Nghiên cứu hiện trạng môi trường nước và đề xuất giải pháp quản lý môi trường nước tại khu vực mỏ than phấn mễ tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ THU PHƢƠNG Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG NƢỚC TẠI KHU VỰC MỎ THAN PHẤN MỄ, TỈNH THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Liên thông Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Khóa : 2014 – 2016 Thái Nguyên, năm 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ THU PHƢƠNG Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG NƢỚC TẠI KHU VỰC MỎ THAN PHẤN MỄ, TỈNH THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Liên thông Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Lớp : LTK11 - KHMT Khóa : 2014 – 2016 Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Hà Đình Nghiêm Thái Nguyên, năm 2016 i LỜI CẢM ƠN Trong năm học tập trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên, em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ, bảo tận tình thầy cô giáo trƣờng đặc biệt thầy cô giáo khoa Môi Trƣờng Em xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu trƣờng đại học Nông lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Môi Trƣờng, toàn thể quý thầy cô giảng dạy, hƣớng dẫn em suốt trình học tập trƣờng Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy: ThS Hà Đình Nghiêm trực tiếp hƣớng dẫn, bảo tận tình, chi tiết suốt trình em thực khoá luận tốt nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn Sở Tài nguyên Môi trƣờng Thái Nguyên,Viện Công nghệ Môi trƣờng, UBND huyện Phú Lƣơng huyện Đại Từ, tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em suốt trình thực luận văn Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới ngƣời thân gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ em nhiều trình học tập hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Trong trình thực đề tài, có cố gắng nhƣng thời gian lực hạn chế nên đề tài em tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn đồng nghiệp để đề tài em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 10 tháng năm 2016 Sinh viên Hoàng Thị Thu Phƣơng ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu oxi sinh hóa BTNMT : Bộ tài nguyên môi trƣờng BVMT : Bảo vệ môi trƣờng CHXHCNVN : Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam CNH – HĐH : Công nghiệp hóa - đại hóa COD : Nhu cầu oxy hóa học EIA : Cơ quan thông tin lƣợng Mỹ NĐ-CP : Nghị định - phủ QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TKV : Tập đoàn than Khoáng sản Việt Nam TSS : Tổng chất rắn lơ lửng iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Top 10 quốc gia khai thác than giới 11 Hình 2.2: Top 10 quốc gia tiêu thụ than giới .12 Hình 4.1: Mỏ than Phấn Mễ, tỉnh Thái Nguyên 25 Hình 4.2: Sơ đồ trình khai thác lộ thiên mỏ than Phấn Mễ 28 Hình 4.3: Sơ đồ trình khai thác hầm lò mỏ than Phấn Mễ 30 Hình 4.4: Sơ đồ công nghệ khai thác than thủ công 31 Hình 4.5: Sơ đồ cấu tạo hệ thống xử lý nƣớc thải mỏ than Phấn Mễ .32 Hình 4.6: Hàm lƣợng TSS trƣớc sau xử lý 35 Hình 4.7: Hàm lƣợng COD trƣớc sau xử lý 35 Hình 4.8: Hàm lƣợng BOD5 trƣớc sau xử lý 36 Hình 4.9: Hàm lƣợng TSS sau xử lý qua năm 37 Hình 4.10: Hàm lƣợng COD sau xử lý qua năm 37 Hình 4.11: Hàm lƣợng Fe sau xử lý qua năm .38 Hình 4.12: Hàm lƣợng TSS năm 2014 40 Hình 4.13: Hàm lƣợng COD năm 2014 41 Hình 4.14: Hàm lƣợng BOD5 năm 2014 41 Hình 4.15: Hàm