Nghiên cứu ảnh hưởng của đặc điểm địa hóa khu mỏ pyrit minh quang (ba vì) tới môi trường đất, nước và đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA KHU MỎ PYRIT MINH QUANG (BA VÌ) TỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU ĐẾN MÔI TRƯỜNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG TRẦN THỊ KIM DUNG HÀ NỘI, NĂM 2017 i BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA KHU MỎ PYRIT MINH QUANG (BA VÌ) TỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU ĐẾN MÔI TRƯỜNG TRẦN THỊ KIM DUNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 60440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHỔ HÀ NỘI, NĂM 2017 ii CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: TS Nguyễn Văn Phổ Cán chấm phản biện 1: PGS.TS Lưu Đức Hải Cán chấm phản biện 2: TS Nguyễn Thị Thục Anh Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 20 tháng 09 năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng 09 năm 2017 Tác giả luận văn Trần Thị Kim Dung ii LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Viện Công nghệ Địa chất Khoáng sản Để hoàn thành luận văn, học viên nhận hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Văn Phổ Trong trình hoàn thành luận văn học viên nhận động viên, góp ý, giúp đỡ tận tình nhà khoa học từ Viện Địa Chất, Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam nhiều nhà khoa học đồng nghiệp khác Luận văn sản phẩm đề tài cấp Nhà nước mã số KHCN–TB 02T/1318 thuộc Chương trình Khoa học Công nghệ cấp Nhà nước phục vụ phát triển bền vững vùng Tây Bắc Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Thầy hướng dẫn, lãnh đạo quan, cá nhân, nhà khoa học iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết luận văn 2.Mục tiêu nghiên cứu 3.Nội dung nghiên cứu 3.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 3.2 Nghiên cứu trạng môi trường nước khu mỏ pyrit Minh Quang 3.3 Nghiên cứu trạng môi trường đất khu mỏ pyrit Minh Quang vùng xung quanh 3.4 Xử lý số liệu, khoanh vùng nơi đất nước bị ô nhiễm 3.5 Đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường 4.Cách tiếp cận đề tài 5.Đối tượng phương pháp nghiên cứu 5.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5.2 Phương pháp nghiên cứu 6.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 6.1 Ý nghĩa khoa học Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG I TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan khu vực Ba Vì – Hà Nội 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm kinh tế nhân văn 12 1.1.3 Đặc điểm nước mặt nước ngầm 14 1.1.4 Đặc điểm khoáng sản khu vực Ba Vì 15 1.2 Tổng quan hoạt động khai thác khoáng sản 18 1.3 Tổng quan xã Minh Quang 18 1.4 Tổng quan mỏ pyrit Minh Quang 18 iv CHƯƠNG 22 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 22 2.1 Cơ sở lý luận 22 2.1.1 Nguồn ô nhiễm môi trường 22 2.1.2 Ô nhiễm kim loại nặng 25 2.1.3 Ô nhiễm môi trường đất 32 2.1.4 Ô nhiễm môi trường nước 34 2.2 Phương pháp thực đề tài 35 2.2.