Đánh giá ảnh hưởng hoạt động khai thác than của mỏ vàng danh đến chất lượng môi trường nước mặt sông vàng danh, thành phố uông bí, tỉnh quảng ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN THANH NAM ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN CỦA MỎ VÀNG DANH ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT SÔNG VÀNG DANH, THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN THANH NAM ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN CỦA MỎ VÀNG DANH ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT SƠNG VÀNG DANH, THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Phạm Thị Thu Hà Hà Nội – 2018 Hà Nội - 2017 CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành đến giảng viên TS Phạm Thị Thu Hà quan tâm, tận tình hướng dẫn học viên suốt trình thực luận văn Em xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy cô giáo trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt thầy cô giáo Khoa môi trường, Bộ môn Sinh thái môi trường truyền đạt cho em kiến thức bổ ích để phục vụ cơng tác tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn này, thực tế Em xin chân thành cảm ơn Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Quảng Ninh, UBND phường Vàng Danh, ban lãnh đạo Công ty CP than Vàng Danh-Vinacomin, Công ty TNHH 1TV Môi trườngTKV, Công ty CP Tin học, Công nghệ, Môi trường-Vinacomin tạo điều kiện giúp đỡ cho phép em sử dụng phần tài tiệu, số liệu từ báo cáo, dự án liên quan trình nghiên cứu thực luận văn Cuối em bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè trường đồng nghiệp ln động viên giúp đỡ tơi hồn thành tốt nghiên cứu Do trình độ chun mơn điều kiện nghiên cứu nhiều hạn chế nên luận văn khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo, đồng nghiệp để em hoàn thành luận văn tốt Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Học viên Nguyễn Thanh Nam MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát chung trạng hoạt động khai thác than mỏ than vùng Đơng Triều-ng Bí 1.1.1 Về công tác mở vỉa 1.1.2 Về hệ thống khai thác [26] 1.1.3 Tác động nước thải mỏ 1.1.4 Về trạng đổ thải đất đá 10 1.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 10 1.2.1 Đặc điểm địa hình [48] 10 1.2.2 Đặc điểm khí tượng [47] 11 1.2.3 Chế độ thủy văn, dòng chảy 13 1.3 Đặc điểm kinh tế-xã hội phường Vàng Danh 14 1.3.1 Nông, lâm nghiệp [62] 14 1.3.2 Tiểu thủ công nghiệp[62] 14 1.3.3 Dân cư, lao động [62] 15 1.3.4 Y tế, giáo dục[62] 15 1.3.5 Hệ thống sở hạ tầng[62] 15 1.4 Khái quát chung hoạt động khai thác than mỏ than Vàng Danh 16 1.4.1 Tóm tắt lịch sử mỏ than Vàng Danh [71] 16 1.4.2 Tóm tắt tình hình khai thác mỏ than Vàng Danh [71] 17 1.4.3 Tác động hoạt động sản xuất than đến môi trường 20 CHƯƠNG – ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Đối tượng nghiên cứu 29 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 29 2.3 Nội dung nghiên cứu 30 2.4 Phương pháp nghiên cứu 30 2.4.