Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến diện tích rừng và chất lượng nước mặt của hồ yên lập, tỉnh quảng ninh

[Võ Đại Hải, 2014] Rừng phòng hộ hồ Yên Lập đã được UBND tỉnh Quảng Ninh đặc biệt quan tâm bởi tầm quan trọng của nó đối với nguồn sinh thủy cũng như có vai trò điều tiết nguồn nước để c

-

NGUYỄN DUY HẢI

ĐÁNH GIÁ ảNH HƯởNG CủA HOạT ĐộNG KHAI THÁC THAN ĐếN

DIệN TÍCH RừNG VÀ CHấT LƯợNG NƯớC MặT CủA

Hồ YÊN LậP, TỈNH QUảNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ NộI, 2016

-

NGUYỄN DUY HẢI

ĐÁNH GIÁ ảNH HƯởNG CủA HOạT ĐộNG KHAI THÁC THAN ĐếN

DIệN TÍCH RừNG VÀ CHấT LƯợNG NƯớC MặT CủA

Hồ YÊN LậP, TỈNH QUảNG NINH

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng

Mã Số: 60620211

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS BÙI XUÂN DŨNG

HÀ NộI, 2016

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi Số liệu và kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa từng được sử dụng trong bất cứ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đều

đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2016

Tác giả Đề tài

Nguyễn Duy Hải

LỜI CẢM ƠN Luận văn này được thực hiện và hoàn thành theo chương trình đào tạo Thạc sỹ Quản lý tài nguyên rừng, Khóa 22 (2014 – 2016) tại Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam.Nhân dịp hoàn thành luận văn, tác giả bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc tới TS Bùi Xuân Dũng, người đã bồi dưỡng kiến thức quý báu và

đã dành tình cảm tốt đẹp cho tác giả từ khi hình thành, phát triển ý tưởng, xây dựng đề cương, tổ chức triển khai và hoàn thiện luận văn

Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Khoa Đào tạo sau đại học cũng như của các thầy, cô giáo Trường Đại học Lâm Nghiệp, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ninh, Sở Tài nguyên & Môi trường tỉnh Quảng Ninh, UBND huyện Hoành Bồ và bà con các dân tộc ở địa phương- nơi tác giả đến thu thập số liệu để thực hiện luận văn, nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó

Xin cảm ơn các cán bộ, công chức viên chức Ban quản lý rừng phòng hộ

hồ Yên Lập (BQL RH hồ Yên Lập) đã tư vấn, giúp đỡ và hỗ trợ tác giả thu thập số liệu tại hiện trường

Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp, gia đình đã khuyến khích, giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Mặc dù đã làm việc nghiêm túc với tất cả nỗ lực, nhưng do trình độ và thời gian hạn chế, nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các quý Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học, các bạn bè đồng nghiệp và xin chân thành tiếp thu các ý kiến đóng góp đó./

Xin trân trọng cám ơn

Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2016

Tác giả Đề tài

Nguyễn Duy Hải

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 3

1.1.1 Cơ sở lý luận 3

1.1.2 Cơ sở pháp lý 6

1.2 Tình hình khai thác than trên thế giới và tại Việt Nam 6

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 6

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 11

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19

2.2 Đối tượng nghiên cứu 19

2.3 Phạm vi nghiên cứu 19

2.4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 21

2.4.1 Nghiên cứu đặc điểm của hoạt động khai thác than tại lưu vực hồ Yên Lập: 21

2.4.2 Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến diện tích rừng phòng hộ hồ Yên Lập: 21

2.4.3 Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến chất lượng nước

mặt hồ Yên Lập: 26

2.4.4 Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu và ngăn ngừa các tác động tiêu cực từ hoạt động khai thác than đến diện tích rừng và chất lượng nguồn nước hồ Yên Lập 33

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 34

3.1 Điều kiện tự nhiên 34

3.1.1 Vị trí địa lý (Hình 3.1) 34

3.1.2 Địa hình, thổ nhưỡng 34

3.1.3 Khí hậu, thủy văn 36

3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 37

3.2.1 Dân số, dân tộc, lao động 37

3.2.2 Hiện trạng kinh tế - xã hội 38

3.2.3 Khu vực hồ Yên Lập 39

3.3 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 40

3.3.1 Thuận lợi 40

3.3.2 Khó khăn 41

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

4.1 Đặc điểm của hoạt động khai thác than tại lưu vực hồ Yên Lập: 42

4.1.1 Công TNHH MTV than Uông Bí: 42

4.1.2 Công ty TNHH MTV Thăng Long - Tổng Công ty Đông Bắc 46

4.1.3 Đối với các khu vực khai thác than trái phép trong rừng phòng hộ: 49

4.2 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến diện tích rừng phòng hộ hồ Yên Lập 50

4.2.1 Bản đồ hiện trạng rừng 50

4.2.2 Xây dựng bản đồ diễn biến tài nguyên rừng và tính toán các biến động: 54

4.3 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến hệ nước mặt hồ Yên Lập 61

4.3.1 Khu vực đầu nguồn của hồ Yên Lập trong ranh giới mỏ của Cty TNHH

MTV than Uông Bí 61

4.3.2 Khu vực gần hồ Yên Lập gần mỏ của Cty TNHH MTV than Thăng Long 67

4.4 Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu và ngăn ngừa các tác động tiêu cực từ hoạt động khai thác than đến diện tích rừng và chất lượng nguồn nước hồ Yên Lập 72

4.4.1 Giải pháp về công tác quản lý: 73

4.4.2 Giải pháp kỹ thuật: 77

4.4.3 Giải pháp về quy hoạch: 79

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Sản xuất than theo quốc gia (triệu tấn) 7

2.3 Vị trí lấy mẫu nước thải tại Cty TNHH MTV than Uông Bí 28 2.4 Vị trí lấy mẫu nước thải tại Cty TNHH MTV than Thăng Long 29

2.5 Vị trí lấy mẫu nước mặt tại khu vực đầu nguồn (Cty TNHH

2.6 Vị trí lấy mẫu nước mặt tại khu vực gần hồ (Cty TNHH

3.1 Tổng hợp số hộ gia đình và nhân khẩu của từng xã, Phường

3.2 Tổng hợp số nhân khẩu của các dân tộc có trong khu vực

4.2 Kết quả tính toán diên tích biến động giai đoạn 2005 -2010 57

4.3 Thống kê số vụ vi phạm Hạt Kiểm lâm rừng phòng hộ hồ

4.4 Kết quả tính toán diên tích biến động giai đoạn 2010 -2015 59

4.5 Thống kê số vụ vi phạm Hạt Kiểm lâm rừng phòng hộ hồ

4.6 Chất lượng môi trường nước thải khu vực đầu nguồn 61

4.8 Chất lượng môi trường nước thải khu vực gần hồ Yên Lập 67 4.9 Kết quả phân tích chất lượng nước tại đầu nguồn hồ Yên Lập 69

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.2 Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ diễn biến rừng 25

4.1 Khu vực ranh giới mỏ khai thác than tại khu vực nghiên cứu 48

4.2 Một số hình ảnh khai thác than lộ thiên trái phép trong rừng

4.10 Nước mặt tại hồ Yên Lập sát bãi sàng tuyển than, gần cửa lò

DANH MụC CÁC BIểU Đồ

4.1 Biến động của các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2005 -2010 57 4.2 Biến động của các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2010 -2015 59 4.3 Nồng độ các chất vượt chuẩn cho phép trong nước thải 62

4.9 Hàm lượng dầu mỡ tổng vượt chuẩn cho phép 67 4.10 Nồng độ các chất vượt chuẩn cho phép trong nước thải 68 4.11 Nồng độ các chất vượt chuẩn cho phép trong nước mặt 70

