Đánh giá ảnh hưởng của nước thải trong hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản tới môi trường nước và trầm tích trên suối cát, huyện đại từ, tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM NGỌC MINH ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC THẢI TRONG HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN KHỐNG SẢN TỚI MƠI TRƢỜNG NƢỚC VÀ TRẦM TÍCH TRÊN SUỐI CÁT, HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Mã số : 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẤN KHOA HỌC: PGS.TSKH NGUYỄN XUÂN HẢI Hà Nội - năm 2014 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TSKH Nguyễn xuân Hải, người thầy giao đề tài tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Môi trường- Đại học Khoa học tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình dạy bảo, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu cho suốt thời gian học tập trường Và xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, đồng chí cán Trung tâm Quan trắc Công nghệ môi trường Thái Nguyên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành tốt khóa luận Cuối cùng, cho phép gửi lời cám ơn tới gia đình, bạn bè động viên, ủng hộ tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Thái Nguyên, ngày tháng năm Học viên Phạm Ngọc Minh 2014 MỤC LỤC Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm khai thác khoáng sản vấn đề môi trường Việt Nam 1.1.1 Đặc điểm khoáng sản Việt Nam 1.1.2 Quá trình phát triển 1.1.3 Tình hình khai thác 1.1.4 Ảnh hưởng khai thác khống sản tới mơi trường Việt Nam 1.2 Đặc điểm vấn đề môi trường tỉnh Thái Nguyên 1.2.1 Đặc điểm chung môi trường tỉnh Thái Nguyên 1.2.2 Đặc điểm môi trường đất 1.2.3 Đặc điểm mơi trường khơng khí 1.2.4 Đặc điểm môi trường nước mặt 1.2.5 Đặc điểm trầm tích 1.3 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội hoạt động khai thác khoáng sản khu vực Nghiên cứu 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội huyện Đại Từ 14 1.4 Sơ lược đơn vị khai thác chế biến khoáng sản thải Suối Cát 17 1.4.1 Công ty Cổ phần Kim Sơn 17 1.4.2 Công ty TNHH khai thác chế biến khoáng sản Núi Pháo 21 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 24 2.2 Nội dung nghiên cứu 24 2.3 Phương pháp nghiên cứu 24 2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu 24 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu nước trầm tích thực địa 25 2.3.3 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 27 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Hiện trạng chất lượng môi trường khu vực nghiên cứu 29 3.2 Kết nghiên cứu suối Cát: 29 3.2.1 Kết nghiên cứu nước mặt 29 3.2.2 Kết nghiên cứu nước thải 35 3.2.3 Kết nghiên cứu trầm tích 39 3.3 Đề xuất biện pháp quản lý môi trường khu khai thác 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 Kết luận 43 Kiến nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu ôxi sinh hóa COD : Nhu cầu ơxi hóa học CP : Cổ phần QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia TCVN : tiêu chuẩn Việt Nam TSS : Tổng chất rắn lơ lửng UBND : Ủy ban nhân dân ĐTM : Đánh giá tác động môi trường TNHH : Trách nhiệm hữu hạng TNMT : Tài nguyên môi trường QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường TT : Thứ tự DANH MỤC BẢNG Bảng 1.2 Nguồn phát sinh khí bụi giai đoạn khai thác 20 Bảng 1.3 Ước tính lượng bụi sinh trình khai thác 21 Bảng 1.4 ước tính thải lượng bụi sinh hoạt động khai thác, 22 tuyển hàng năm 22 Bảng 2.1 Một số phương pháp phân tích tác nhân ô nhiễm 27 Bảng 3.1: Kết phân tích