(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động khai thác than tại mỏ mông dương đến chất lượng nước sông mông dương và đề xuất giải pháp giảm thiểu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Thúy NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƢƠNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG MÔNG DƢƠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Thúy NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƢƠNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG MÔNG DƢƠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS ĐỒNG KIM LOAN TS PHẠM THỊ THU HÀ Hà Nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin dành lời bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo khoa Môi trƣờng, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức bổ ích vơ q báu cho tác giả suốt thời gian theo học trƣờng Luận văn đƣợc hoàn thành ngoại nỗ lực làm việc thân cịn có cơng lớn hai cô giáo PGS.TS Đồng Kim Loan TS Phạm Thị Thu Hà (MCB: 1185), ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, đôn đốc, động viên truyền thụ kiến thức cho tác giả Tác giả xin đƣợc gửi lời biết ơn chân thành sâu sắc đến cô Tác giả xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới PGS TSKH Nguyễn Xuân Hải, TS Dƣơng Ngọc Bách tất cán nghiên cứu Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc Mơ hình hóa Mơi trƣờng – nơi tác giả công tác, tạo điều kiện giúp đỡ nhiệt tình suốt thời gian tác giả theo học cao học nhƣ trình thực luận văn Trong suốt trình nghiên cứu, tác giả nhận đƣợc giúp đỡ nhiệt tình từ PGĐ Đỗ Mạnh Dũng anh, chị Phịng Mơi trƣờng Cơng ty Cổ phân Tin học, Cơng nghệ, Mơi trƣờng – Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam Tác giả xin trân trọng cảm ơn đến quý Công ty tạo điều kiện giúp đỡ Qua đây, tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thân tình gia đình, bạn bè trình học tập nghiên cứu trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Tác giả Nguyễn Thị Thúy ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vii BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU Chƣơng – TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác tiêu thụ than giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình khai thác, tiêu thụ than giới 1.1.2 Tình hình khai thác, tiêu thụ than Việt Nam 1.2 Giới thiệu khai thác than Quảng Ninh 1.2.1 Khai thác than Quảng Nınh vấn đề môi trƣờng 1.2.2 Sơ lƣợc mỏ than Mông Dƣơng 23 1.3 Đánh giá chất lƣợng nƣớc số chất lƣợng nƣớc WQI 26 1.3.1 Giới thiệu chung 26 1.3.2 Các phƣơng pháp tính tốn ứng dụng số chất lƣợng nƣớc 27 Chƣơng – ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 33 2.2 Phạm vi nghiên cứu 33 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu, số liệu 34 2.3.2 Phƣơng pháp quan trắc phân tích 34 2.3.3 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc 39 2.3.4 Phƣơng pháp tổng hợp, xử lý số liệu 45 Chƣơng – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46 3.1 Các nguồn thải vào suối H10 sông Mông Dƣơng 46 3.2 Mạng lƣới thu gom hệ thống xử lý nƣớc thải khu vực Trung tâm mỏ than Mông Dƣơng 47 3.2.1 Nƣớc thải sản xuất 47 iii 3.2.2 Nƣớc rửa trơi ngồi mặt 48 3.2.3 Nƣớc thải sinh hoạt 49 3.2.4 Hệ thống xử lý nƣớc thải 49 3.3 Kết phân tích nƣớc thải khu vực Trung tâm mỏ than Mông Dƣơng 50 3.3.1 Nƣớc thải sản xuất 50 3.3.2 Nƣớc thải sinh hoạt 55 3.4 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông, suối 56 3.4.1 Chất lƣợng nƣớc suối H10 sông Mông Dƣơng đoạn qua khu vực mỏ 56 3.4.