ĐẶT VẤN ĐỀ Bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn và các nguồn nước mặt có giá trị đang là mục tiêu không chỉ ở mỗi quốc gia mà còn có ý nghĩa trên phạm vi toàn cầu Sự đẩy mạnh phát triển kinh tế, công nghiệp hóa và đô thị hóa chưa quan tâm đầy đủ đến các giải pháp bảo vệ môi trường nói chung và bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn nói riêng đang gây hậu quả nặng nề cho môi trường sống của con người và các hệ sinh thái rừng, sinh thái thủy vực tại các nguồn nước Đặc biệt trong những năm gần đây, do tác động của biến đổi khí hậu cùng với nhận thức bảo vệ môi trường chưa cao của các doanh nghiệp và cộng đồng, nhiều nước trên thế giới đã phải đối mặt với sự khan hiếm nguồn nước sinh hoạt Việt Nam cũng là nước chắc chắn sẽ không nằm ngoại lệ nếu thiếu các giải pháp bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn, bảo vệ môi trường ở các lưu vực lòng hồ, các nguồn nước trong những năm tới

Trên sông Míp đã xây dựng đập hồ Yên Lập vào năm 1975, năm 1991

hồ Yên Lập được chính thức đưa vào sử dụng với công suất trữ lượng khoảng

127 triệu m3 nước, trong đó dung tích hữu ích là 118 triệu m3 nước Tổng diện tích lưu vực hồ Yên Lập là 19.684 ha trong đó diện tích rừng tự nhiên 8,940ha, rừng trồng 3,275ha, đất trống 3,083ha, mặt nước 1020,67ha, đất nông nghiệp, đất khác 3.362,67 ha nằm trên diện tích đất 04 xã thuộc huyện Hoành Bồ (Tân Dân, Bằng Cả, Quảng La, Dân Chủ), một phần của 02 phường thuộc thành phố Hạ Long (Đại Yên và Việt Hưng) và phường Minh Thành thị xã Quảng Yên

Lưu vực rừng phòng hộ hồ Yên Lập có vị trí chiến lược rất quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội và môi trường của tỉnh Quảng Ninh, vừa chống lũ cho thị xã Quảng Yên và phường Đại Yên, Việt Hưng thành phố Hạ Long, lại vừa cung cấp nước sản xuất nông nghiệp, công nghiệp

và nước sinh hoạt huyện Hoành Bồ, thị xã Quảng Yên, thành phố Uông Bí,

Hạ Long Trong tương lai Hồ Yên Lập còn cung cấp nước phục vụ huyện Thủy Nguyên, huyện đảo Cát Bà thuộc thành phố Hải Phòng, phát triển giao thông vận tải đường thuỷ, thuỷ sản, cải tạo môi trường du lịch thành phố Hạ Long và phát triển du lịch [Võ Đại Hải, 2014])

Rừng phòng hộ hồ Yên Lập đã được UBND tỉnh Quảng Ninh đặc biệt quan tâm bởi tầm quan trọng của nó đối với nguồn sinh thủy cũng như có vai trò điều tiết nguồn nước để cung cấp nước cho vùng hạ du, tuy nhiên rừng phòng hộ đầu nguồn hồ Yên Lập ngày càng bị xâm hại, tàn phá làm thay đổi cấu trúc rừng với nhiều nguyên nhân: đốt nương trồng dứa, khai thác gỗ trái phép, đặc biệt là một số hoạt động khai thác than trong lưu vực lòng hồ Yên Lập của một số Công ty than được cấp phép và một số cá nhân khai thác than trái phép trong khu vực này, không những nó làm ảnh hưởng đến sự suy giảm diện tích rừng phòng hộ đầu nguồn mà còn có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước của hồ Bởi vậy, việc đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động khai thác than khu vực thượng nguồn của hồ, nhằm đề xuất các giải pháp quản lý và các giải pháp kỹ thuật để ngăn ngừa những tác động tiêu cực đến rừng và chất lượng nguồn nước là hết sức cần thiết, đảm bảo sự phát triển bền vững của tỉnh trong những năm tới

Xuất phát từ yêu cầu đó, đề tài: “ Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến diện tích rừng và chất lượng nước mặt của hồ Yên lập, Quảng Ninh ” được đặt ra là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp

phần vào việc bảo vệ rừng phòng hộ đầu nguồn đồng thời cũng góp phần vào việc bảo vệ nguồn nước mặt hồ Yên Lập được trong sạch, không ô nhiễm khi cấp nước sinh hoạt cho người dân trong và ngoài tỉnh Đây là cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp quản lý kinh doanh khai thác than trong lưu vực lòng hồ Yên Lập đồng thời rút ra những bài học kinh nghiệm, cũng như

đề xuất một số khuyến nghị cho việc khai thác kinh doanh than trong khu vực rừng phòng hộ đầu nguồn

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

1.1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1.1 Các khái niệm về rừng phòng hộ và rừng phòng hộ đầu nguồn; Viễn Thám; Môi trường:

* Khái niệm về rừng phòng hộ, rừng phòng hộ đầu nguồn :

Để có cơ sở xác định, phân chia đối tượng rừng, các nhà khoa học đã thống nhất đưa khái niệm: Rừng phòng hộ là rừng và đất được xác định mục đích sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất chống xói mòn, hạn chế thiên tai, điều hòa khí hậu, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái [Hoàng Kim Ngũ, 2011]

Theo Luật Bảo vệ và phát triển rừng năm 2014, Rừng phòng hộ là loại rừng được sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mòn, chống

sa mạc hóa, hạn chế thiên tai, điều hòa khí hậu góp phần bảo vệ môi trường Theo I.G Melekhov (1980) Rừng phòng hộ đầu nguồn là những Lâm phần rừng và đất trong khu vực nước được sử dụng để sản xuất nước, điều hòa dòng chảy, hạn chế lũ lụt, hạn hán và điều hòa khí hậu hóp phần bảo vệ môi trường sinh thái [ Hoàng Kim Ngũ, 2011]

Theo Quyết định số 17/2015/QĐ-TTg ngày 09/6/2015, rừng phòng hộ đầu nguồn nhằm tăng cường khả năng điều tiết nguồn nước cho các dòng chảy, hồ chứa nước,hạn chế lũ lụt, giảm xói mòn, bảo vệ đất, hạn chế bồi lấp các lòng hồ và khu vực hạ du ; Diện tích rừng phòng hộ đầu nguồn gồm diện tích rừng và đất lâm nghiệp quy hoạch theo quy định của Nhà nước nhằm mục đích chủ yếu là bảo vệ và phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn Quy mô của của rừng phòng hộ đầu nguồn phù hợp với quy mô của lưu vực sông, hồ

và việc quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn gắn với công tác quản lý tổng hợp lưu vực sông, hồ

* Khái niệm về viễn thám :

Viễn thám được định nghĩa như là phép đo lường các thuộc tính của ñối tượng trên bề mặt trái ñất sử dụng dữ liệu thu được từ máy bay và vệ tinh [Robert A., Schowengerdt, 2007]

Viễn thám được định nghĩa như là một khoa học nghiên cứu các phương pháp thu nhận, đo lường và phân tích thông tin của đối tượng (vật

thể) mà không có những tiếp xúc trực tiếp với chúng [Lê Văn Trung (2010]

* Khái niệm môi trường (Environment):

Môi trường bao gồm tất cả các yếu tố lí học, hoá học, các chất hữu cơ

và vô cơ của khí quyển, thạch quyển và đại dương Môi trường sống là tập hợp các điều kiện xung quanh có ảnh hưởng đến cơ thể sống, đặc biệt là con người Môi trường quyết định chất lượng và sự tồn tại của cuộc sống

* Khái niệm ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước là sự thay đổi của thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật Khi sự thay đổi thành phần và tính chất của nước vượt quá ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một số bệnh ở người [Phan Thanh Huyền, 2008]

Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là tự nhiên hay nhân tạo Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên như mưa rơi, khu công nghiệp… kéo theo các chất bẩn xuống sông, hồ Các chất gây bẩn còn có thể là nguồn gốc sinh vật tạo nên như xác động thực vật Ô nhiễm nhân tạo chủ yếu do xả chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải… gây nên

+ Tác nhân và thông số ô nhiễm nguồn nước

- Màu sắc

Nước tinh khiết thì không có màu Nước thường có màu do sự tồn tại một số chất như:

+ Các chất hữu cơ do xác động thực vật bị phân huỷ (các chất humic) + Sắt và Mangan dạng keo hoặc dạng hoà tan làm nước có màu vàng, đỏ, đen

- Tổng chất rắn lơ lửng (TSS):

Chất rắn lơ lửng là các hạt rắn vô cơ hoặc hữu cơ lơ lửng trong nước như khoáng sét, bùn, bụi quặng, vi khuẩn, tảo Sự có mặt của chất lơ lửng trong nước mặt do hoạt động xói mòn, nước chảy tràn làm mặt nước bị đục, thay đổi màu sắc và các tính chất khác Chất rắn lơ lửng ít xuất hiện trong nước ngầm vì nước được lọc và các chất rắn bị giữ lại trong quá trình nước thấm qua các tầng đất

- Độ cứng: Độ cứng của nước do sự có mặt của các muối Ca và Mg trong nước Độ cứng là chỉ tiêu cần quan tâm khi đánh giá chất lượng nước ngầm Nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước sinh hoạt và sản xuất

- Nồng độ ôxy hoà tan trong nước (DO)

Ôxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật trong nước thường được tạo ra do sự hoà tan ôxy từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo

- Nhu cầu ôxy hoá sinh học (BOD)

Nhu cầu ôxy hoá sinh học là lượng ôxy mà vi sinh vật cần dùng để ôxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và nước, tế bào mới và các sản phẩm trung gian

- Nhu cầu ôxy hoá hoá học (COD):

Nhu cầu ôxy hoá hoá học là lượng ôxy cần thiết cho quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và nước

- Kim loại nặng:

Các kim loại như Hg, Cd, As, Cu, Zn, Fe có trong nước với nồng độ lớn đều làm nước bị ô nhiễm Các kim loại nặng này có mặt trong nước do nhiều nguồn như nước thải công nghiệp, còn trong khai thác khoáng sản thì

do nước mỏ có tính axit làm tăng quá trình hoà tan các kim loại nặng trong thành phần khoáng vật

- Các nhóm anion NO3, PO4:

Các nguyên tố N, P ,S ở nồng độ thấp thì là chất dinh dưỡng cho tảo và các sinh vật dưới nước Tuy nhiên, khi nồng độ các chất này cao gây ra sự phú dưỡng hoặc là nguyên nhân gây nên các biến đổi sinh hoá trong cơ thể người và sinh vật mà sử dụng nguồn nước này

1.1.2 Cơ sở pháp lý

- Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 ngày 23 tháng 6 năm 2014;

- Luật Tài nguyên nước đã được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21 tháng 6 năm 2012;

- Luật Khoáng sản số 60/2010/QH12 được Quốc hội nước CHXHCNVN khoá XII, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 17 tháng 11 năm 2010;

Một số TCVN, QCVN liên quan tới chất lượng nước;

- TCVN 4457:1988 nước thải – phương pháp xác định nhiệt độ;

- QCVN 38 : 2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh;

- QCVN 40 : 2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp;

- QCVN 08 : 2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt;

- QCVN 02/2009/BYT của Bộ Y tế - Quy chuẩn nước sinh hoạt

1.2 Tình hình khai thác than trên thế giới và tại Việt Nam

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.2.1.1 Hoạt động khai thác than trên thế giới

Hoạt động khai thác khoáng sản nói chung và khai thác than nói riêng

đã và đang diễn ra rất lớn trên toàn thế giới, nhất là trong giai đoạn hiện nay khi mà giá các loại nhiên liệu ngày càng tăng

Than là một ngành công nghiệp mang tính toàn cầu, 40% quốc gia toàn cầu sản xuất than, tiêu thụ than thì hầu như là tất cả các quốc gia

Toàn thế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than hàng năm Một số ngành sử dụng than làm nguyên liệu đầu vào như: điện, thép và kim loại, xi măng và các loại chất đốt hoá lỏng Than đóng vai trò chính trong sản xuất ra điện (than đá và than non), các sản phẩm thép và kim loại (than cốc)

Hàng năm có khoảng hơn 4.030 triệu tấn than được khai thác, con số này đã tăng 38% trong vòng 20 năm qua Châu Á là châu lục khai thác than nhanh nhất trong khi đó Châu Âu khai thác với tốc độ giảm dần Trung Quốc

là quốc gia khai thác than lớn nhất trên thế giới, năm 2008 khai thác 2782 triệu tấn than, tiếp đó là Mỹ và các nước EU Điều này cho thấy, than có ở khắp mọi nơi trên trái đất chứ không tập trung tại một địa điểm nào nhất định

cả [Công ty CP chứng khoán Hà Thành, 2010]

Bảng 1.1: Sản xuất than theo quốc gia (triệu tấn)

Quốc gia 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Tỷ lệ

Dự trữ (năm) China 1722 1992,3 1992,3 2380 2380 2782 42,5 % 41 USA 41 5187,6 1026,5 1053,6 1040,2 1062,8 18,0% 224

EU 638 628,4 608 595,5 593,4 587,7 5,2% 51 India 638 628,4 428,4 447,3 478,4 521,7 5,8% 114 Australia 351,5 628,4 378,8 385,3 399 401,5 6,6% 190 Russia 276,7 281,7 298,5 309,2 314,2 326,5 4,6% 481 South

Africa 237,9 243,4 244,4 244,8 247,7 250,4 4,2% 121 Indonesia 114,3 132,4 146,9 195 217,4 229,5 4,2% 19 Germany 204,9 207,8 202,8 197,2 201, 9 192,4 3,2% 35 Poland 163,8 162,4 159,5 156,1 145,9 143,9 1,8% 52 Total 5187,6 5585,3 5886,7 6195,1 6421,2 6781,2 100,0% 142

(Nguồn: HASC tổng hợp)

Các nước khai thác nhiều nhất không tập trung trên một châu lục mà nằm rải rác trên thế giới, năm nước khai thác lớn nhất hiện nay là: Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Úc và Nam Phi Hầu hết các nước khai thác than cho nhu cầu tiêu dùng nội địa, chỉ có khoảng 18% than cứng dành cho thị trường xuất khẩu Lượng than khai thác được dự báo tới năm 2030 vào khoảng 7 tỷ tấn, với Trung Quốc chiếm khoảng hơn một nửa sản lượng

Tại Hoa Kỳ, quốc gia có kỹ thuật cao trong công nghệ đã sử dụng nhiều dạng năng lượng trong hoạt động sản xuất công nghiệp và phục vụ cuộc sống của con người như sản xuất điện năng Trong đó, năng lượng do than đá cung cấp vẫn chiếm hàng đầu với 52% tổng số nhu cầu năng lượng của cả nước

Do công nghệ, kỹ thuật khai thác đơn giản, nhu cầu tiêu thụ cao và giá thành

rẻ hơn so với các loại nhiên liệu hoá thạch khác vì thế công nghiệp khai thác than đang trở thành ngành công nghiệp chủ yếu của nước này Hàng năm, Hoa Kỳ đầu tư cho công nghệ khai thác than lên tới 350 tỉ USD và hiện đang khai thác trên 75.000 mỏ [ (Mai Thanh Tuyết, 2004)] Năm 2007, sản lượng khai thác than của Hoa Kỳ là 1,146 tỷ tấn, chiếm 16,1% sản lượng khai thác than toàn thế giới Năm 2009, sản lượng khai thác than của Hoa Kỳ là 596,9 triệu tấn đứng thứ hai trên thế giới Tuy nhiên, sản lượng khai thác than Hoa

Kỳ từ năm 2007 đến 2009 giảm đáng kể từ 1.146 tỷ tấn xuống 596,9 triệu tấn [(Công ty CP chứng khoán Hà Thành, 2010]

Tại Trung Quốc - quốc gia có nền kinh tế phát triển mạnh mẽ, đã vượt qua Nhật Bản để đứng hàng thứ hai thế giới sau Hoa Kỳ, do nhu cầu tiêu thụ than trong nước và xuất khẩu ngày càng tăng, Chính phủ nước này đã cho phép đẩy mạnh ngành công nghiệp khai thác than nhằm đáp ứng đủ nguồn năng lượng cho nền kinh tế phát triển “quá nóng” Tính đến năm 2007, sản lượng khai thác của Trung Quốc là 2,796 tỷ tấn, chiếm 39,5% sản lượng thế giới Đến năm 2009, Trung Quốc đang đứng đầu thế giới về sản lượng khai

thác (1,415 tỷ tấn) Tuy nhiên, so với năm trước (2007) thì sản lượng khai thác than của nước này có giảm nhưng chưa nhiều

Khai thác than hiện nay đang là ngành công nghiệp mang lại lợi ích kinh tế rất cao, đóng góp một phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia Tuy nhiên, hậu quả do hoạt động khai thác than lại là những vấn đề đang được quan tâm trong những năm gần đây (vấn đề ô nhiễm môi trường do khai thác than và nạn khai thác than trái phép tại nhiều quốc gia có trữ lượng than lớn đang gây ra những hiệu ứng tiêu cực trong kinh tế cũng như đời sống xã hội của Chính phủ và dân chúng) Chỉ tính riêng Trung Quốc, nước có trữ lượng than đá (chiếm 12,6% tổng trữ lượng than đá) đứng thứ ba trên thế giới, nạn khai thác than trái phép đang diễn ra bên ngoài tầm kiểm soát của nhà chức trách nước này Theo số liệu thống kê, hàng năm ngành than Trung Quốc phải gánh chịu, khắc phục hậu quả của hàng trăm vụ sập hầm lò do khai thác than trái phép và do công nghệ khai thác không đảm bảo

an toàn cho công nhân mỏ Năm 2004, công nghệ khai thác than Trung Quốc

đã cướp đi sinh mạng của 6.000 người [Hải Ninh, 2005] Do vậy, khai thác than ở Trung Quốc hiện nay được xếp vào hàng nguy hiểm nhất thế giới

Như vậy, hoạt động khai thác than trên thế giới đang diễn ra rất mạnh trong những năm gần đây, cung cấp phần lớn nhiên liệu cho các ngành công nghiệp và phục vụ cuộc sống con người Cùng với sản lượng khai thác tăng thì ngành công nghiệp khai thác than trên toàn thế giới cũng đang phải gánh chịu những hậu quả nặng nề của hậu khai thác để lại, trong đó đáng nói đến nhiều nhất là vấn đề ô nhiễm môi trường

1.2.1.2 Ô nhiễm môi trường do hoạt động khai thác than trên thế giới

Hiện nay, khai thác than trên thế giới đang áp dụng hai loại hình công nghệ khai thác chủ yếu đó là công nghệ khai thác hầm lò và khai thác lộ thiên Tuy nhiên, với mỗi loại hình công nghệ khai thác lại có những ưu điểm,

nhược điểm riêng khác nhau và tác động đến môi trường theo những hướng khác nhau [Nguyễn Khắc Kinh, 2004]

* Công nghệ khai thác hầm lò

Khai thác hầm lò gồm các khâu chủ yếu như thiết kế khai thác, mở đường, đào lò hoặc giếng, khoan nổ mìn, khai thác, sàng tuyển và khâu cuối cùng là tập kết than thương phẩm

- Ưu điểm: Diện tích khai trường nhỏ; lượng đất đá thải thấp từ đó giảm sức chịu đựng cho môi trường (bằng 1/5 công nghệ khai thác lộ thiên); ít ảnh hưởng đến môi trường cảnh quan, địa hình; giảm nhẹ tổn thất tài nguyên sinh học và ít gây ra ô nhiễm môi trường không khí

- Nhược điểm: Hiệu quả đầu tư không cao; sản lượng khai thác không lớn; tổn thất tài nguyên cao (50- 60%); gây tổn hại đến môi trường nước; hiểm hoạ rủi ro cao; đe doạ tính mạng con người khi xảy ra sự cố như sập lò, cháy nổ và ngộ độc khí lò

* Công nghệ khai thác lộ thiên

Công nghệ khai thác lộ thiên gồm những khâu chủ yếu như thiết kế, mở moong khai thác, khoan nổ mìn, bốc xúc đất đá đổ thải, vận chuyển, làm giàu

và lưu tại kho than thương phẩm

- Ưu điểm: Đầu tư khai thác có hiệu quả nhanh; sản lượng khai thác lớn; công nghệ khai thác đơn giản và hiệu suất sử dụng tài nguyên cao (90%)

- Nhược điểm: Khai thác lộ thiên có nhược điểm lớn nhất là làm mất diện tích đất, diện tích dùng cho khai trường lớn; khối lượng đất đá đổ thải lớn; phá huỷ HST rừng, gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí; làm suy giảm trữ lượng nước dưới đất; gây tổn hại cảnh quan sinh thái; ảnh hưởng lớn đến môi trường sống cộng đồng

Qua hai loại hình công nghệ trên, chúng ta thấy tác động của quá trình khai thác than đến hệ thống môi trường rất khác nhau về quy mô, mức độ và

tuỳ thuộc vào các điều kiện, yếu tố cụ thể như: công nghệ khai thác (đi kèm là các yếu tố đặc trưng về chất thải, sự cố môi trường …), các điều kiện về địa

lý, địa chất và các điều kiện tự nhiên khác

Hoạt động khai thác than đem lại hiệu quả về mặt kinh tế rất lớn nhưng bên cạnh đó khai thác than cũng đã và đang gây ra những tác động không nhỏ đến chất lượng môi trường tại các khu mỏ khai thác và khu vực dân cư vùng mỏ

Ô nhiễm môi trường tại khu vực mỏ khai thác than đang là vấn đề lớn cho các nhà chức trách ở nhiều quốc gia đang khai thác và sử dụng loại tài nguyên nhiên liệu này Tại Hoa Kỳ, khai thác than là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra ô nhiễm môi trường Theo số liệu thống kê cho thấy, hoạt động khai thác than tại nước này hàng năm thải hồi khoảng 60% lượng khí SO2, 33% lượng Hg, 25% lượng khí NOx và 33% thán khí trên tổng số ô nhiễm không khí toàn quốc [Mai Thanh Tuyết, 2004] Vậy, chúng ta thấy dù

có những thuận lợi rất lớn về kỹ thuật cũng như công nghệ trong khai thác nhưng ngành than Hoa Kỳ vẫn phải gánh chịu những hậu quả xấu do hoạt động khai thác than để lại đó là vấn nạn ô nhiễm môi trường

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

1.2.2.1 Hoạt động khai thác than ở Việt Nam

* Đặc điểm tài nguyên than Việt Nam

Việt Nam là nước có tiềm năng về than khoáng các loại Than biến chất thấp (lignit - á bitum) ở phần lục địa trong bể than sông Hồng tính đến chiều sâu 1700m có tài nguyên trữ lượng đạt 36,960 tỷ tấn Nếu tính đến độ sâu 3500m thì dự báo tổng tài nguyên than đạt đến 210 tỷ tấn