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu 35 2.2.2 Công tác khảo sát thực địa thu thập, bảo quản loại mẫu 36 2.2.3 Gia công phân tích loại mẫu đất, nước 41 2.2.4 Xử lý số liệu, tính toán số địa hóa môi trường 43 CHƯƠNG 48 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1 Thành phần kim loại nặng môi trường đất nước, kết tính toán số địa hóa 48 3.1.1 Thành phần kim loại nặng môi trường đất, kết tính toán số địa hóa 48 3.1.2 Thành phần kim loại nặng môi trường nước, kết tính toán số địa hóa 60 3.2 Ảnh hưởng đặc điểm địa hóa khu mỏ tới môi trường đất, nước đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ĐTM: Đánh giá tác động môi trường KLN : Kim loại nặng QCVN: Quy chuẩn Việt Nam BTNMT: Bộ tài nguyên môi trường TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam Py: Pyrit Gh: Goethit WHO: Tổ chức y tế giới PTN: Phòng thí nghiệm vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết phân tích thành phần khoáng vật mẫu quặng mỏ pyrit Minh Quang 20 Bảng 1.2 Kết phân tích ICP –MS thành phần mẫu quặng bãi thải 20 mỏ pyrit Minh Quang 20 Bảng 2.1 Phân cấp mức độ ô nhiễm dựa vào số địa hóa môi trường 46 Bảng 2.2.Phân cấp mức độ ô nhiễm theo số Cd 46 Bảng 2.3 Phân cấp mức độ ô nhiễm theo số PIAvgvà PLI 46 Bảng 3.1 Kết phân tích mẫu đất khu vực mỏ Minh Quang 51 Bảng 3.2 Kết tính toán số tích lũy chất ô nhiễm (Igeo) đất 52 Bảng 3.3 Kết tính toán số ô nhiễm (CF) đất 55 Bảng 3.4 Kết tính toán số tổng hợp môi trường đất 58 Bảng 3.5 Kết phân tích mẫu nước mặt khu vực mỏ Minh Quang 62 Bảng 3.6 Kết tính toán số tích lũy chất ô nhiễm (Igeo) nước 64 Bảng 3.7 Kết tính toán số nhiễm bẩn (CF) nước 68 Bảng 3.8 Kết tính toán số tổng hợp môi trường nước 72 Bảng 3.9 Thành phần (%) độ hạt mẫu đất khu mỏ Minh Quang 75 Bảng 3.10 Thành phần (%) khoáng vật đất khu mỏ Minh Quang 76 Bảng 3.11 Các số pH, Eh, Ec môi trường đất khu mỏ Minh Quang 77 Bảng 3.12 Kết đo số địa hóa môi trường nước khu mỏ Minh Quang 82 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vị trí địa lý khu vực Ba Vì Hình 1.2 Vườn chè chân núi Ba Vì 11 Hình 1.3 Cánh đồng chân núi Ba Vì 13 Hình 1.4 Khu nghỉ mát Hồ Suối Hai 13 Hình 1.5 Biến đổi quặng pyrit (a) biến đổi thành goethit (b) 20 Hình 2.1 Khảo sát thực địa khu vực khai thác (cũ) mỏ pyrit Minh Quang 37 Hình 2.2 Lấy mẫu nước khu vực mỏ Minh Quang 38 Hình 3.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất khu vực mỏ pyrit Minh Quang 50 Hình 3.2 (a) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số Igeo nguyên tố Mn, Fe, Co, Ni đất 54 Hình 3.2 (b) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số Igeo nguyên tố Cu, Zn, As, Se, Cd, Pb đất 55 Hình 3.3 (a) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số CF 56 nguyên tố Mn, Fe đất 56 Hình 3.3 (b) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số CF 57 nguyên tố Co, Ni, Cu, Zn, As, Se đất 57 Hình 3.3 (c) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số CF 58 nguyên tố Cd, Pb đất 58 Hình 3.4 Bản đồ phân vùng ô nhiễm theo kết tính toán số tổng hợp cho nguyên tố môi trường đất 59 Hình 3.5 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước khu vực mỏ pyrit Minh Quang 61 Hình 3.6 (a) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số Igeo 67 nguyên tố Mn, Fe, Cu, Ni, Zn, As nước 67 Hình 3.6 (b) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số Igeo 67 nguyên tố Cd, Pb nước 67 Hình 3.7 (a) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số CF 71 nguyên tố Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As