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Mông Dƣơng số chất lƣợng nƣớc 62 3.5 Đánh giá ảnh hƣởng hoạt động khai thác than Mông Dƣơng chất lƣợng nƣớc sông Mông Dƣơng 71 3.6 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu 74 3.6.1 Giải pháp kỹ thuật, công nghệ 74 3.6.2 Giải pháp quản lý 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 83 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sản lƣợng khai thác than quốc gia giới (triệu tấn) Bảng 1.2 Thị trƣờng than giới (triệu tấn) Bảng 1.3 Tổng sản lƣợng than nguyên khai đƣợc khai thác hầm lò giai đoạn 2005 – 2011 [8] Bảng 1.4 Tổng sản lƣợng than nguyên khai đƣợc khai thác lộ thiên giai đoạn 2005  2011 [8] 10 Bảng 1.5 Nguồn gây tác động trình khai thác than lộ thiên 11 Bảng 1.6 Các nguồn gây tác động mỏ khai thác than hầm lò 13 Bảng 1.7 Kết phân tích chất lƣợng nƣớc thải lộ thiên số mỏ than điển hình TKV khu vực Quảng Ninh 15 Bảng 1.8 Đặc tính nƣớc thải số mỏ than hầm lị điển hình khu vực Quảng Ninh thuộc TKV 16 Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu 35 Bảng 2.2 Phƣơng pháp bảo quản mẫu tiêu phân tích 37 Bảng 2.3 Phƣơng pháp đo nhanh số tiêu trƣờng 37 Bảng 2.4 Phƣơng pháp phân tích tiêu phịng thí nghiệm 38 Bảng 2.5 Các giá trị qi, BPi 40 Bảng 2.6 Giá trị BPi qi DO % bão hòa 40 Bảng 2.7 Giá trị BPi qi thông số pH 41 Bảng 2.8 Bảng phân loại chất lƣợng nƣớc theo Tổng cục môi trƣờng 42 Bảng 2.9 Bảng phân cấp đánh giá CLN phụ thuộc n 45 Bảng 3.1 Kết phân tích nƣớc thải khu vực mỏ Mơng Dƣơng đợt [3] 52 Bảng 3.2 Kết phân tích nƣớc thải khu vực mỏ Mông Dƣơng đợt [3] 53 Bảng 3.3 Kết phân tích nƣớc thải sinh hoạt khu trung tâm Mông Dƣơng 55 Bảng 3.4 Chỉ số phụ qi thông số (đợt 1) tƣơng ứng với phân hạng B1 64 Bảng 3.5 Chỉ số phụ qi thông số (đợt 1) tƣơng ứng với phân hạng B2 64 Bảng 3.6 Chỉ số phụ qi thông số (đợt 2) tƣơng ứng với phân hạng B1 65 Bảng 3.7 Chỉ số phụ qi thông số (đợt 2) tƣơng ứng với phân hạng B2 65 Bảng 3.8 Trọng số thông số 66 v Bảng 3.9 Thang phân cấp đánh giá chất lƣợng nƣớc 66 Bảng 3.10 WQISI thông số DO 69 Bảng 3.11 WQISI số thông số quan trắc đợt 69 Bảng 3.12 WQISI số thông số quan trắc đợt 70 Bảng 3.13 WQI vị trí quan trắc 70 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Biểu đồ thể sản lƣợng than xuất (bên trái) nhập (bên phải) quốc gia đứng đầu giới Hình 1.2 Biểu đồ sản lƣợng than Việt Nam giai đoạn 2010 - 2014 Hình 1.3 Biểu đồ sản lƣợng than xuất nhập năm 2014 2015 Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ dịng thải từ hoạt động khai thác lộ thiên [8] 10 Hình 1.5 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ dịng thải từ hoạt động khai thác hầm lò [8] 12 Hình 2.1 Phạm vi không gian khu vực nghiên cứu 33 Hình 2.2 Bản đồ vị trí lấy mẫu 36 Hình 3.1 Đƣờng ống xả thải hộ gia đình cạnh suối 46 Hình 3.2 Đƣờng ống dẫn nƣớc thải từ trạm xử lý nƣớc thải suối H10 48 Hình 3.3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nƣớc thải hầm lị 49 Hình 3.4 Sông Mông Dƣơng thời điểm mùa khô (trái) mùa mƣa (phải) 56 Hình 3.5 Suối H10 thời điểm mùa khô (trái) mùa mƣa (phải) 57 Hình 3.6 Nồng độ BOD5 COD điểm lấy mẫu đợt 58 Hình 3.7 Nồng độ BOD5 COD điểm lấy mẫu đợt 59 Hình 3.8 Nồng độ Amoni mẫu nƣớc mặt 59 Hình 3.9 Hàm lƣợng Cu mẫu nƣớc đƣợc quan trắc 61 Hình 3.10 Hàm lƣợng Mn mẫu nƣớc đƣợc quan trắc 61 Hình 3.11 Chỉ số chất lƣợng nƣớc tƣơng đối – Đợt 67 Hình 3.12 Chỉ số chất lƣợng nƣớc tƣơng đối – Đợt 68 Hình 3.13 Biểu đồ số