lƣợng TSS năm 2015 43 Hình 4.16: Hàm lƣợng COD năm 2015 43 Hình 4.17: Hàm lƣợng BOD5 năm 2015 44 Hình 4.18: Hàm lƣợng TSS làng Cẩm năm 2014-2015 45 Hình 4.19: Hàm lƣợng COD làng Cẩm năm 2014-2015 45 Hình 4.20: Hàm lƣợng BOD5 làng Cẩm năm 2014-2015 46 Hình 4.21: Hàm lƣợng TSS sông Đu năm 2014-2015 46 Hình 4.22: Hàm lƣợng COD sông Đu năm 2014-2015 47 Hình 4.23: Hàm lƣợng BOD5 sông Đu năm 2014-2015 47 Hình 4.24: Hàm lƣợng Fe làng Cẩm năm 2014-2016 .49 Hình 4.25: Hàm lƣợng Coliform làng Cẩm năm 2014-2016 49 Hình 4.26: Hàm lƣợng Fe nƣớc ngầm .51 Hình 4.27: Hàm lƣợng pH nƣớc ngầm 52 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Tải lƣợng tác nhân ô nhiễm ngƣời đƣa vào hàng ngày Bảng 2.2: Trữ lƣợng mỏ than Quang Ninh 14 Bảng 2.3: Thống kê than Việt Nam EIA .14 Bảng 3.1: Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản vận chuyển mẫu nƣớc .22 Bảng 3.2: Vị trí lấy mẫu nƣớc 23 Bảng 3.3: Các thông số quan trắc môi trƣờng nƣớc 23 Bảng 3.4: Phƣơng pháp phân tích mẫu nƣớc phòng thí nghiệm .24 Bảng 4.1: Công nghệ xử lý chất thải Mỏ than Phấn Mễ 32 Bảng 4.2: Kết phân tích nƣớc thải trƣớc xử lý khai thác hầm lò .33 Bảng 4.3: Kết phân tích nƣớc thải sau xử lý khai thác hầm lò 34 Bảng 4.4: Diễn biến kết phân tích mẫu nƣớc thải sau xử lý khai thác hầm lò năm 2014, 2015, 2016 36 Bảng 4.5: Kết phân tích mẫu nƣớc mặt năm 2014 .38 Bảng 4.6: Kết phân tích mẫu nƣớc mặt năm 2015 .42 Bảng 4.7: Kết phân tích mẫu nƣớc mặt suối làng Cẩm năm 2016 .48 Bảng 4.8: Kết phân tích mẫu nƣớc ngầm khu vực khai thác than từ năm 2014 - 2015 .50 Bảng 4.9: Kết phân tích mẫu nƣớc ngầm khu vực dân cƣ từ năm 2014 đến 2016 50 Bảng 4.10: Ý kiến ngƣời dân nguồn nƣớc mặt 52 Bảng 4.11: Ý kiến ngƣời dân nguồn nƣớc ngầm 53 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv MỤC LỤC v Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu yêu cầu đề tài .2 1.2.1 Mục tiêu đề tài 1.2.2 Yêu cầu đề tài .2 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn .2 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học .3 2.1.1 Cơ sở lý luận .3 2.1.2 Cơ sở pháp lý 2.2 Khái quát chất lƣợng nƣớc 2.2.1 Ô nhiễm nƣớc 2.2.2 Các tiêu nói lên chất lƣợng nƣớc 2.2.3 Nguồn nƣớc thải đặc điểm nƣớc thải công nghiệp 2.3 Tình hình nghiên cứu nƣớc 10 2.3.1 Tình hình khai thác than Thế giới 10 2.3.2 Tình hình khai thác than Việt Nam 13 2.4 Ảnh hƣởng hoạt động khai thác than tới môi trƣờng 17 2.4.1 Ảnh hƣởng hoạt động khai thác than tới môi trƣờng đất 17 2.4.2 Ảnh hƣởng hoạt động khai thác than tới môi trƣờng nƣớc 18 2.4.3 Ảnh hƣởng hoạt động khai thác than tới môi trƣờng không khí 19 vi Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 20 3.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 20 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 20 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 27 3.2.1 Địa điểm nghiên cứu .20 3.2.2 Thời gian nghiên cứu 20 3.3 Nội dung nghiên cứu 20 3.3.1 Tổng quan mỏ than Phấn Mễ, tỉnh Thái Nguyên .20 3.3.2 Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc khu vực Mỏ than Phấn Mễ 20 3.3.3 Đánh giá ngƣời dân chất lƣợng môi trƣờng nƣớc khu vực mỏ than Phấn Mễ, tỉnh Thái Nguyên 20 3.3.4 Đề xuất giải pháp quản lý môi trƣờng nƣớc khu vực mỏ than Phấn Mễ 20 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 3.4.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp 20 3.4.2 Phƣơng pháp khảo sát thực địa .21 3.4.3 Phƣơng pháp điều tra vấn 21 3.4.4 Phƣơng pháp lấy mẫu phân tích 21 3.4.