nước 71 Hình 3.7 (b) Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết tính toán số CF 71 nguyên tố Cd, Pb nước 71 Hình 3.8 Bản đồ phân vùng ô nhiễm theo kết tính toán số tổng hợp cho nguyên tố môi trường nước 73 Hình 3.9 (a) Phân bố hàm lượng nguyên tố kim loại Mn, Fe, Co, Ni đất khu mỏ Minh Quang 79 87 Như hàm lượng cao kim loại nặng nước khu vực Minh Quang có liên hệ chặt chẽ đến hàm lượng cao chúng đất, đá thải, quặng đuôi quặng phát tán rộng rãi bề mặt khu mỏ Nước thải mỏ với độ acid cao đóng góp nhiều vào việc gia tăng tốc độ hoà tan tăng hàm lượng kim loại Tóm lại, qua đồ phân bố hàm lượng nguyên tố cho thấy khu vực tập trung cao hàm lượng nguyên tố kim loại nặng vị trí moong khai thác cũ pyrit, bãi tập kết quặng, bãi đất đá quặng thải b Các biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường đất nước khu mỏ Minh Quang * Khái quát nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường khu mỏ Minh Quang Từ kết nghiên cứu phần trước thấy, môi trường đất nước khu vực nghiên cứu bị ô nhiễm kim loại nặng Nguồn gây ô nhiễm xác định thân quặng khai thác dở dang bãi thải đuôi quặng để lại hoạt động khai thác khoáng sản trước Tại khu mỏ Minh Quang có nhiều thân quặng phân bố khu vực có địa hình phân cắt mạnh, có dòng chảy thường xuyên tạm thời cắt qua thân quặng khai trường Tại khu vực mỏ có thân quặng khai thác dở dang lộ vách moong khai thác sườn dốc Nhiều chỗ quan sát thấy tảng/cục quặng tươi có màu vàng sáng vàng nhạt, ánh kim mạnh với thành phần chủ yếu pyrit (FeS2) pyrotin (Fe1-xS) 88 Hình 3.12 Thân quặng pyrit bị oxy hóa khu mỏ Minh Quang Hình 3.13.Dòng nước thải axid mỏ rỉ từ thân quặng khu mỏ Minh Quang Như quan sát thực địa thể hình 3.12 hình 3.13, đa số trường hợp, khoáng vật bị phong hóa mức độ khác tạo thành oxyt/hyđroxyt sắt hóa trị ba (limonit-goethit-Fe (OH)3) có màu nâu vàng (Hình 3.12) Các sản phẩm có mặt nước mặt nước ngầm dễ dàng giải phóng hợp chất hòa tan lưu huỳnh kim loại, đặc biệt ion sắt hai (Fe2+) Các ion sắt nước ngầm xuất lộ dễ dàng bị oxy hóa tạo thành hydroxyt sắt ba lắng xuống tạo thành vết bám màu vàng nâu vách đá đáy dòng chảy (Hình 3.13) 89 Trong phạm vi khu mỏ, học viên quan sát thấy bãi thải đổ tràn lan khắp diện tích khu mỏ, vị trí quy hoạch cụ thể, biện pháp xử lý Đây nguyên nhân gây ô nhiễm nghiêm trọng khu vực mỏ (Hình 3.14) Sau học viên mô tả khái quát nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước môi trường đất khu mỏ Hình 3.14 Bãi quặng thải khu mỏ Minh Quang Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước khu mỏ Kết khảo sát nghiên cứu học viên cho thấy, dòng thải axid mỏ nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước Trong trình khai thác, quặng sulphur nguyên sinh với thành phần khoáng vật chủ yếu pyrit (FeS2) pyrotin (Fe1-xS), có chứa kim loại nặng dạng tạp chất đồng hình bị phơi mặt bịoxy hóa theo phản ứng sau: 2FeS2 + 2H2O + O2 FeSO4 + H2SO4 12 FeSO4 + 3O2 + H2O  Fe2(SO4)3 + Fe(OH)3 90 Sulphat sắt ba dễ bị thuỷ phân: Fe2(SO4)3 + H2O  Fe(OH)3 + H2SO4 Fe2O3.nH2O + H2SO4 Hình 3.15 Bãi đá thải khu mỏ Minh Quang với nước thải axit thấm rỉ Limonit (goethit) sản phẩm cuối phản ứng đới oxy hoá khoáng sàng sulphur, tạo nên tích tụ đặc trưng