nước mặt suối Cát trước điểm tiếp nhận nước thải công ty cô phần Kim Sơn 100m phía thượng lưu 100m phía hạ lưu 30 Bảng 3.2 Nước thải công ty cổ phần Kim Sơn vị trí thải Suối Cát 35 Bảng 3.3 Kết hàm lượng số kim loại nặng mẫu trầm tích suối Cát trước sau điểm tiếp nhận nước thải công ty cổ phần Kim Sơn 39 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu 13 Hình 1.2 hình ảnh Suối Cát 13 Hình 1.3 Hình ảnh lấy mẫu Suối Cát 14 Hình 1.4 Sơ đồ vị trí lấy mẫu 26 Hình 3.1 Biểu đồ diễn biến hàm lượng As, Pb, Cr mẫu nước mặt trước suối Cát 31 Hình 3.2 Biểu đồ diễn biến hàm lượng TSS mẫu nước mặt suối Cát 31 Hình 3.3 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Zn, Fe mẫu nước mặt suối Cát 32 Hình 3.4 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Cd mẫu nước mặt suối Cát 33 Hình 3.5 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Mn, Cu, Dầu mỡ mẫu nước mặt suối Cát 33 Hình 3.6 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Hg mẫu nước mặt suối Cát 34 Hình 3.7 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Ni mẫu nước mặt suối Cát 34 Hình 3.8 Biểu đồ diễn biến hàm lượng TSS mẫu nước thải NT-1 NT-2 36 Hình 3.9 Biểu đồ hàm lượng Cd, As, Cr mẫu nước thải NT-1 NT-2 36 Hình 3.10 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Ni, Pb mẫu nước thải NT-1 NT-2 37 Hình 3.11 Biểu đồ hàm lượng Dầu mỡ, Fe mẫu nước thải NT-1 NT-2 37 Hình 3.12 Biểu đồ hàm lượng Mn, Cu, Zn mẫu nước thải NT-1 NT-2 38 Hình 3.13 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Hg mẫu nước thải NT-1 NT-2 38 Hình 3.14 Biểu đồ diễn biến hàm lượng As, Pb, Zn, Cu mẫu trầm tích suối Cát 40 Hình 3.15 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Hg, Cd mẫu trầm tích suối Cát 41 MỞ ĐẦU Trong vài thập kỷ gần đây, với phát triển nhanh chóng đất nước, ngành cơng nghiệp khai khác khống sản có tiến không ngừng số lượng chất lượng, Việt Nam khoáng sản đa rạng phong phú, trữ lượng khống sản nơi khác Ngành cơng nghiệp khai thác khoáng sản đem lại cho nước ta phát triển mặt kinh tế, suất khoáng sản nước ta chủ yếu dạng khống sản thơ chưa chế biến nên đem lại giá trị kinh tế chưa cao Thái Nguyên tỉnh có nhiều tiềm phát triển kinh tế khai thác chế biến khoáng sản, với trữ lượng lớn đa rạng nhiều chủng loại Một mỏ đa kim đứng hàng đầu giới nằm địa bàn tỉnh Thái nguyên vào hoạt động đem lại nềm kinh tế Thái Nguyên phát triển lên Bên cạnh tác động tích cực ngành cơng nghiệp khai thác khống sản mang lại phải kể đến tác động tiêu cực Một mặt tiêu cực loại chất thải khai thác chế biến khoáng sản, nguyên tố độc hại đất bị thải hòa vào nguồn nước ngày nhiều làm ảnh hưởng đến môi trường sống sức khoẻ người dân Môi trường sống người dân bị đe dọa Hầu hết sông suối quanh khu vực khai thác khoáng sản bị ô ngiễm nguồn nước Ở Thái Nguyên, vấn đề bảo vệ môi trường nước sông suối ngành, cấp tỉnh trung ương quan tâm Nhiều nghiên cứu chất lượng nước sông suối tiến hành; nhiều đề tài, dự án bảo vệ môi trường cảnh quan lưu vực sông Cầu thực Tuy nhiên, nghiên cứu ảnh hưởng nước thải hoạt động khai thác chế biến khống sản tới mơi trường nước mặt trầm tích suối cịn ít, chưa có nghiên cứu ảnh hưởng nước thải hoạt động khai thác chế biến khống sản tới mơi trường nước mặt trầm tích Suối Cát huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên Theo báo cáo đánh giá trạng mơi trường từ năm 2010 đến năm 2014 nước mặt trầm tích Suối Cát bị ảnh hưởng kim loại nặng kim Để theo dõi diễn biến theo thời gian không gian chất gây ô nhiễm nước trầm tích Suối Cát nước thải