WQI theo phƣơng pháp Tổng cục mơi trƣờng 71 Hình 3.14 Nƣớc từ suối H10 đổ sơng Mơng Dƣơng có màu đen 73 Hình 3.15 Lịng sơng Mơng Dƣơng bị bồi lấp cặn than 74 Hình 3.16 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt 76 vii BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT CLN : Chất lƣợng nƣớc IEA : Cơ quan lƣợng quốc tế (International Energy Agency) Mtce : Tỉ cacbon tƣơng đƣơng (Metric Tons Carbon Equivalent) NSF : Quỹ vệ sinh môi trƣờng Hoa Kỳ (National Sanitation Foundation) OECD : Tổ chức hợp tác phát triển kinh tế (Organisation for Economic Co-operation and Development) QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia RWQI : Chỉ số chất lƣợng nƣớc tƣơng đối (Relative Water Quality Index) SMEWW : Phƣơng pháp chuẩn xét nghiệm nƣớc, nƣớc thải (Standard methods for Examination of Water and Wastewater) TCMT : Tiêu chuẩn môi trƣờng TCCP : Tiêu chuẩn cho phép TKV : Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam TWQI : Chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng cộng (Total Water Quality Index) VINACOMIN : Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam (Vietnam National Coal – Mineral Industries Holding Coporation Limited VITE : Công ty Cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trƣờng (Vinacomin Informatics Technology, Environment Joint Stock Company) WQI : Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index) viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam quốc gia có vị trí địa lý, địa chất độc đáo, nơi giao cắt hai vành đai sinh khống lớn Thái Bình Dƣơng Địa Trung Hải, lại nƣớc nhiệt đới gió mùa phát triển mạnh q trình phong hố thuận lợi cho hình thành khống sản Việt Nam có mặt hầu hết khoáng sản quan trọng Trái Đất Những năm gần đây, với phát triển chung nƣớc, hoạt động khai thác than khống sản góp phần to lớn vào công đổi đất nƣớc Ngành công nghiệp khai mỏ ngày chiếm vị trí quan trọng kinh tế Việt Nam Đi với lợi ích đem lại, hoạt động khai thác than làm phát sinh nhiều vấn đề nhƣ: gây sạt lở đất đá, suy thối tài ngun rừng, bồi lắng lịng hồ, nhiễm nguồn nƣớc, làm phát sinh nhiều khói bụi chất thải rắn… tác động nghiêm trọng tới chất lƣợng môi trƣờng nhƣ ảnh hƣởng không nhỏ đến sức khỏe đời sống ngƣời dân Mỏ than Mông Dƣơng mỏ khai thác quan trọng tỉnh Quảng Ninh Trong năm qua, mỏ than Mơng Dƣơng đóng góp đáng kể vào sản lƣợng khai thác chung tồn ngành, đóng góp không nhỏ vào phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh Song trình khai thác tồn hoạt động tác động xấu tới môi trƣờng xung quanh Nƣớc thải hoạt động khai thác, chế biến than tác động tiêu cực tới nguồn nƣớc mặt tƣợng bồi lắng lịng sơng, suối làm thay đổi dòng chảy, hạn chế khả tiêu thoát nƣớc, làm thay đổi chất lƣợng nƣớc, ảnh hƣởng lớn đến khả cung cấp nƣớc cho sinh hoạt sản xuất Đặc biệt, hoạt động khai thác chế biến than mỏ Mông Dƣơng đƣợc mở rộng nhiều quy mô nên mức tác động đến mơi trƣờng (trong có sơng Mơng Dƣơng nơi tiếp nhận gần nhƣ toàn nƣớc thải hoạt động khai thác) gia tăng Hình 3.15 Lịng sơng Mơng Dƣơng bị bồi lấp cặn than 3.6 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu Quá trình điều tra khảo sát quan trắc số tiêu chất lƣợng nƣớc cho thấy hai nguồn tác động đến chất lƣợng nƣớc suối H10 sông Mông Dƣơng đoạn chảy qua khu vực mỏ than Mông Dƣơng nƣớc thải mỏ nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ Ngoài tiếp nhận nƣớc thải hầm lò qua xử lý trạm xử lý nƣớc thải trung tâm suối H10 tiếp nhận nƣớc