dạng mũ sắt Limonit sản phẩm bền vững cuối phân huỷ khoáng vật chứa sắt khác biotit (khoáng vật mica chứa sắt), horblend (amphibol chứa sắt) Quá trình oxy hoá thường xảy mạnh môi trường kiềm, xảy chậm chạp môi trường axid Như dòng thải axit mỏ hệ trình phong hóa tác nhân cho phản ứng xảy chậm Oxy hoá xảy mạnh vật chất chứa lưu huỳnh đá tỏa nhiệt, để trung hòa bể xử lý nước giới thiệu phần sau Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất khu mỏ Đất khu mỏ vùng xung quanh bị ảnh hưởng nặng nề trình khai thác Trong trình bóc đất đá, đá thải có lẫn khoáng vật sulphur không thu dọn, tập kết cách mà phân tán nhiều khu vực phạm vi mỏ Khi phơi mặt lâu ngày chúng bị oxy hóa giải phóng tổ phần dễ hòa tan nước mặt nước ngầm phát tán vào môi trường đất xung 91 quanh Đất khu mỏ có giàu tổ phần sét hydroxyt sắt (limonitgoethit), tổ phần có khả hấp thụ lưu giữ kim loại nặng dẫn đến tích lũy kim loại với hàm lượng cao đất khu mỏ Ngoài vai trò nước mặt nước ngầm, không khí đóng vai trò quan trọng việc khuyếch tán bụi trình khai thác vận chuyển quặng từ khu mỏ khu vực xung quanh, bụi trình phá vỡ đất đá (khoan, nổ mìn) gió phát tán có mang nhiều hạt quặng lắng xuống nguồn gây ô nhiễm đáng kể * Một số giải pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Hiện phục hồi môi trường khai thác mỏ, đặc biệt mỏ có chứa tổ phần độc hại (khoáng sản độc hại) công việc khó khăn tốn Do điều kiện tiến hành thực nghiệm xử lý cải tạo đất, học viên đề xuất số giải pháp có tính định hướng để giảm thiểu ô nhiễm, phục hồi môi trường khai thác theo quy định hành phủ Giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước Giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước quan trọng việc phục hồi bảo vệ môi trường khu vực khai thác mỏ Tại khu vực mỏ Minh Quang, nước thải axit mỏ thường xuyên xuất lộ từ thân quặng bãi thải, tạo thành dòng chảy thường xuyên có độ pH thấp hòa tan nhiều kim loại nặng độc hại Đặc biệt thời gian mùa khô, nước mặt nước ngầm không bị pha loãng nước mưa Do cần thu gom xử lý triệt để Do học viên đề xuất quy trình xử lý sau: Trước hết cần xây dựng hồ thu gom lưu trữ bên cạnh đập tràn để lưu giữ dòng nước xây dựng hệ thống xử lý nước độc lập thời gian mùa khô Đập tràn bê tông dự kiến xây dựng gần cuối thung lũng khu vực khai thác nhằm ngăn nước mùa khô để đưa vào hồ chứa Nước dẫn quan kênh nhỏ (hoặc ống dẫn) có chắn để ngăn nước vào hồ chứa mùa mưa Hồ chứa dự kiến có dung tích khoảng 360-400m3 lót đáy vách 92 lớp sét dẻo chống thấm, phía lớp vữa xi măng cát vàng có tráng nhựa epoxi chống ăn mòn để ngăn nước thấm rỉ vào môi trường đất Nước thải axit mỏ lưu giữ từ hồ chứa bên cạnh đập tràn đưa vào hồ trung hòa có chứa đá vôi (CaCO3) vôi sống (CaO) để tăng độ pH nước, tạo điều kiện cho hydroxyt sắt có hấp phụ phần kim loại nặng lắng xuống đáy tháo theo hệ thống riêng, sấy/ép khô đưa vào bảo quản, lưu trữ kho chứa biệt lập Phần nước lại tiếp tục đưa qua kênh dẫn có chứa vật liệu hấp phụ (zeolit, perlit, diatomit ) để tiếp tục thu giữ kim loại nặng tổ phần độc hại khác, sau đưa đến bể lắng có thả thực vật với rễ có khả hấp thụ kim loại nặng (một số loại cỏ phát triển nước, bèo tây) để loại bỏ kim loại nặng trước thải hệ thống sông suối vùng Toàn