khu khai thác chế biến khoáng sản, đồng thời đề xuất phương án quản lý giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường hoạt động khai thác chế biến khoáng sản, đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng nước thải hoạt động khai thác chế biến khống sản tới mơi trường nước trầm tích Suối Cát, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên ” Nhằm góp phần làm rõ tác động chất gây ô nhiễm trình khai thác chế biến khống sản tới chất lượng mơi trường nước mặt trầm tích Suối Cát, hỗ trợ cho cơng tác bảo vệ môi trường địa phương Mục tiêu cụ thể đề tài là: - Đánh giá mức độ ô nhiễm trạng môi trường nước mặt, trầm tích Suối Cát trước sau điểm tiếp nhận nước thải khu khai thác chế biến khoáng sản - Đánh giá mối liên hệ chất gây ô nhiễm nước trầm tích sau điểm tiếp nhận nước thải khu khai thác chế biến với tình hình khai thác chế biến khống sản - Đề xuất biện pháp quản lý bảo vệ môi trường hoạt động khai thác chế biến khoáng sản Nồng độ chất (mg/l) 0.012 0.01 0.008 Cd 0.006 QCVN 08:2008/BTNMTCd 0.004 0.002 NM-1 NM-2 NM-3 NM-4 NM-5 Vị trí lấy mẫu nước mặt Hình 3.4 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Cd mẫu nước mặt suối Cát Hàm lượng Cd mẫu nước mặt có biến động nhiên biến động khơng lớn Cd mẫu nước mặt năm khoảng tiêu chuẩn Nồng độ chất (mg/l) cho phép QCVN 08:2008/BTNMT Mn 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 Cu Dầu mỡ QCVN 08:2008/BTNMT-Cu NM-1 NM-2 NM-3 NM-4 NM-5 QCVN 08:2008/BTNMTDầu mỡ Vị trí lấy mẫu nước mặt Hình 3.5 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Mn, Cu, Dầu mỡ mẫu nước mặt suối Cát Nhận xét: Theo kết phân tích biểu đồ diễn biến ta thấy hàm lượng chất Mn, Cu, Dầu mỡ ta thấy hàm lượng Cu, Dầu mỡ tăng mạnh tiếp nhận nguồn nước thải hai cơng ty, hàm lượng Mn có biến động không lớn Cụ thể tiếp nhận nguồn nước thải công ty cổ phần Kim Sơn Cu tăng 12 lần, Dầu mỡ 33 tăng 1,67 lần tiếp nhận nước thải công ty TNHH khai thác chế biến khoáng sản Núi Pháo Cu tăng 2,45 lần, Dầu mỡ tăng 2,67 lần so với vị trí trước điểm tiếp Nồng độ chất phân tích (mg/l) nhận nước thải cơng ty TNHH Núi Pháo 100m phía thượng lưu 0.0014 0.0012 0.001 0.0008 Hg 0.0006 QCVN 08:2008/BTNMT-Hg 0.0004 0.0002 NM-1 NM-2 NM-3 NM-4 NM-5 Vị trí lấy mẫu nước mặt Hình 3.6 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Hg mẫu nước mặt suối Cát Nhận xét: Hàm lượng Hg tăng mạnh chịu tác động nước thải công ty TNHH khai thác chế biến khống sản Núi Pháo Với cơng ty cổ phần Kim Sơn không gây ảnh hưởng tới hàm lượng Hg suối Cát Khi qua vị trí tiếp nhận nước thải Nồng độ chất (mg/l) công ty TNHH khai thác chế biến khoáng sản Núi Pháo Hg tăng 1,2 lần 0.12 0.1 0.08 Ni 0.06 QCVN 08:2008/BTNMT-Ni 0.04 0.02 NM-1 NM-2 NM-3 NM-4 NM-5 Vị trí lấy mẫu nước mặt Hình 3.7 Biểu đồ diễn biến hàm lượng Ni mẫu nước mặt suối Cát 34 Nhận xét: Hàm lượng Ni nước mặt khơng có biến đổi nhiều, hoạt động khai thác chế biến khống sản hai cơng ty khơng ảnh hưởng tới hàm lượng Ni nước mặt Kết luận: Qua kết phân tích hàm lượng chất nước mặt nước thải cho thấy trạng môi trường nước mặt bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt hàm lượng chất TSS, As, Cu, Hg, Fe, Dầu mỡ vượt mức cho phép QCVN 08:2008/BTNMT 3.2.2 Kết nghiên cứu nước thải Bảng 3.2 Nƣớc thải công ty cổ phần Kim Sơn vị trí thải Suối Cát TT Tên tiêu Đơn vị NT-1 NT-2 QCVN 40:2011/BTNMT pH - 5,2 5,7 5,5-9 DO mg/l TSS Cd As Pb Sn Cu Hg Cr(VI) Zn Mn Fe Ni S2Phenol Dầu mỡ mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 123,5 0,004 0,18 0,012