thải sinh hoạt từ khu vực nhà điều hành nhà ăn cán công nhân viên; nƣớc thải từ hộ dân cạnh suối không qua xử lý Mặc dù thời điểm lấy mẫu, kết phân tích cho thấy nƣớc thải hầm lị qua xử lý chƣa có thơng số vƣợt chuẩn, nhƣng hàm lƣợng số thông số có giá trị xấp xỉ giới hạn cho phép Thêm vào đó, nƣớc thải sinh hoạt từ khu nhà điều hành nhà ăn cán công nhân viên chƣa qua xử lý mà đổ thẳng suối H10 nên lâu dài gây làm ảnh hƣởng không nhỏ tới chất lƣợng nƣớc suối H10 nhƣ nƣớc sông Mông Dƣơng Để giảm thiểu tác động tiêu cực hoạt động khai thác than đến chất lƣợng nƣớc mặt khu vực mỏ than Mơng Dƣơng nói chung chất lƣợng nƣớc sơng Mơng Dƣơng nói riêng cần thực giải pháp sau: 3.6.1 Giải pháp kỹ thuật, cơng nghệ a Nước thải hầm lị 74 Hiện tại, nƣớc thải hầm lò đƣợc xử lý trạm xử lý nƣớc thải trung tâm công suất 470m3/h Chất lƣợng nƣớc đầu trạm xử lý hai đợt lấy mẫu nhƣ quan trắc định kỳ nƣớc thải công ty than Mông Dƣơng cho thấy thông số nằm dƣới ngƣỡng cho phép QCVN 40:2011/BTNMT (cột B) nhiều lần, nƣớc thải sản xuất khu vực trung tâm khơng cần thêm u cầu kỹ thuật công nghệ b Nước thải sinh hoạt khu vực nhà điều hành nhà ăn Hiện tại, khu vực Trung tâm Mơng Dƣơng chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt tập trung cho nƣớc thải từ khu vực văn phòng, nhà ăn Nƣớc thải vệ sinh, nƣớc thải tắm giặt đƣợc thu gom dẫn vào bể tự hoại ngăn trƣớc thải ngồi mơi trƣờng, cịn nƣớc thải sinh hoạt từ nhà bếp, nhà ăn… đƣợc thu gom đổ thải trực tiếp suối Trong đó, suối H10 sông Mông Dƣơng đoạn chảy qua khu vực mỏ than Trung tâm Mông Dƣơng thời điểm nghiên cứu có dấu hiệu bị nhiễm thành phần dinh dƣỡng (BOD5, NH4+) Hoạt động khai thác, chế biến than công ty Mông Dƣơng đƣợc mở rộng, số lƣợng cán bộ, công nhân viên gia tăng tải lƣợng chất nhiễm đặc biệt thành phần dinh dƣỡng nƣớc thải sinh hoạt gia tăng Do để xử lý triệt để lƣợng nƣớc thải sinh hoạt phát sinh khu vực Trung tâm, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải, hạn chế ảnh hƣởng tới nguồn tiếp nhận tái sử dụng lại cho sản xuất Công ty cần đầu tƣ xây dựng bổ sung riêng hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu vực văn phịng Q trình khảo sát, thu thập tài liệu Công ty Cổ phần Than Mông Dƣơng cho thấy số lƣợng cán bộ, công nhân viên lớn dự kiến thời gian tới 3671 ngƣời lƣợng nƣớc cấp tính đầu ngƣời cho nhân viên 0,16 m3/ngày Nếu xác định lƣợng nƣớc thải phát sinh 100% lƣợng nƣớc cấp (theo điểm a, Khoản 1, Điều 39 Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 6/8/2014 Chính phủ) lƣu lƣợng nƣớc thải sinh hoạt phát sinh là: QNTSH = 3671 ngƣời x 0,16m3/ngƣời/ngày = 587,4 m3/ngày 75 Căn vào lƣu lƣợng thải, đặc tính nguồn thải, nhƣ nguồn lực kinh tế, kỹ thuật sở hạ tầng Công ty Cổ phần than Mông Dƣơng, tác giả đề xuất quy trình xử lý nƣớc thải sinh hoạt cho cơng ty nhƣ sau: Hình 3.16 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt  Thuyết minh quy trình cơng nghệ Nƣớc thải sinh hoạt từ nguồn phát sinh theo mạng lƣới thu gom chảy vào hố thu hệ thống xử lý Tại đây, để bảo vệ thiết bị hệ thống đƣờng ống song chắn rác thô đƣợc lắp đặt để loại bỏ tạp chất có kích thƣớc lớn khỏi nƣớc thải Sau nƣớc thải đƣợc bơm lên bể điều hịa 76 Tại bể điều hịa, hệ thống sục khí hịa trộn nƣớc thải tồn diện tích bể, ngăn ngừa tƣợng lắng cặn trình phân hủy yếm khí sinh mùi khó chịu Bể điều hịa có chức điều hịa lƣu lƣợng nồng độ nƣớc thải đầu vào Đây phƣơng pháp đƣợc áp dụng để khắc phục vấn đề sinh dao động lƣu lƣợng, cải