Than biến chất cao (anthraxit) phân bố chủ yếu ở các bể than Quảng Ninh, Thái Nguyên, sông Đà, Nông Sơn với tổng tài nguyên đạt trên 18 tỷ tấn Bể than Quảng Ninh là lớn nhất với trữ lượng đạt trên 3 tỷ tấn Bể than Quảng Ninh đã được khai thác từ hơn 100 năm nay phục vụ tốt cho các nhu cầu trong nước và xuất khẩu [Nguyễn Khắc Vinh, 2011]

* Than antraxit (than đá)

Tổng trữ lượng than antraxit ở Việt Nam lên đến 3,5 tỉ tấn trong đó vùng than Quảng Ninh chiếm trên 3,3 tỉ tấn còn lại khoảng 200 triệu tấn nằm

ở các tỉnh Thái Nguyên, Hải Dương, Bắc Giang [Bộ kế hoạch và đầu tư, 2006]

Than antraxit ở Quảng Ninh được phân hoá theo vùng và cấp trữ lượng khác nhau Sản lượng khai thác từ các mỏ than Quảng Ninh chiếm khoảng 90% sản lượng than toàn quốc Trong tầng chứa than, bể than Quảng Ninh có rất nhiều vỉa than và mỗi vỉa lại có trữ lượng than khác nhau Vỉa mỏng nhất

có độ dày dưới 0,5m chiếm 3,75% tổng trữ lượng than, vỉa trung bình dày 1,3- 3,5m chiếm 51,78% và vỉa dày nhất lớn hơn 15m chiếm 1,07% tổng trữ lượng than của vùng Điểm đặc trưng của than antraxit tại bể than Quảng Ninh là kiến tạo địa chất phức tạp, tầng chứa than là những dải hẹp và đứt quãng dọc theo phương của vỉa [Bộ kế hoạch và đầu tư, 2006]

Ngoài ra, than antraxit còn phân bố tại các tỉnh khác như Thái Nguyên, Hải Dương, Bắc Giang, Sơn La và Quảng Nam nhưng với trữ lượng nhỏ khoảng vài trăm nghìn đến vài chục triệu tấn

* Than mỡ

Trữ lượng và tiềm năng khai thác được đánh giá sơ bộ khoảng 27 triệu tấn trong đó trữ lượng địa chất khoảng 17,6 triệu tấn Than mỡ ở nước ta chủ yếu tập trung tại mỏ Làng Cẩm (Thái Nguyên) và mỏ Khe Bố (Nghệ An) Ngoài ra than mỡ còn có ở các tỉnh như Sơn La, Lai Châu, Hoà Bình song với trữ lượng nhỏ [Bộ kế hoạch và đầu tư, 2006]

Than mỡ được sử dụng phần lớn cho ngành luyện kim, lượng than mỡ được sử dụng cho ngành này là rất lớn Tuy nhiên, trữ lượng than mỡ nước ta rất ít, bên cạnh đó điều kiện khai thác lại khó khăn Theo số liệu thống kê, sản

lượng than mỡ có thể khai thác chỉ vào khoảng 0,2 - 0,3 triệu tấn/năm[ Bộ kế hoạch và đầu tư, 2006]

* Than bùn

Than bùn ở Việt Nam có tiềm năng khoảng 7,1 tỷ m3 (về nhiệt năng tương đương với tài nguyên than đá từ mức -300m trở lên của bể than Quảng Ninh) Nhưng than bùn nằm phân tán ở 216 điểm mỏ, trên địa bàn của 47 tỉnh, thành Trong đó, vùng Nam Bộ- 5 tỷ m3, vùng Bắc Bộ- 1,65 tỷ m3, và vùng Trung Bộ- 0,45 tỷ m3 Than bùn dễ khai thác và có giá trị sử dụng cao (phát điện và làm phân bón) Nhưng, vùng than bùn lớn nhất là Kiên Giang-Minh Hải-Cà Mâu lại thuộc khu bảo tồn sinh thái (là lý do chủ yếu mà Bộ Mỏ

và Than trước đây đã không tiếp tục nghiên cứu khai thác than bùn ở khu vực này để làm chất đốt)[Công ty CP chứng khoán Hà Thành, 2010]

Hiện nay, than bùn ở nước ta được khai thác với quy mô nhỏ và sản lượng khai thác thấp, với sản lượng khai thác được đánh giá vào khoảng 100.000 tấn/năm [Bộ kế hoạch và đầu tư, 2006] Công nghệ khai thác than bùn ở nước ta còn gặp nhiều khó khăn do hậu quả của khai thác để lại và cũng một phần khó khăn về mặt kỹ thuật Tuy nhiên, trong tương lai, khi nước biển dâng, vùng than bùn này sẽ có nguy cơ bị nhấn chìm, vĩnh viễn sẽ không thể khai thác được

* Than nâu

Ở nước ta, than nâu tập trung chủ yếu ở khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, với trữ lượng dự báo vào khoảng 100 tỉ tấn Theo đánh giá, than nâu tại khu vực này có chất lượng tốt, có thể sử dụng cho các ngành sản xuất công nghiệp như công nghiệp sản xuất điện, sản xuất xi măng và ngành công nghiệp hoá học[ Bộ kế hoạch và đầu tư, 2006]

Tuy nhiên, khả năng khai thác than tại khu vực này là không nhiều do tầng chứa than khu vực này nằm ngay dưới nền của khu vực tập trung dân cư

đông đúc, khu vực phát triển kinh tế mạnh mẽ của đất nước, bên cạnh đó còn khó khăn về công nghệ khai thác do tầng chứa than nằm sâu trong lòng đất

Như vậy, tài nguyên than Việt Nam rất đa dạng, phong phú và có trữ lượng lớn trong đó trữ lượng than có khả năng khai thác cao đặc biệt là vùng

bể than Quảng Ninh

* Sản lượng khai thác than trong những năm gần đây ở Việt Nam

Sự phát triển kinh tế thế giới, sự biến đổi về thị trường năng lượng và nhu cầu tiêu thụ than trên thế giới cũng như trong nước Trong những năm gần đây, ngành than nước ta đã đầu tư công nghệ và tăng tốc độ khai thác ở hầu hết các khu

mỏ trên phạm vi cả nước, đặc biệt ở vùng than Quảng Ninh

Nếu như năm 2002, Tập đoàn than Khoáng sản Việt Nam (TKV) mới chỉ khai thác đạt khoảng 14,8 triệu tấn thì đến năm 2003 trữ lượng khai thác

đã lên đến 20 triệu tấn than nguyên khai và tiêu thụ khoảng 18,2 triệu tấn [Báo điện tử Quảng Ninh, 2007]

Đến năm 2006, TKV sản xuất và tiêu thụ xấp xỉ 37 triệu tấn than, vượt

7 triệu tấn so với quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020 mà Chính phủ đã phê duyệt Năm 2007, ngành than nước ta lại tiếp tục tăng sản lượng khai thác, kết quả sản lượng khai thác sáu tháng đầu năm đạt khoảng 22,8 triệu tấn trong đó tiêu thụ 20,2 triệu tấn, tăng 13% so với cùng kỳ năm 2006 [Báo điện tử Quảng Ninh, 2007]

Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác giai đoạn 2006 - 2009 là

177 triệu tấn Sản lượng than những năm gần đây đạt 4647 triệu tấn than nguyên khai tương đương 4344 triệu tấn than thương phẩm Hiện than tiêu thụ trong nước chỉ đạt khoảng 50% sản lượng tiêu thụ.[Trung tâm môi trường công nghiệp, 2011]

Đến năm 2014, 9 tháng năm 2014 sản xuất của TKV chỉ đạt 25,635 triệu tấn than thành phẩm; than nguyên khai sản xuất 27,2 triệu tấn.[Bộ công thương, 2014]