hệ thống kênh dẫn, bể xử lý gia cố tráng nhựa epoxy để tránh thấm rỉ trình vận hành Quy trình minh họa hình 3.16 Cần lưu ý với đặc điểm địa hình khu vực chủ yếu núi đồi nên lợi dụng độ dốc chênh lêch độ cao khu mỏ để xây dựng hồ chứa bể xử lý độ cao khác biệt hệ thống ống dẫn tự chảy nhằm tiết kiệm lượng cho việc bơm nước Hình 3.16 Mô hình hệ thống xử lý nước thải axit mỏ 93 Cải tạo, phục hồi môi trường đất Việc cải tạo phục hồi môi trường đất khó khăn nhiều so với việc xử lý ô nhiễm nước Trong cải tạo, phục hồi môi trường đất việc xử lý hàm lượng kim loại nặng mẫu đất nước khu vực nghiên cứu đòi hỏi trình lâu dài tốn Hiện nước ta có công tác xử lý đất bị ô nhiễm thuốc trừ sâu (nền đất kho chứa thuốc trừ sâu cũ) có quy mô nhỏ vài địa phương với phương pháp chủ yếu bóc toàn khối lượng đất bị ô nhiễm mang tập kết lưu địa điểm lưu giữ chất thải nguy hại xây dựng kiên cố, cách biệt hoàn toàn với môi trường xung quanh Hiện có dự án phủ Hoa Kỳ xử lý khu vực bị ô nhiễm dioxin kho chứa chất khai quang quân đội Hoa Kỳ chiến tranh Việt Nam (1965-1975) sân bay Đà Nẵng Phù Cát (Bình Định) Một khối lượng lớn đất bị ô nhiễm bốc đi, xử lý để loại bỏ dioxin với chi phí vô cao Phương thức xử lý triệt để khó áp dụng bãi thải mỏ điều kiện kinh phí Công nghệ xử lý, cải tạo phục hồi môi trường đất khu vực khai thác mỏ công nghệ mẻ, nước có kết hạn chế ban đầu Trong mỏ khai thác có quy mô lớn, quản lý chặt chẽ, đá thải đuôi quặng có tổ phần độc hại thường tập kết, lưu trữ chôn lấp khu vực biệt lập (các bãi thải) gia cố (đập ngăn, tầng phủ) để cách biệt hẳn với đối tượng khác nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng đến môi trường xung quanh (ví dụ bãi thải nhà máy alumin Tân Rai Nhân Cơ Tây Nguyên) Các nước thấm rỉ xử lý trước thải môi trường xung quanh Hiện có số đề án nghiên cứu (ở Canada, Australia, Hàn Quốc ) sử dụng vi sinh vật việc hòa tan tổ phần độc hại đất, ví dụ kim loại nặng, chiết tách để đưa vào nước kim loại này, sau thu gom xử lý 94 bể chứa nhằm loại bỏ kim loại độc hại khỏi môi trường, phục hồi lại môi trường bãi thải Ngoài có công trình nghiên cứu sử dụng số loại có khả tích tụ kim loại nặng thân, để làm giảm hàm lượng kim loại nặng đất đá thải Ở Việt Nam có số công trình nghiên cứu bắt đầu theo xu hướng (Phan Quốc Hùng, Nguyễn Hữu Thanh ) [20,21] Do có quy mô nhỏ, khai thác cách hai mươi năm với công nghệ lạc hậu quản lý lỏng lẻo, nhận thức môi trường hạn chế nên đất đá quặng thải khu mỏ tập kết tùy tiện Tại khu vực Minh Quang, đất đá thải vấn đề lớn vứt bỏ hay lưu giữ tùy tiện nhiều vị trí khai trường Để cải thiện độ chua đất khu vực, học viên đề xuất biện pháp bón vôi để khử tính chua đất tăng độ pH cho đất Đối với khu vực Minh Quang, công việc khó khăn bề mặt địa hình phân cắt có độ dốc lớn, bãi thải nằm rải rác bãi thải chứa nhiều cục, tảng đá/quặng chứa khoáng vật sulphur tươi, tác nhân tiếp tục gây ô nhiễm bị phong hóa Vì điều quan trọng khu mỏ Minh Quang thu gom, tập kết toàn đất đá quặng thải khu mỏ vào khu vực có điều kiện thuận lợi để lưu trữ xử lý Cần xây dựng đập kiên cố để bao quanh ngăn giữ lượng đất đá quặng thải Dưới đáy đập ngăn phải có hệ thống thu gom nước thải đưa vào xử lý chung với việc xử lý nước thải axit mỏ trình bày phần Tại khu tập kết nghiên cứu sử dụng chủng vi sinh vật có khả hòa tan kim loại nặng đưa vào nước thấm rỉ phía để giảm thiểu hàm lượng kim loại nặng đất đá thải Nước thấm rỉ thu gom để xử lý chung với nước thải axit mỏ hệ thống xử lý mô tả Ngoài nghiên cứu sử dụng loại có khả tích tụ kim loại nặng thân để loại bớt chúng khỏi đất đá thải 95 Theo số nghiên cứu nước nước [9,12,20,21], sử dụng số cỏ, vi sinh vật có khả hòa tan tập trung kim loại nặng từ môi trường đất nước Rau Mương (Hình 3.17a) rau Dừa Nước (Hình 3.17b); nhiều chủng loại khác có khả tích tụ kim loại nặng cúc Vạn Thọ, Trinh Nữ không gai, số loại nấm mốc a b Hình 3.17 Cây Rau Mương (a) sống đất ẩm cạn, rau Dừa Nước (b) sống nước có khả tích tụ kim loại nặng Các cỏ nuôi trồng, phát triển đất mặt nước để tích tụ kim loại nặng, sau thu hoạch, phơi khô đem đốt đóng bánh tro, lưu trữ, bảo tồn khu riêng biệt Tuy kết nghiên cứu ban đầu, chưa áp dụng đại trà Việt Nam Trong thời điểm tại, biện pháp rẻ tiền phủ lên lớp đất phủ đủ dầy trồng lên để chống xói mòn, giảm thiểu tác động xấu đến môi trường xung quanh Tất biện pháp đòi hỏi phải có quan tâm đầu tư mức quyền nhân dân địa phương 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua kết đạt trình thực đề tài luận văn, đưa số kết luận sau: Hiện trạng môi trường khu vực mỏ pyrit Minh Quang bị bỏ hoang từ lâu bị ô nhiễm trầm trọng nguyên tố kim loại nặng chất độc hại, đặc biệt bãi tập kết quặng bãi thải Trong đó, nguyên nhân gây ô nhiễm trình phong hóa sulfid tạo thành dòng thải acid mỏ giải phóng kim loại Dưới ảnh hưởng nước mưa chảy tràn, dòng thải acid mang theo kim loại độc hại từ moong khai tháctừ núi xâm nhập vào môi trường nước mặt suối, sau phân tán vào môi trường đất môi trường nước ngầm Sự phân bố kim loại nặng chất độc hại khu vực nghiên cứu không đồng có khác môi trường đất môi trường nước - Trong môi trường đất, phân bố hàm lượng nguyên tố có biến động rõ rệt, kim loại Fe, Ni, Cu, Cd, Pb tập trung chủ yếu khu vực bãi tập kết quặng bãi thải mỏ, nguyên tố lại Se, Co, Mn lại có phân bố rộng rãi từ bãi thải mỏ kéo dài dọc theo dòng suối Sự khác biệt xảy tính linh động chất hóa học nguyên tố môi trường đất, bên cạnh phụ thuộc vào đặc điểm môi trường độ thấm đất - Trong môi trường nước mặt, nhìn chung nguyên tố độc hại tập trung chủ yếu khu vực bãi tập kết quặng trước bãi thải mỏ, điều lý giải gần khu mỏ có dòng suối lớn chảy qua trung hòa độ acid nước thải mỏ đồng thời hòa tan mang chất độc hại xa nên vùng lại khu vực nghiên cứu bị ô nhiễm Dựa vào kết tính toán số ô nhiễm địa hóa số tổng hợp tiến hành phân vùng mức độ ô nhiễm nguyên tố độc hại khu vực nghiên cứu để từ có đánh giá xác trạng ô nhiễm khu vực mỏ Minh Quang Kết phân bậc theo mức độ ô nhiễm tổng hợp sử 97 dụng nhằm khoanh vùng ô nhiễm địa hóa khu vực, đồng thời đề biện pháp khắc phục phục vụ cho việc quy hoạch không gian nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường Kiến nghị Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đặc biệt hạn chế tạo thành dòng thải acid mỏ phân tán chất độc hại vào môi trường trước hết cần phải có biện pháp thu gom xử lý dòng nước thải song song với việc cải tạo, phục hồi đất khu mỏ pyrit Minh Quang cách hợp lý triệt