thiện hiệu hoạt động trình Bể điều hịa giúp cho q trình xử lý sinh học đƣợc nâng cao không bị giảm đến mức thấp tình trạng “shock” tải trọng, chất ảnh hƣởng đến q trình xử lý đƣợc pha lỗng Nƣớc thải sau qua bể điều hịa đƣợc tiến hành xử lý phƣơng pháp bùn hoạt tính Trong bể sinh học hiếu khí Aerotank, vi khuẩn hiếu khí (bùn hoạt tính) phân hủy chất hữu (chủ yếu chác chất hữu hòa tan) Oxy đƣợc cung cấp vào bể nhằm tạo điều kiện cho trình phân hủy sinh học hợp chất hữu Đồng thời làm tăng sinh khối bùn hoạt tính, giúp cho q trình lắng bùn hiệu Sau tiến hành trình xử lý sinh học, phần lớn chất hữu (COD, BOD) có nƣớc thải đƣợc loại bỏ Nƣớc thải rời khỏi bể Aerotank đƣợc dẫn qua bể lắng thứ cấp có lắp đạt lắng lamen để tăng hiệu lắng bùn cặn Vùng lắng đƣợc chia thành nhiều lớp mỏng với khoảng không gian nhỏ hẹp, nhờ đƣợc đặt nghiêng (600) Tại đây, nƣớc chuyển động vách nghiêng theo hƣớng từ dƣới lên cặn lắng xuống đến bề mặt vách ngăn nghiêng trƣợt xuống theo chiều ngƣợc lại dạng tập hợp lớn tập trung bể chứa bùn Bùn bể chứa bùn đƣợc lƣu trữ, sau đƣợc quan chức thu gom xử lý theo quy định Sau qua bể lắng, phần nƣớc đƣợc dẫn qua bể khử trùng Tại đây, nƣớc thải đƣợc khử trùng cloramin (hoặc Javen ) trƣớc xả suối H10 c Nước chảy tràn bề mặt Tại khu vực bãi chứa than, sàng tuyển than mƣa bụi than, than vãi bụi đất đá thƣờng bị trôi theo nƣớc mƣa Do đó, xung quanh khu vực phải xây tƣờng chắn tránh trôi than hệ thống rãnh thu nƣớc, hố lắng Nƣớc mƣa theo chất thải rắn, bùn than đƣợc thu gom hệ thống rãnh dẫn hố lắng 77 để loại bỏ vật liệu thơ, tách bùn cặn sau cho tiêu thoát vào nguồn tiếp nhận 3.6.2 Giải pháp quản lý Để đảm bảo tăng cƣờng khả tiêu nƣớc cho khu mỏ, hạn chế tích tụ thành phần ô nhiễm cần thực số cơng việc:  Định kì nạo vét định kỳ suối H10, Mơng Dƣơng  Thƣờng xun sửa chữa trì tuyến kè chống sạt lở suối H10 đảm bảo nƣớc tốt  Duy trì hệ thống rãnh nƣớc, hố ga mặt công nghiệp mỏ 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Suối H10 nằm khu vực lân cận khu dân cƣ nhƣ mỏ than trung tâm Mông Dƣơng Đây nơi tiếp nhận nƣớc thải sản xuất, nƣớc thải sinh hoạt mỏ than khu vực Trung tâm, nƣớc thải sinh hoạt dân cƣ cạnh suối, không tiếp nhận nguồn nƣớc thải nhà máy, xí nghiệp khu vực lân cận Nguồn nƣớc thải phát sinh khu Trung tâm mỏ than Mông Dƣơng gồm ba loại: nƣớc thải sản xuất trình khai thác, nƣớc thải sinh hoạt cán công nhân viên nƣớc mƣa chảy tràn Nhìn chung, giá trị hàm lƣợng số tiêu đặc trƣng ngành khai thác than (Cu, Mn,) nƣớc thải sản xuất nƣớc mƣa chảy tràn đƣợc thu gom hố lắng xấp xỉ với giới hạn cho phép Hàm lƣợng Mn dao động từ 0,8 ÷ 0,9 mg/L, hàm lƣợng Cu dao động từ 1,66 ÷ 1,95 mg/L (đợt 1) 0,25 ÷ 1,85 mg/L (đợt 2) Nƣớc thải sinh hoạt từ khu văn phòng nhà ăn mang đặc trƣng nƣớc thải sinh hoạt nói chung, hàm lƣợng số thành phần dinh dƣỡng (amoni, BOD) cao Hàm lƣợng amoni hai đợt lấy mẫu lần lƣợt 11,25 mg/L 9,58 mg/L Tƣơng tự, hàm lƣợng BOD 43,5 39,8 mg/L Hàm lƣợng tiêu khác thấp nhiều so với tiêu chuẩn cho phép Suối H10 đoạn sông Mông Dƣơng khu vực gần mỏ than vào thời điểm lấy mẫu có dấu hiệu bị ô nhiễm chất dinh dƣỡng (BOD5, amoni) nguyên tố kim loại (Mn, Cu) Hàm lƣợng amoni vị trí hạ lƣu suối H10 trƣớc đổ sơng Mơng Dƣơng (MD4) vị trí suối H10 phía dƣới khu nhà sàng Trung tâm (MD5) có hàm lƣợng cao hẳn so với vị trí khác, vƣợt giới hạn cho phép lần lƣợt 2,6 3,13 lần (đợt 1) Hàm lƣợng đồng (Cu) dao động từ 0,58 ÷ 1,45 mg/L (đợt 1) 1,25 ÷ 19,93 mg/L (đợt 2), nhiều