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu lịch sử 30 2.4.2 Phương pháp quan trắc chất lượng nước thực địa 30 2.4.3 Phương pháp kế thừa 32 2.4.4 Phương pháp phân tích phòng Thí nghiệm 33 2.4.5 Phương pháp vấn 33 2.4.6 Phương pháp chuyên gia 33 2.4.7 Phương pháp tổng hợp, xử lí số liệu 33 CHƯƠNG 3- KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35 3.1 Các nguồn nước xả thải vào sông Vàng Danh 36 3.1.1 Nước thải sinh hoạt nhà ăn ATC 37 3.1.2 Nước mưa chảy tràn khu vực xưởng chế biến than 37 3.1.3 Nước thải sinh hoạt khu dân cư 37 3.2 Diễn biến môi trường nước mặt khu vực mỏ Vàng Danh 37 3.3 Chất lượng nước thải mỏ Vàng Danh chất lượng nước sau xử lý Trạm XLNT Vàng Danh 43 3.3.1 Chất lượng nước thải mỏ Vàng Danh trước xử lý sau xử lý trạm XLNT Vàng Danh năm 2015 2016 [31] 43 3.3.2 Hiện trạng chất lượng nước thải mỏ Vàng Danh trước sau xử lý 48 3.4 Chất lượng nước mặt sông Vàng Danh 51 3.4.1 Chất lượng nước mặt sông Vàng Danh năm 2015 2016 51 3.4.2 Chất lượng nước mặt sông Vàng Danh trước sau xử lý trình thu khảo sát lấy mẫu viết luận văn 55 3.4.3 Chất lượng nước mặt sông Vàng Danh trạm Bảo vệ mỏ Vàng Danh từ năm 2013÷2016 59 3.4.4 Đánh giá chất lượng nước mặt sông Vàng Danh theo số chất lượng nước WQI Tổng cục Môi trường-Bộ Tài nguyên Môi trường 63 3.5 Các ảnh hưởng chất lượng nước mặt sông Vàng Danh 66 3.5.1 Ảnh hưởng mưa trôi bùn đất đường vận chuyển xuống sông Vàng Danh 67 3.5.2 Ảnh hưởng thiên tai, bão lũ 68 3.5.3 Ảnh hưởng hoạt động xả nước thải 68 3.6 Khả tiếp nhận nước thải mỏ Vàng Danh sau xử lý trạm XLNT Vàng Danh sông Vàng Danh 69 3.6 Đề xuất giải pháp giảm thiểu đến chất lượng nước mặt sông Vàng Danh 72 3.6.1 Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng mưa trôi bùn đất 72 3.6.2 Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng sạt lở, xây dựng kè sông 72 3.6.3 Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng hoạt động xả nước thải 72 KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC KÈM THEO 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng thơng tin số mỏ than hầm lò vùng Đơng Triều-ng Bí [28] Bảng 1.2 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng từ năm 2011÷ 2015(oC) khu vực Đơng Triều-ng Bí 11 Bảng 1.3 Lượng mưa trung bình tháng giai đoạn 2011-2015 (mm) khu vực Đơng Triều - ng Bí 12 Bảng 1.4 Dòng chảy năm tổng lượng dòng chảy năm sinh tiểu lưu vực Đơng Triều –ng Bí 14 Bảng 1.5.Toạ độ ranh giới mỏ than Vàng Danh 17 Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật trạm XLNT[33] 27 Bảng 1.7 Danh mục thiết bị giám sát 27 Bảng 2.1 Phương pháp đo nhanh số tiêu trường 31 Bảng 2.2 Phương pháp phân tích tiêu phòng thí nghiệm 31 Bảng 3.1 Tọa độ vị trí lấy mẫu nước mặt sông Vàng Danh 35 Bảng 3.2 Kết phân tích mẫu nước thải 48 Bảng 3.3 Tọa độ vị trí lấy mẫu nước mặt sơng Vàng Danh 55 Bảng 3.4 Kết phân tích chất lượng mơi trường nước mặt 56 Bảng 3.5 Kết tổng hợp độ pH có nước mặt sơng Vàng Danh khu vực trạm Bảo vệ từ năm 2013÷2016 [40][41][42][43] 59 Bảng 3.6 Kết tổng hợp hàm lượng TSS có nước mặt sơng Vàng Danh khu vực trạm Bảo vệ từ năm 2013÷2016[40][41][42][43] 60 Bảng 3.7 Kết tổng hợp hàm lượng COD có nước mặt sơng Vàng Danh khu vực trạm Bảo vệ từ năm 2013÷2016 [40][41][42][43] 61 Bảng 3.8 Kết tổng hợp