Như vậy, sản lượng khai thác than ở nước ta đang tăng rất nhanh, tuy những năm gần đây tình hình kinh tế có nhiều biến động nhưng nước ta vẫn cung cấp một phần nhu cầu than trong nước và còn xuất khẩu sang các nước khác Bên cạnh việc tăng sản lượng khai thác, ngành thanh cũng đang để lại những hậu quả nặng nề, tác động không nhỏ đến môi trường tại khu vực khai thác và ảnh lớn đến cộng đồng dân cư nơi đây

1.2.2.2 Khai thác than ảnh hưởng đến môi trường sinh thái ở Việt Nam

* Hiện trạng môi trường tại các mỏ than Quảng Ninh

Hiện nay, TKV có khoảng 29 mỏ lộ thiên, 14 mỏ hầm lò phần lớn nằm

ở khu vực vùng than Quảng Ninh Trong những năm gần đây, cùng với việc tăng sản lượng khai thác thì nạn ô nhiễm môi trường tại các khu vực khai thác cũng đang tăng lên ở mức báo động

Môi trường vùng than Việt Nam hiện nay đang bị suy thoái và ô nhiễm nghiêm trọng đặc biệt là ô nhiễm về nồng độ bụi, tiếng ồn và chất thải rắn (đất đá) Theo kết quả thống kê cho thấy: Hàng năm các khu mỏ than khai thác đổ thải từ vài trăm nghìn đến hàng triệu m3 nước thải (5 triệu m3), hàng trăm triệu m3 đất đá và rất nhiều loại khí, bụi độc hại khác nhau [Bộ tài nguyên và Môi trường, 2006]

Tại Quảng Ninh, vấn nạn ô nhiễm môi trường đang ảnh hưởng không nhỏ đến sức khoẻ người lao động và cuộc sống của người dân trên địa bàn mỏ Thực trạng môi trường ở Quảng Ninh đang đến hồi báo động, nhiều cán bộ công nhân viên và nhân dân trên địa bàn vùng than từ khu vực Đông Triều, Mạo Khê, Uông Bí, Vàng Danh đến khu vực Hạ Long, Cẩm Phả, Cọc Sáu, Cửa Ông , Mông Dương nhiều năm nay phải sống trong bụi than Đặc biệt tuyến đường “bão táp” (Mạo Khê - Bến Cân, Vàng Danh ra cảng Điền Công, khu vực cảng 6, khu vực cầu 4 phường Cẩm Sơn và từ Cửa Ông đến Mông Dương…) bụi than đã quá mức báo động[ Bộ tài nguyên và Môi trường, 2006]

Qua kết quả quan trắc môi trường trên khu vực mỏ khai thác, nồng độ bụi tại các mỏ được quan trắc đều vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) nhiều lần (như khu vực mỏ Mông Dương, Hà Trung, Hồng Hà, Vàng Danh và Khe Ngát) Nước thải của công ty than Hà Lầm (Quảng Ninh) có hàm lượng BOD (nhu cầu ôxi hoá sinh học) và COD (nhu cầu ôxi hoá hoá học) vượt TCCP nhiều lần (từ 3,9-5,7 lần); hàm lượng Sunfua, TSS của công ty than Mông Dương (Quảng Ninh) cao gấp đôi mức TCCP; hàm lượng TSS trong nước thải của công ty than Dương Huy (Quảng Ninh) còn vượt đến 15,6 lần tiêu chuẩn cho phép[Báo điện tử Quảng Ninh, 2007]

Ngoài ra, khi quan trắc các thông số môi trường (đất, nước và không khí) tại nhiều công ty khai thác than khác thì các thông số được quan trắc đều không đạt tiêu chuẩn cho phép

Bên cạnh đó, hoạt động khai thác than có những ảnh hưởng rất lớn đến khả năng canh tác nông nghiệp tại các khu vực gần khu mỏ khai thác Ô nhiễm môi trường tại Đông Triều (Quảng Ninh) do khai thác than đã làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng đất canh tác nông nghiệp, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng Ước tính thiệt hại do ô nhiễm môi trường tại đây làm suy giảm 20% năng suất lúa toàn huyện [Báo điện tử Quảng Ninh, 2007]

Có thể nói, việc tăng sản lượng khai thác than trong những năm qua đã

và đang kéo theo nhiều những tác động xấu cho môi trường, ảnh hưởng không nhỏ đến HST tại khu vực khai thác và hoạt động sống của người dân quanh vùng Trong khi đó thì chính sách đầu tư cho các giải pháp bảo vệ môi trường, chống ô nhiễm lại chưa tương xứng với sản lượng khai thác hàng năm

* Khai thác than ảnh hưởng đến môi trường ở Quảng Ninh

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt động khai thác khoáng sản ở nước ta đã và đang góp phần to lớn vào công cuộc đổi mới đất nước Tuy nhiên, bất cứ hình thức khai thác nào cũng

dẫn đến sự suy thoái môi trường Nghiêm trọng nhất là khai thác ở các vùng

mỏ, đặc biệt là hoạt động của các mỏ khai thác than Trong quá trình khai thác

mỏ, con người đã làm thay đổi môi trường xung quanh, phá vỡ cân bằng sinh thái, gây ô nhiễm môi trường Có thể phân loại các tác động theo hai hình thức sau:

Những tác động của hoạt động khai thác mỏ

- Tác động cơ học: Sự tích tụ chất thải rắn do tuyển rửa quặng 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

- Tác động hoá học:

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 với nước Kim loại bị rửa trôi ra ngoài gây ô nhiễm nguồn nước dưới hạ lưu

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… phạm vi khai thác rất lớn Tuy nhiên, hoạt động khai thác than luôn có những diễn biến phức tạp, gây tác động xấu đến nhiều lĩnh vực

Tại các vùng khai thác than đã xuất hiện những núi đất, đá thải cao gần 200m, thậm chí có những moong khai thác sâu khoảng 100m Để sản xuất 1

tấn than, cần bóc đi từ 8 - 10m3 đất phủ, thải từ 1 - 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 Bên cạnh

đó, việc khai thác than ở Quảng Ninh đã phá huỷ hàng trăm km2 rừng, tạo ra xói mòn, bồi lấp các sông suối và làm ô nhiễm Vịnh Hạ Long Một số mỏ than còn sử dụng công nghệ lạc hậu, do đó môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng

Khai thác mỏ cũng đồng nghĩa với việc phải đánh đổi phá huỷ nhiều cảnh quan môi trường Trên thực tế đã xảy ra sự cố vỡ đập Khe Rè, lũ sau khi

bị tích lại đã đổ xuống làm hỏng đường 337, làm thay đổi bờ sông, bờ biển gây bồi lắng, ô nhiễm nguồn nước sông, nước biển Vịnh Hạ Long

Có thể nói ảnh hưởng của việc khai thác than đến môi trường nói chung

và môi trường nước nói riêng là rất lớn, chúng gây ảnh hưởng đến nghiêm trọng đến chất lượng nước xung quanh khu vực khai thác than bởi sự thoát acid từ các mỏ than; ô nhiễm kim loại nặng ở trong các mỏ khai thác lộ thiên gặp nước rửa trôi gây ô nhiễm nguồn nước dưới hạ lưu

Việc khai thác than ở Quảng Ninh đã phá huỷ hàng trăm km2 rừng, tạo ra xói mòn, bồi lấp các sông suối và làm ô nhiễm Vịnh Hạ Long Một số mỏ than còn sử dụng công nghệ lạc hậu, do đó môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng Trong lưu vực hồ Yên Lập có 02 Công ty than được Nhà nước cấp phép và hàng chục cửa lò, khai trường lộ thiên đang khai thác trái phép vì thế môi trường nước nơi đây cũng không trách khỏi việc ô nhiễm do khai thác than gây ra chính vì vậy để đánh giá mức độ ảnh hưởng của việc khai thác than đến diện tích rừng và mức độ