vị trí vƣợt tiêu chuẩn cho phép từ 1,3 ÷ lần Hàm lƣợng nguyên tố kim loại nặng độc hại nhƣ chì, cadimi, thủy ngân, asen không đáng kể Đánh giá chất lƣợng nƣớc số chất lƣợng nƣớc WQI thấy chất lƣợng nƣớc suối H10 điểm lấy mẫu có xu hƣớng chất lƣợng nƣớc 79 sơng Mơng Dƣơng Nhìn chung chất lƣợng nƣớc sơng Mơng Dƣơng phù hợp cho mục đích giao thơng thủy, dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi mục đích sử dụng khác có u cầu chất lƣợng nƣớc thấp đạt chất lƣợng trung bình đến xấu Nƣớc mƣa rửa trơi đất đá, bụi than sông suối, lâu ngày không đƣợc nạo vét làm bồi lấp lịng sơng, lịng suối quanh khu vực mỏ; hạn chế khả tiêu thoát nƣớc Nƣớc thải sinh hoạt từ khu văn phòng khu nhà ăn chƣa qua xử lý có đặc trƣng giàu thành phần dinh dƣỡng (amoni, BOD) chảy vào nguồn nƣớc mặt làm cho số vị trí sơng, suối bị nhiễm amoni, nhiều vị trí có giá trị BOD xấp xỉ ngƣỡng cho phép Đặc biệt, vào thời điểm hoạt động sinh hoạt diễn mạnh mẽ (giờ ăn trƣa, giao ca…) nƣớc thải cịn có mùi làm ảnh hƣởng khơng nhỏ tới sống hàng ngày ngƣời dân cạnh B Kiến nghị Qua trình khảo sát cho thấy, lịng sơng Mông Dƣơng bị bồi lấp cặn than, đặc biệt vào mùa khơ lƣợng nƣớc sơng quan sát rõ tƣợng Sự bồi lắng làm cản trở khả tiêu thoát nƣớc sơng, ảnh hƣởng tới q trình sinh trƣởng, phát triển số loài động, thực vật thủy sinh sống Vì vậy, Cơng ty cổ phần Than Mông Dƣơng cần phối hợp với Ủy ban nhân dân phƣờng Mơng Dƣơng tiến hành nạo vét định kỳ lịng sơng, nhằm tăng cƣờng khả tiêu nƣớc cho dịng sơng, tránh tình trạng ngập lụt vào mùa mƣa Đối với nƣớc thải sinh hoạt cán công nhân viên, có nƣớc thải xí tiểu đƣợc xử lý qua bể tự hoại, nƣớc thải từ nhà ăn, tắm giặt không qua xử lý đƣợc dẫn ngồi suối H10 Vì vậy, Cơng ty cần nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lý toàn nƣớc thải sinh hoạt phát sinh nhằm xử lý triệt để nƣớc thải, hạn chế gây ảnh hƣởng tới chất lƣợng nƣớc sơng suối lân cận nhƣ tận dùng làm nguồn cung cấp nƣớc sản xuất 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng Việt Đào Văn Chi, Hoàng Văn Nghị (2014), Những yếu tố ảnh hưởng đến cháy mỏ khó khăn cơng tác phịng chống, Tạp chí Khoa học Kỹ huật Mỏ - Địa chất, số 7, 4-2014, tr.88 -91 Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trƣờng – Vinacomin (2008), Báo cáo đánh giá môi trường chiến lược “Điều chỉnh quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trƣờng – Vinacomin (2017), Báo cáo kết Quan trắc môi trường Công ty CP than Mông Dương quý IV – 2016, quý II+III - 2017 Công ty cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trƣờng – Vinacomin (2008), Báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư nâng công suất mỏ than Mông Dương Trần Đức Hạ, Trần Hoàng Anh, Trần Đức Minh Hải (2015), Nghiên cứu xử lý nâng cao nước thải hầm lò mỏ than để tái sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt Kỷ yếu Hội nghị mơi trƣờng toàn quốc lần thứ IV, Bộ Tài Nguyên Môi trƣờng, Hà Nội, 29/09/2015 Phạm Ngọc Hồ nnk (2015), Hướng dẫn đánh giá chất lượng môi trường khơng khí, nước đất số đơn lẻ số tổng hợp, NXB Giáo dục Việt Nam ISBN: 978-604-0-07958-9 Nguyễn Thị Thế Nguyên (2014), Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh đề xuất giải pháp quản lý sử dụng, Luận án Tiến sỹ Khoa học Môi trƣờng, ĐHQGHN Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam, Đề án bảo vệ môi trường vùng than Quảng Ninh đến 2020, định hướng đến năm 2030 Tổng cục hải quan Việt Nam, Niên giám thống kê hải quan hàng hóa