để Việc áp dụng giải pháp thực định hướng quy hoạch không gian nhằm giảm thiểu tác động ô nhiễm môi trường mỏ gây ra, đặc biệt công tác quy hoạch sử dụng đất cần phải địa phương trọng để đảm bảo tính an toàn, khoa học, dựa sở tính toán kĩ lưỡng, toàn diện điều kiện kinh tế, xã hội môi trường Bên cạnh đó, để không mỏ bị bỏ hoang vô trách nhiệm với môi trường, quan quản lý nhà nước cần phải tiếp tục hoàn thiện hệ thống pháp luật bảo vệ môi trường, có chế tài xử phạt mạnh mẽ hành vi gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt môi trường mỏ khoáng sản sau khai thác cần phải thường xuyên kiểm tra, giám sát định kì nhằm hạn chế tối đa tác động đến môi trường xung quanh 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Barrie Jonhson, Kevin Hallberg: Acide Mine Drainage Remediation options: a Review Science of the Total Environment 238 (2005), Elsevier, Netherland Bhattacharya, A., J Routh, G Jacks, P Bhattacharya and M Morth, 2006 Environmental assessment of abandoned mine tailings in Adak, Vasterbotten District (Northern Sweden) Appl Geochem., 21: 1760-1780 Đặng Văn Bát, Đỗ Đình Toát nnk Báo cáo kết thành lập đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 khu Ba Vì – Hà Tây Thạch Khoán (Phú Thọ) Đại học MỏĐịa chất, Hà Nội 2000 Frederic R Siegel Environmental Geochemistry of Potentially Toxic Metals Springer, Berlin, 2002 Geoffrey S Plumlee and Mark J Logsdon.The Environmental geochemistry of mineral deposits, Elsevier Publisher, Amtersdam, 1998 Hakanson L 1980 An ecological risk index for aquatic pollution-control- a sediment logical approach Water Resources, 14: 975-1001 Hamilton EI (2000), “Environmental variables in holistic evaluation of land contaminated by historic mine wastes: a study of multi- element mine wastes in West Devon, England and using arsenic as an element of potential concern to human health”, The Science of the Total Environment, vol 249, pp 171-221 Hart, W., and Stiller, A.H., 1991 Application of phosphate refuse to coal mine refuse for amelioration of acid mine drainage Proceedings, Second International Conference on Abatement of Acidic Drainage, Montreal, Canada Hussein H S (2008), “Optimization of Plant-Bacteria Complex forPhytoremediation of Contaminated Soils”, International Journal of Botany 4(4), pp.437-443 99 10 John V Walther Essentials of Geochemistry Jon and Barrtlet Publisher, Masachusetts, 2005 11 Juan Luis, Trujillo-Cardenas, Nereida P Saucedo-Torres, Pedro Faustino Zarate del Valle, Nely Rios-Donato, Eduardo Mendizabal, Sergio Gomez-Salazar (2010), “Speciation and sources of toxic metals in sediment of lake Chapala, Mexico”, Journal of the Mexican Chemical Society, vol 54(2), pp 79-87 12 Mani Rajkumar and Helena Freitas (2008), “Influence of metal resistant plantgrowth-promoting bacteria on the growth of Ricunus communis in soil contaminated withheavy metals”, Chemosphere 71, pp 834-842 13 Muller P.J and Suess E (1979), “Productivity, sedimentation rate and sedimentary organicmatter in the oceans I Organic carbon presentation”, Deep Sea Research, vol 26, pp 1347 14 Nguyễn Khắc Giảng.Bài Giảng Địa hóa cảnh quan môi trường dành cho Cao học, Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội 