi dạng bát úp, có độ cao trung bình so với mặt biển khoảng 200 - 300m, thấp dần từ Bắc xuống Nam từ Tây sang Đông Được bao bọc dãy núi cao Bắc Sơn, Ngân Sơn Tam Đảo Đỉnh cao thuộc dãy Tam Đảo có độ cao 1592m Về kiểu địa hình, địa mạo chia thành vùng rõ rệt: -Vùng địa hình vùng núi: Bao gồm nhiều dẫy núi cao phía Bắc chạy theo hướng Bắc – Nam Tây Bắc – Đông Nam Các dãy núi kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam Vùng tập trung huyện Đại Từ, Định Hóa phần huyện Phú Lương Đây vùng có địa hình cao chia cắt phức tạp trình castơ phát triển mạnh, có độ cao từ 500 -1000m, độ dốc thường từ 25-35 độ - Vùng địa hình đồi cao, núi thấp: vùng chuyển tiếp vùng núi cao phía Bắc vùng đồi gị đồng phía Nam, chạy dọc theo sông Cầu đường quốc lộ thuộc huyện Đồng Hỷ, Nam Đại Từ Nam Phú Lương Địa hình gồm dãy núi thấp đan chéo với dải đồi cao tạo thành bậc thềm lớn nhiều thung lũng Độ cao trung bình từ 100-300m, độ dốc thường từ 15-25 độ - Vùng địa hình nhiều ruộng đồi: Bao gồm vùng đồi thấp đồng phía Nam tỉnh Địa hình tương đối bằng, xen đồi bát úp dốc thoải khu đất Vùng tập trung huyện Phú Bình, Phổ n, thị xã Sơng Cơng thành phố Thái Nguyên phần phía Nam huyện Đồng Hỷ, Phú Lương Độ cao trung bình từ 30-50m, độ dốc thường