ô nhiễm môi trường nước mặt do khai thác than như thế nào, chính vì vậy tác giả

đã thực hiện đề tài này

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Mục tiêu chung: Đề tài nhằm cung cấp những cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm đề xuất những giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực của hoạt động khai thác than đến diện tích rừng và hệ nước mặt tại hồ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động khai thác than (làm đường vận xuất than, bãi thải, khoan thăm dò than, khai thác than trái phép…) và những ảnh hưởng của nó tới diện tích rừng đầu nguồn và chất lượng nước của hồ Yên Lập

2.3 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi về nội dung: Nghiên cứu các hoạt động của công ty, cá nhân khai thác than trên địa bàn và cơ sở kinh tế, xã hội có liên quan từ đó đề xuất các giải pháp, biện pháp nhằm ngăn ngừa các rủi ro, sự cố suy thoái, biến động diện tích rừng phòng hộ đầu nguồn và ô nhiễm nguồn nước của hồ Yên Lập

- Phạm vi về không gian:

+ Diện tích rừng bị suy giảm do hoạt động kinh doanh, khai thác than giai đoạn 2005- 2010 và 2010 - 2015 thuộc lưu vực hồ Yên Lập, Tỉnh Quảng Ninh

+ Chất lượng nguồn nước mặt tại các khu vực đầu nguồn gần khu vực khai thác, kinh doanh than từ các suối, sông đầu nguồn chảy ra lưu vực hồ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh

- Phạm vi về thời gian: từ năm 2005 - 2015

Các bước nghiên cứu được khái quát theo sơ đồ sau đây:

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu Tổng hợp, phân tích, đánh giá kết quả nghiên cứu

Thu thập, kế thừa các tài liệu, số liệu đã có

Điều tra, thu thập số liệu tại hiện trường nghiên cứu

Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu và ngăn ngừa các tác

động tiêu cực từ hoạt động khai thác than đến diện tích rừng và

chất lượng nguồn nước hồ Yên Lập

Cơ sở lý luận

- Điều kiện địa hình, đất đai, khí hậu

- Đặc điểm của hoạt động khai thác than

trong rừng phòng hộ

- Hiện trạng rừng tự nhiên, rừng trồng,

đất trống, đất khai thác mỏ…

- Các thông số, tác nhân gây ô nhiễm

môi trường nước

2.4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Nghiên cứu đặc điểm của hoạt động khai thác than tại lưu vực hồ Yên Lập:

* Tiêu chí đánh giá:

+ Các loại hình khai thác than (Nhà nước, tư nhân, khai thác than trái phép ); công nghệ khai thác (hầm lò, lộ thiên ); quy trình khai thác than; trữ lượng khai thác than hàng năm; diện tích đất sử dụng cho khai thác than…

+ Các biện pháp phục hồi môi trường của các Công ty khai thác than trong lưu vực hồ Yên Lập

* Phương pháp điều tra, thu thập số liệu:

+ Sản lượng than hàng năm, quy mô khai thác: Kế thừa số liệu của các Công ty khai thác than trong lưu vực hồ Yên Lập;

+ Thực trạng và hiệu quả đầu tư các công trình bảo vệ môi trường của các đơn vị khai thác than trong khu vực hồ Yên Lập của các Công ty khai thác than được cấp phép

2.4.2 Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến diện tích rừng phòng hộ hồ Yên Lập:

a Tiêu chí đánh giá:

+ Xác định diễn biến diện tích rừng mất đi do hoạt động khai thác than trong hai giai đoạn năm 2005 – 2010 và giai đoạn năm 2010 – 2015 thông qua ứng dụng công nghệ giải đoán ảnh viễn thám và ảnh vệ tinh;

+ Xây dựng bộ bản đồ diễn biến diện tích rừng mất đi do hoạt động khai thác than trong hai giai đoạn năm 2005 – 2010 và năm 2010 - 2015;

b Tài liệu sử dụng :

Đề tài sử dụng các nguồn thông tin sau để phục vụ quá trình nghiên cứu:

- Đề tài sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 7 ETM hiện đang sử dụng phổ biến

và sẵn có để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng cho các năm 2005, 2010, 2015

- Đề tài sử dụng bản đồ hiện trạng rừng năm 2015 của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ninh để kiểm định tính chính xác của kết quả giải đoán ảnh

vệ tinh Kiểm lâm rừng phòng hộ Yên Lập để có phân tích sự ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến diễn biến tài nguyên rừng từ đó đưa nhận xét và khuyến nghị

- Quy trình nghiên cứu được thể hiện theo các bước cụ thể như sau (Hình 2.2)

Ảnh Landsat được ứng dụng trong nghiên cứu của nhiều lĩnh vực từ nghiên cứu hiện trạng đến giám sát diễn biến và được sử dụng phổ biến nhất

từ bản sẵn có hoặc có giá thành thấp vì vậy để phù hợp với đề tài nghiên cứu tác giả lựa chọn ảnh Landsat 7 ETM để xây dựng Bản đồ diễn biến từ rừng tự nhiên sang đất khác (diện tích khai thác than)

+ Xử lý ảnh:

Để tăng cường chất lượng của ảnh viễn thám, cần tăng cường hiển thị cho ảnh Công việc này được thực hiện bằng phần mềm giải đoán ảnh ENVI 4.2 Tạo tổ hợp màu bằng cách tổ hợp các kênh ảnh với nhau để tạo ảnh tổ hợp có khả năng hiển thị các đối tượng tốt nhất (rừng tự nhiên, rừng trồng, đất trống, đất khác…)

+ Hiệu chỉnh hình học: Chất lượng của ảnh viễn thám thường chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như độ cao vệ tinh, góc nghiêng quay chụp, điều kiện môi trường… Do đó, để ảnh viễn thám phản ánh đúng hiện trạng mặt đất cần phải hiệu chỉnh hình học cho ảnh, công việc này thực hiện bởi phần mềm xử

lý ảnh ENVI 4.2

+ Cắt ảnh của khu vực nghiên cứu, bằng cách chồng phủ Layer ranh giới của khu vực nghiên cứu lên ảnh và sử dụng công cụ của phần mềm Arcgis 9.3

+ Xây dựng bộ khóa ảnh:

Mỗi điểm khóa ảnh (mẫu ảnh) gồm một đối tượng (object) trên ảnh vệ tinh

và một điểm mẫu đối tượng (trạng thái) tương ứng tại thực địa có cùng tọa độ

Hệ thống khóa ảnh sẽ được sử dụng để xác định khoảng giá trị cho từng đối tượng rừng

Hệ thống khóa ảnh cũng có thể được sử dụng để so sánh đối chiếu và phân tích để giải đoán định tên trạng thái khi khoanh vẽ bán tự động hoặc khoanh vẽ trực tiếp trên máy tính

Phương pháp chọn mẫu ảnh

Có thể chọn vị trí điểm mẫu ảnh theo 2 phương pháp: chọn mẫu dựa vào tham khảo các bản đồ hiện trạng rừng gần nhất và chọn mẫu dựa vào đặc điểm phổ trên ảnh vệ tinh Trong giới hạn đề tài chọn mẫu theo tham khảo bản đồ hiện trạng rừng

Căn cứ vào bản đồ hiện trạng rừng để xác định 3-5 tuyến điều tra qua các trạng thái rừng cho mỗi cảnh ảnh Trên mỗi tuyến chọn những điểm đại diện cho các trạng thái rừng để xây dựng mẫu khoá ảnh Điểm mẫu ảnh được chọn phải nằm trong 1 trạng thái