2008 15 Nguyễn Văn Nhân, Nguyễn Thị Hoàng Hà: Đặc điểm khoáng vật điều kiện thành tạo tụ khoáng sulfur đồng – đa kim vùng Hòa Bình vùng lân cận Tạp chí Địa chất, loạt A, số 291, 11-12/2005 16 Nguyễn Văn Phổ Địa hóa học NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2001 17 Nguyễn Văn Phổ, Phạm Tích Xuân: Mô hình địa môi trường mỏ khoáng ý nghĩa chúng trogn đánh giá ảnh hưởng môi trường khai thác mỏ Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT, số 33/2011, trang 10 – 17 18 Nordstrom DK, Alpers CN (1999) Geochemistry of acid mine waters In: Plumlee GS, Logsdon MJ (eds) The Environmental Geochemistry of Mineral Deposits Reviews in Economic Geology 6A: 133-160 19 Phạm Luận (2000), Giáo trình phương pháp phân tích phổ khối nguyên tử ICP-MS, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội 100 20 Phan Quốc Hùng, Nguyễn Hữu Thành, Lê Như Kiều, Nguyễn Viết Hiệp: Ảnh hưởng số loài nấm mốc thực vật trình xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) Tạp chí Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, số 6/2011, trang 21-28 21 Phan Quốc Hùng, Nguyễn Hữu Thành, Lê Như Kiều, Nguyễn Viết Hiệp: Lựa chọn phân lập sơ chủng vi sinh để xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng Tạp chí Khoa học Đất, số 32/2009, trang 126-129 22 Quản lý thoát nước chứa axit kim loại, Social Economic Environmental 23 Quy chuẩn Việt Nam QCVN 03-MT: 2015/BTNMT (Quy chuẩn quốc gia kim loại nặng đất) 24 Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08-MT: 2015/BTNMT (Quy chuẩn quốc gia chất lượng nước mặt) 25 Stumm W and J.J Morgan (1996) Aquatic Chemistry 3rd edition, John Wiley, New York, 1022 pp 26 TCVN 4198:2014: Đất xây dựng – Phương pháp phân tích thành phần hạt phòng thí nghiệm 27 TCVN 6663 – :2008 ( ISO 5667 – :2005): Chất lượng nước – Lấy mẫu – Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu sông suối 28 TCVN 7538 – : 2005 (ISO 10381 – : 2002): Chất lượng đất – Lấy mẫu – Phần 2: Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu 29 Tomlinson D L., Wilson J G., Harris C R and Jeffney D W (1980): problems in the assessment of heavy metal levels in estuaries and the formation of pollution index, Helgol Wiss Meeresunters, vol 33, pp.566-572 30 Trần Văn Chính Giáo trình thổ nhưỡng học, nhà xuất Nông Nghiệp, 2006 31 U.S EPA (2014), “Toxicological Benchmarks for Screening Contaminants of Potential concern for Effects on Sediment - Associated Biota, Report of the 101 Sediment Criteria Subcommittee, Science Advusory Board”, ES/ER/TM-95/R4, U.S environmental Protection Agency, Washington, DC 32 Ziemkiewicz P F., 1990 Advances in the prediction and control of AMD ... chọn thực đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng đặc điểm địa hóa khu mỏ pyrit Minh Quang (Ba Vì) tới môi trường đất, nước đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Mục tiêu nghiên cứu - Xác... NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA KHU MỎ PYRIT MINH QUANG (BA VÌ) TỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN... vực nghiên cứu - Mối liên hệ đặc điểm địa hóa phân bố hàm lượng kim loại khu vực nghiên cứu 3.5 Đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Nghiên cứu ảnh hưởng khai thác mỏ môi trường