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu, so sánh, đối chiếu với tiêu chuẩn cho phép 24 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .25 4.1 Tổng quan mỏ than Phấn Mễ, tỉnh Thái Nguyên 25 4.1.1 Vị trí địa lí, địa hình địa chất mỏ than Phấn Mễ 25 4.1.2 Điều kiện tự nhiên 26 4.1.3 Điều kiện kinh tế xã hội 27 4.1.4 Hoạt động mỏ than Phấn Mễ 27 4.2 Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc khu vực mỏ than Phấn Mễ 32 4.2.1 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc thải khu vực khai thác than hầm lò mỏ than Phấn Mễ 33 4.2.2 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc mặt khu vực mỏ than Phấn Mễ .38 4.2.3 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc ngầm khu vực mỏ than Phấn Mễ 50 vii 4.4 Đề xuất giải pháp quản lý môi trƣờng nƣớc khu vực mỏ than Phấn Mễ 54 4.4.1 Các giải pháp kĩ thuật 54 4.4.2 Giải pháp quản lý .55 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 5.1 Kết luận 57 5.2 Kiến nghị 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Than nguồn tài nguyên không tái tạo vô quý giá nƣớc ta Hiện nay, năm thu đƣợc hàng chục nghìn tỷ đồng từ hoạt động khai thác than kinh doanh than, mang lại công ăn việc làm cho nhiều ngƣời lao động Ngành công nghiệp khai thác than nƣớc nói chung địa bàn tỉnh Thái Nguyên nói riêng có bƣớc phát triển vƣợt bậc, góp phần quan trọng nghiệp phát triển kinh tế - xã hội tỉnh nhƣ nƣớc Thái Nguyên đƣợc đánh giá tỉnh có trữ lƣợng than lớn thứ tỉnh thành nƣớc bao gồm than mỡ, than đá đƣợc phân bố tập trung huyện Đại từ Phú Lƣơng Tiềm than mỡ có khoảng 15 triệu tấn, trữ lƣợng tìm kiếm thăm dò khoảng 8,5 triệu tấn, chất lƣợng tƣơng đối tốt, tập trung mỏ: Phấn Mễ, Làng Cẩm, Âm Hồn Than đá với tổng trữ lƣợng tìm kiếm thăm dò khoảng 90 triệu tập trung mỏ: Bá Sơn, Khánh Hoà, Núi Hồng Tuy nhiên, song song với tiềm năng, triển vọng thành tựu kinh tế đạt đƣợc năm qua, tỉnh Thái Nguyên phải đối mặt với thách thức không nhỏ môi trƣờng Theo báo cáo, trình khai thác, đơn vị thải khối lƣợng lớn đất đá thải, làm thu hẹp suy giảm diện tích đất canh tác, điển hình bãi thải mỏ sắt Trại Cau (gần triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Khánh Hòa (gần triệu m3 đất đá thải/năm), mỏ than Phấn Mễ (hơn triệu m3 đất đá thải/năm); môi trƣờng nƣớc xung quanh mỏ có dấu hiệu ô nhiễm, có nơi ô nhiễm trầm trọng; không khí có hàm lƣợng bụi vƣợt tiêu chuẩn… Ngoài tác động xấu đến môi trƣờng gây tình trạng sụt lún đất, nƣớc, sạt lở bãi đổ thải, hƣ hỏng đƣờng giao thông vận chuyển tải trọng, ô nhiễm bụi rơi vãi đất đá, bùn thải xuống đƣờng trình vận chuyển Đƣợc thành lập từ năm 60, mỏ than Phấn Mễ đơn vị khai thác than đáp ứng nhu cầu nguyên liệu sản xuất công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên với công suất thiết kế ban đầu 50.000 tấn/năm Tuy nhiên, hoạt động xí nghiệp thải môi trƣờng lƣợng lớn nƣớc thải với bụi chất thải rắn, gây mỹ quan cho khu vực ảnh hƣơng đến sức khỏe ngƣời dân sống khu vực Chính vậy, công tác đánh giá trạng khai thác than tới môi trƣờng 48 Bảng 4.7: Kết phân tích mẫu nƣớc mặt suối làng Cẩm năm 2016 Kết phân tích mẫu nƣớc QCVN 08:2008/BTNMT Đơn vị mặt suối làng Cẩm năm 2016 (B1 ) NM 9A NM 9B mg/l 11,8 8,1 50 TT Chỉ tiêu TSS pH - 6,7 6,9 5,5 – COD mg/l 26,3 25,6 30 BOD5 mg/l 14,74 13,81 15 Fe mg/l 1,368 0,744 1,5 Mn mg/l 0,398