Đối với ảnh vệ tinh các năm 2005, 2010 để nâng cao độ chính xác cho việc chọn mẫu từ bản đồ hiện trạng cũ nên khi lập tuyến điều tra thực địa có nhiều sự sai khác tác giả đã chú ý chọn điểm khóa ảnh phù hợp giữa thực tế

và bản đồ hiện trạng

Sau khi xử lý cập nhật trạng thái cho các lô ta được kết quả là file hiện trạng xử lý trong phòng Tuy nhiên đây là file dữ liệu ở dạng thô, cần tiến hành chỉnh sửa lại

Sử dụng các nguồn tài liệu đáng tin cậy thu thập được như bản đồ hiện trạng sử dụng rừng mới nhất của khu vực… để tham khảo, chỉnh sửa lại file hiện trạng giải đoán

Để đánh giá độ chính xác phân loại theo tổng hợp các tham số đề tài sử dụng chỉ số Kappa Cách xác định chỉ số được thể hiện trong công thức sau:

K = (T-E)/(1-E)

Trong đó : T là độ chính xác toàn cục cho bởi ma trận sai số

E là đại lượng thể hiện sự mong muốn (kỳ vọng) phân loại chính xác có thể dự đoán trước

Chỉ số kappa (K) càng lớn thể hiện sự phân loại càng chính xác

Sử dụng ma trận sai số phân loại để xác định độ chính xác toàn cục (T)

Bảng 2.1: Ma trận sai số phân loại Loại hình

…

…

…

k-1 O(k-1)1 O(k-1)1 … O(k-1)(k-1) O(k-1)k S(k-1)+

N: tổng diện tích trong bộ dữ liệu

Tỷ lệ % sai số bỏ sót: ti+ = 100 * (Si+ - Oii)/Si+

Tỷ lệ % sai số thực hiện: t+j = 100 * (S+j – Ojj)/S+j

Độ chính xác toàn cục của thuật toán phân loại: T = ∑Oii * 100 / n

c Phương pháp xử lý số liệu:

- Xây dựng bản đồ biến động: Dựa trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng thuộc lưu vực hồ Yên Lập, đề tài tiến hành chồng xếp các lớp bản đồ hiện trạng của

các năm để xây dựng bản đồ diễn biến tài nguyện rừng cho 2 giai đoạn 2005 –

2010 và 2010 – 2015 Qua đó xác định diện tích biến đổi của rừng tự nhiên thành đất trống do khai thác than gây ra

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ diễn biến rừng

- Gộp nhóm các đối tượng

Bản đồ hiện trạng từ ảnh

vệ tinh

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ DIỄN BIẾN

Chồng xếp bản đồ hiện

trạng Tính toán biến động

2.4.3 Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than đến chất lượng nước mặt hồ Yên Lập:

* Tiêu chí đánh giá:

+ Hiện trạng môi trường nước thải (thu thập mẫu nước ở các trạm xử lý nước thải của các Cty khai thác than, nước thải lắng đọng tại các lò, giếng khai thác than) với các chỉ tiêu đánh giá: pH; BOD, TSS, tổng N, NH4+(N),

NO2-(N), dầu động thực vật, Coliform

+ Hiện trạng môi trường nước mặt: Từ các đặc điểm các hoạt động khai thác khoáng sản than trong khu vực, chất lượng nguồn nước mặt được đánh giá cho các chỉ tiêu như sau: BOD5 (20oC), COD, TSS, NO2-(N), NH4+(N), tổng dầu mỡ, Coliform

* Phương pháp kế thừa số liệu: Phương pháp này được sử dụng để thu

thập các tài liệu, hồ sơ liên quan đến giấy phép khai thác, các hồ sơ môi trường liên quan của các công ty được cấp phép khai thác than trong khu vực Đây là các căn cứ quan trọng để đánh giá tình hình tuân thủ các quy định bảo

vệ môi trường của các doanh nghiệp khai thác than trong lưu vực Trên cơ sở

đó để đề xuất các giải pháp quản lý phù hợp, đảm bảo ngăn ngừa các rủi ro

môi trường cho khu vực

* Phương pháp điều tra thực địa: Phương pháp này được áp dụng trong

nhiệm vụ nhằm thu thập được các mẫu nước tại các điểm liên quan để phân tích đánh giá chất lượng, làm cơ sở đánh giá chất lượng môi trường trong khu vực Đồng thời, phương pháp này còn giúp thu thập được các hình ảnh, bằng chứng tư liệu về việc chấp hành các quy định pháp luật bảo vệ môi trường của các đơn vị khai thác than theo các quy định hiện hành về môi trường

Để đánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực khảo sát, tác giả đã tiến hành khảo sát để lấy các loại mẫu tại các vị trí như sau:

- Các mẫu nước thải sau xử lý từ các trạm xử lý của các đơn vị khai thác than trong khu vực;

- Các mẫu nước mặt trên các khe suối, hồ tiếp nhận các nguồn nước thải,

từ các khu vực khai thác than thuộc đầu nguồn và gần hồ trong lưu vực của hồ Yên Lập;

Bảng 2.2: Số lượng mẫu đánh giá

1 Mẫu nước mặt: tại các khe suối bị

ảnh hưởng của hoạt động khai thác

than, tại đầu hồ Yên Lập

- Thời gian nghiên cứu là vào mùa khô, do đó lưu lượng dòng chảy của các con suối trong khu vực đầu nguồn của hồ Yên Lập là rất nhỏ so với công suất chứa của hồ Nên chênh lệch vận tốc của dòng chảy giữa khu vực thượng nguồn của hồ và hạ nguồn của hồ là rất nhỏ và ảnh hưởng của các nguồn nước đầu nguồn trong mùa khô đến chất lượng nước tại các điểm xa thượng nguồn của hồ từ vài trăm mét trở đi là hầu như không đáng kể Bởi vậy, trong khuôn khổ của đề tài chỉ thực hiện 13 mẫu nước mặt thì việc lựa chọn khảo sát các mẫu tại các con suối tiếp nhận nguồn nước thải trực tiếp từ các khu vực có khai thác than là phù hợp(Bảng 2.2)

2.4.3.1 Đánh giá đặc điểm chất lượng nước thải

* Công ty TNHH MTV than Uông Bí (Khu vực đầu nguồn):

Vị trí lấy mẫu: mẫu nước thải được lấy tại các vị trí sau (Bảng 2.3 và sơ đồ 2.2)

Bảng 2.3: Vị trí lấy mẫu nước thải tại Cty TNHH MTV than Uông Bí

X: 407982 Y: 2341008

Nước thải sau xử lý tại trạm XLNT khu vực cửa lò +300, +320, +160 Cty than Uông Bí

X: 406683 Y: 2340893

Nước thải sau xử lý lấy lần 2 tại Trạm XLNT lò 190 – nước thải khu văn phòng của xí nghiệp than Hoành Bồ - Công ty than

Uông Bí

Nước thải tại các bể lắng của các lò và nước thải văn phòng Cty TNHH MTV than Uông Bí (tác giả lấy 03 mẫu ở 02 vị trí tại khu vực xử lý nước thải của Công ty khai thác than, với 2 lần lấy mẫu khác nhau thời gian sau khi đã

xử lý nước thải và sau khi lắng đọng ở các bể lắng khoảng thời gian từ 08h –

10h và từ 14h – 17h, ký hiệu mẫu nước thải là NT

* Công ty TNHH MTV than Thăng Long (Khu vực gần hồ Yên Lập):

Vị trí lấy mẫu: mẫu nước thải được lấy tại các vị trí sau (Bảng 2.4 và sơ đồ 2.2)

Bảng 2.4: Vị trí lấy mẫu nước thải tại Cty TNHH MTV than Thăng Long

hiệu

mẫu

Thời gian lấy mẫu

Nước thải sau xử lý lấy lần 1 tại Trạm XLNT hầm lò phân xưởng khai thác 4- mỏ Dân Chủ-Quảng La (Cty TNHH MTV than Thăng Long)