hàm lượng Fe có nước mặt sơng Vàng Danh khu vực trạm Bảo vệ từ năm 2013÷2016[40][41][42][43] 62 Bảng 3.13 Sự gia tăng mực nước nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý vào mùa mưa Trạm XLNT Vàng Danh 69 Bảng 3.13 Sự gia tăng mực nước nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý vào mùa khô Trạm XLNT Vàng Danh 69 Bảng 3.15 Giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm quy định 70 Bảng 3.16 Tải lượng chất ô nhiễm từ nước thải 70 Bảng 3.17 Tải lượng nhiễm có sẵn nguồn nước tiếp nhận 71 Bảng 3.18 Tải lượng chất ô nhiễm từ nước thải 71 Bảng 3.19 Khả tiếp nhận nước thải nguồn tiếp nhận 71 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các mỏ than vùng than Đơng Triều-ng Bí [28] Hình 1.2 Trạm XLNT Vàng Danh Hình 1.3 Sơ đồ XLNT mỏ Hình 1.4 Vị trí số trạm XLNT mỏ vùng [24] Hình 1.5 Thành phố ng Bí theo quy hoạch đến năm 2030 [48] 10 Hình 1.6 Diễn biến nhiệt độ trung bình giai đoạn 2011-2015 vùng Đơng Triều ng Bí trạm ng Bí (oC) 11 Hình 1.7 Diễn biến lượng mưa trung bình giai đoạn 2011-2015 vùng Đơng Triều ng Bí trạm ng Bí (mm) 12 Hình 1.8 Trụ sở UBND phường Vàng Danh 15 Hình 1.9 Sơ đồ khai thác than kèm dòng thải mỏ than Vàng Danh [13] 17 Hình 1.10 Kè đá chân bãi thải trồng mỏ Vàng Danh [18] 20 Hình 1.11 Kho lưu giữ CTNH [19] 21 Hình 1.12 Sơ đồ thu gom nước thải Trạm XLNT Vàng Danh 22 Hình 2.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài (nước sông Vàng Danh đoạn chảy qua khu vực mỏ than Vàng Danh) 29 Hình 2.2 Lấy mẫu nước mặt sông Vàng Danh nước thải mỏ Vành Danh 32 Hình 3.1 Sơng Vàng Danh mùa mưa 36 Hình 3.2 Sông Vàng Danh mùa khô 36 Hình 3.3 Nhánh suối Vàng Danh chảy phía cầu Nhị Long 39 Hình 3.4 Biểu đồ mơ tả diễn biến nước mặt khu vực từ năm 2007-2011[22]40 Hình 3.5 Sông Vàng Danh đoạn trạm XLNT Vàng Danh 41 Hình 3.6 Hiện trạng mơi trường năm 2008 khu vực dự án [13] 42 Hình 3.7 Biểu đồ mơ tả diễn biến độ pH năm 2015 [30] 44 Hình 3.8 Biểu đồ mơ tả diễn biến độ pH năm 2016 [30] 44 Hình 3.9 Biểu đồ mô tả diễn biến TSS năm 2015 [30] 45 Hình 3.10 Biểu đồ mô tả diễn biến TSS năm 2016 [30] 45 Hình 3.11 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng Fe năm 2015 [30] 46 Hình 3.12 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng Fe năm 2016 [30] 46 Hình 3.13 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng Mn năm 2015 [30] 47 Hình 3.14 Biểu đồ mô tả diễn biến hàm lượng Mn năm 2016 [30] 47 Hình 3.15 Lấy mẫu nước thải khu Vàng Danh 49 Hình 3.16 Lấy mẫu nước bể điều lượng khu Cánh Gà 49 Hình 3.17 Vị trí lấy mẫu nước thải mỏ Vàng Danh 50 Hình 3.18 Biểu đồ mơ tả diễn biến độ pH năm 2015 [42] 51 Hình 3.19 Biểu đồ mơ tả diễn biến mơ tả diễn biến độ pH năm 2016 [43] 51 Hình 3.20 Biểu đồ mô tả diễn biến hàm lượng TSS năm 2015[42] 52 Hình 3.21 Biểu đồ mô tả diễn biến hàm lượng TSS năm 2016[43] 52 Hình 3.22 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng Fe năm 2015[42] 53 Hình 3.23 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng Fe năm 2016[43] 53 Hình 3.24 Biểu đồ mô tả diễn biến hàm lượng COD năm 2015[42] 54 Hình 3.25 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng COD năm 2016[43] 54 Hình 3.26 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước mặt sơng Vàng Danh 58 Hình 3.27 Biểu đồ mô tả diễn biến độ pH từ năm 2013÷2016[40][41][42][43] 59 Hình 3.28 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng TSS từ năm 2013÷2016 [40][41][42][43] 60 Hình 3.29 Biểu đồ mơ tả diễn biến hàm lượng COD từ năm 2013÷2016[40][41][42][43] 61 Hình 3.30 Biểu đồ mô tả diễn biến hàm lượng Fe từ năm 2013÷2016 [40][41][42][43] 62 Hình 3.31 Biểu đồ mơ tả diễn biến giá trị WQI từ năm 2013÷2016 66 Hình 3.32 Tuyến đường Nguyễn Văn Cừ đoạn gần nhà máy tuyển Khe Thần 67 Hình 3.33 Nước thải sinh hoạt hộ dân sinh sống ven sơng Vàng Danh 69 Hình 3.34 Sạt lở sông Vàng Danh 72 Hình 3.35 Nước thải mỏ trước xử lý năm 2008 73 Hình 3.36 Nước thải mỏ sau xử lý năm 2016 73 Hình 3.37 Thượng nguồn sông Vàng Danh năm 2008 74 Hình 3.38 Thượng nguồn sơng Vàng Danh năm 2016 74 đặc biệt vào mùa khơ Hình 3.33 Nước thải sinh hoạt hộ dân sinh sống ven sông Vàng Danh Tác động tới chất lượng nước mặt chế độ thủy văn sông Vàng Danh vào mùa mưa khô chủ yếu ý thức tập quán sinh hoạt người dân khu vực việc xả nước thải sau xử lý có lưu lượng tối đa 3.000 m3/h 3.6 Khả tiếp nhận nước thải mỏ Vàng Danh sau xử lý trạm XLNT Vàng Danh sông Vàng Danh Bảng 3.13 Sự gia tăng mực nước nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý vào mùa mưa Trạm XLNT Vàng Danh Lượng phát sinh Lượng phát sinh Lưu lượng nước Sự gia tăng mực nước thải mỏ nước thải mỏ sông mùa mưa nước sông (m3/h) (m3/s) lớn (m3/s) Vàng Danh (lần) 3.000 0,833 29,082 0,028 Bảng 3.14 Sự gia tăng mực nước nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý vào mùa khô Trạm XLNT Vàng Danh Lượng phát sinh Lượng phát sinh Lưu lượng nước Sự gia tăng mực nước thải mỏ nước thải mỏ sông mùa khô nước sông (m3/h) (m3/s) nhỏ (m3/s) Vàng Danh (lần) 3.000 0,833 0,488 1,707 Qua Bảng 3.7 Bảng 3.8 cho thấy: Sự gia tăng mực nước sông Vàng Danh vào mùa mưa mùa khô xả nước thải sau xử lý có khác Sự gia tăng mực nước vào mùa khô lớn 1,707 lần lớn 0,028 lần so với mùa mưa Như vậy, ảnh hưởng nguồn nước thải sau xử lý đến chế độ dòng chảy khơng đáng kể vào mùa khơ 69 Ngồi hoạt động xả nước thải mỏ Vàng Danh vào suối Vàng Danh Dựa kết quan trắc chất lượng nước sông Vàng Danh chất lượng Dựa kết quan trắc chất lượng nước sông Vàng Danh chất lượng nước thải sau xử lý mỏ Vàng Danh, tác giả đánh giá khả tiếp nhận sông Vàng Danh theo Thông tư 02/2009/TT – BTNMT - Tải lượng nhiễm tối đa tiếp nhận: Ltd = (Qs + Qt) x Ctc x 86,4 Trong đó: - Qs (m3/s) lưu lượng dòng chảy tức thời nhỏ đoạn sơng cần đánh giá trước tiếp nhận nước thải Qs =0,488 (m3/s); - Qt lưu lượng nước thải lớn 0,833 m3/s; - Ct giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm xem xét quy định quy chuẩn, tiêu chuẩn chất lượng nước để bảo đảm mục đích sử dụng nguồn nước đánh giá; - Cs giá trị nồng độ cực đại chất ô nhiễm nguồn nước trước tiếp nhận nước thải, mg/l; - Ltđ tải lượng ô nhiễm tối đa nguồn nước chất ô nhiễm xem xét, kg/ngày; - Ln tải lượng ô nhiễm có sẵn nguồn nước tiếp nhận, kg/ngày; - 0,3