xuất nhập việt nam 2014, 2015, 2016 81 10 Tổng cục Môi trƣờng (2011), Quyết định 879/QĐ – TCMT việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính tốn số chất lượng nước 11 Tổng cục Mơi trƣờng (2010), Phương pháp tính tốn số chất lượng nước (WQI) 12 Tổng cục môi trƣờng (2013), Tác động môi trường hoạt động khai thác khoáng sản Chuyên đề khai thác khoáng sản gắn với bảo vệ môi trƣờng 13 Viện Khoa học mỏ (2012), Tổng hợp Báo cáo quan trắc môi trường mỏ thuộc TKV năm 2012  Tài liệu tiếng Anh 14 Cadian Council of Ministers of the Environment (2001) Canadian Water Quality Guidelines for the Protection of Aquatic life Excerpt from Publication No.1299 ISBN 1-896997-34-1 15 Ho Pham Ngoc (2012), Total Water Quality Index using weighting factors and standardized into a parameter, Environment Asia 5(2) (2012), p.63-69 16 International Energy Agency (2017), Coal information overview 17 Udai Adnain Jahad (2014), Evaluation Water Quality Index for Irrigation in the North of Hilla city by Using the Canadian and Bhargava Methods, Journal of Babylon University/Engineering Sciences/ No.(2)/ Vol.(22): 2014 18 U.S Energy Information Administration (EIA) https://www.eia.gov/about/ 82 PHỤ LỤC Phục lục Một số hình ảnh lấy mẫu, bảo quảnmẫu trƣờng phân tích phịng thí nghiệm Lấy mẫu suối H10 Bảo quản mẫu trƣờng Đo nhanh trƣờng Phân tích Coliform PTN 83 Phụ lục Tổng hợp tình hình nghiên cứu ứng dụng WQI giới Việt Nam [6, 7] TT I Nơi áp dụng xây dựng WQI Trên giới Dạng cơng thức Phƣơng pháp tính Thơng số tính Thang phân loại Phạm vi áp dụng Nguồn tham khảo Ghi Nƣớc mặt U.S Environmental Portection Agency (1978), Phƣơng đƣợc sử dụng rộng rãi nghiên cứu của: Prati et al (1971; Sargaonkar and Deshpande, 2003; Frumin et al (1997, Brown et al (1970, Prati et al (1971, Bhargava (1983, Brown et al (1972 Couillard and Lefebvre (1985, Bardalo et al (2001), Kumar and Alappat (2004) (1) Nƣớc mặt Cude Curtis G (2001), Oregon Department of Environmental Quality (2008) Nƣớc sông Md Pauzi Abdullah, Sadia Waseem, Raman Bai V and Ijaz-ul-Mohsin (2008) Nƣớc uống Hulya Boyacioglu (2007) n w I i i n Mỹ (Quỹ Vệ sinh Môi trƣờng Hoa Kỳ-NSF)  Ii Trung bình cộng có trọng số trung bình nhân có trọng số wi - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thông số sử dụng để tính WQI n Trung bình bình phƣơng điều hịa khơng trọng số n  i 1 I i Mỹ (bang Oregon) - Ii : số phụ thông số thứ i - n: số lƣợng thơng số sử dụng để tính WQI n w I Malaysia i 1 i i Trung bình cộng có trọng số - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thơng số sử dụng để tính WQI Thay đổi nhiệt độ, độ đục, tổng chất rắn, pH, BOD5, % oxy bão hòa, NNO3-, PO43-, Fecal Coliform % oxy bão hòa, BOD5, N-NH4+, NNO3, nhiệt độ, tổng chất rắn, TP, pH, E Coliform DO, BOD, COD, SS, N – NH pH 0-25: Rất nhiễm 26-50: Ơ nhiễm 51-70: Trung bình 71-90: Tốt – 91- 100: Rất tốt 0-59: Rất nhiễm, 60-79: Ơ nhiễm, 8084: Trung bình; 8589: Tốt, 90-100: Rất tốt mức độ ô nhiễm dựa vào n w I i 1 i i số phụ BOD, N – NH3, SS n w I Thổ Nhĩ Kỳ i 1 i i - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thông số sử dụng để tính WQI Trung bình cộng có trọng số BOD , NNO3-, As, DO, F, TP, Hg, Se, Cd, CN-, Coliform, pH 84 0-24: Rất nhiễm 25-49: Ơ nhiễm 50-74: Trung bình 75-94: Tốt 95-100: Rất tốt Chỉ số đƣợc gọi ”Universal Water Quality Index” đƣợc áp dụng nhiều nƣớc khác Châu Âu  n  WQI i   Fi   i 1  1/ n  100 k Ấn Độ (Bang Bhargava) Nam Phi WQI  Thái Lan i 1 i k - WQIi: Chỉ số chất lƣợng nƣớc cho mục đích sử dụng nƣớc (nƣớc sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp…) - WQI: Chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng hợp - Fi: Giá trị "hàm nhạy" Fi thông số i, nhận giá trị khoảng 0,01  Fi thực chất số phụ thơng số thứ i - k: số mục đích sử dụng nƣớc - n: số lƣợng thông số sử dụng để tính WQI  10 n w I  1  100 n w I  i i Đài Loan Các thông số đƣợc lựa chọn tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng nƣớc (từ đến thông số) 0-10: Rất ô nhiễm 11-34: Ô nhiễm 35-64: Trung bình 65-89: Tốt 90-100: Rất tốt Nƣớc mặt Lê Trình nnk (2009) Trung bình cộng dạng Solway DO, N – NH , NO3- N, F coliform, PO 3- 0-3: Rất 3-5: Kém 5-7: Trung bình 7-9: Tốt 9-10: Rất tốt Nƣớc cửa sông South Africa Division of Water, Environment and Forestry Technology (2000) Trung bình cộng dạng Solway kết hợp với số phụ nhỏ Độ đục, DO, pH, N- NO3-, TDS, Fe, độ màu, BOD5, Mn, N – NH , độ cứng, PPO 3- 0-40: Rất ô nhiễm 40-49: Ơ nhiễm 50-64: Trung bình 65-84: Tốt 85-100: Rất tốt Kết hợp trung bình cộng trung bình nhân theo nhóm thơng số nhiệt độ, pH chất độc hại, DO, BOD5, NNH3, độ đục, TSS Fecal coliform WQI ≥ Imin = Imin WQI ≤ Imin - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thông số sử dụng để tính WQI - Imin - số phụ nhỏ WQIi : Trung bình nhân khơng trọng số WQI : Trung bình cộng khơng trọng số i i - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thông số sử dụng để tính WQI = WQI       qi wi     q j w j   i 1   j 1  CtemC pH Ctox       qk     k 1   1/ 85 Nƣớc cấp Chaiwat Prakirake, Pawinnee Chaiprasert and Sudarut Tripetchekul (2009) Nƣớc mặt Liou, S., Lo, S., Wang S (2004) Nếu chất ô nhiễm có độc tính cao vƣợt q mức cho phép theo tiêu chuẩn, quy chuẩn quốc gia quốc tế, WQI = Dạng Solway cịn đƣợc sử dụng rộng rãi nghiên cứu nƣớc mặt Wepener et al (2006), Tyson and House (1989; Gray (1996; Bordalo (2006), Moore (1990) (2) - Ctem CpH, Ctox : Chỉ số phụ tƣơng đƣơng ứng với nhiệt độ, pH chất độc hại - qi: Chỉ số phụ nhóm thơng số DO, BOD 5, NNH3 - qj : Chỉ số phụ nhóm thơng số độ đục, TSS - qk : Chỉ số phụ nhóm vi sinh vật bao gồm Fecal coliform 100 Canada  F2  F2  F2   1,732      - F1 : Tỉ lệ % số thông số không đạt tiêu chuẩn tổng số thông số - F2 : % số mẫu không đạt tiêu chuẩn - F3 : Độ lệch vƣợt chuẩn Bỉ (I1, I2 In) 10 New Zealand - I1, I2 I n : Chỉ số phụ thông số thứ nhất, thứ 2, thứ n II Tổng hợp yếu tố: F1, F2, F3 Không giới hạn thông số 0-44: Rất ô nhiễm 45-64: Ơ nhiễm 65-79: Trung bình 80-94: Tốt 95-100: Rất tốt Nƣớc Canadian Council fo Ministers of the Environment (2001) Cho điểm từ đến cho nồng độ thông số tổng hợp điểm số DO, BOD5, NH4+, P-PO43- Nƣớc mặt Phạm Ngọc Hồ, Đồng Kim Loan, Trịnh Thị Thanh (2009) Chỉ số phụ nhỏ F coliform E.coli, pH, độ đục, BOD , dạng hòa tan P N Nƣớc mặt cho hoạt động giải trí có tiếp xúc với nƣớc Nagels JW, Davies Colley RJ, Smith DG (2001) Phƣơng pháp đƣợc áp dụng nghiên cứu Smith D G (1990) Kết hợp trung bình cộng trung bình nhân khơng trọng số theo nhóm thơng số có tƣơng quan cao với DO, BOD5, COD, N-NH4+, PPO43-, TSS, độ đục, Tổng Coliform pH Tổng cục Môi trƣờng (2011) Đƣợc xây dựng theo phƣơng pháp kết hợp trung bình cộng trung bình nhân khơng trọng số Đài Loan sở nghiên cứu Pham Thi Minh Hanh (2009), Trung tâm Quan trắc (2010) Tại Việt Nam WQI pH   WQIa  WQIb  WQIc    100  a1 b1  (8 thông số nhóm chất độc hại) Tổng cục Mơi trƣờng 1/ - WQIa : Các số phụ tính tốn 05 thơng số: DO, BOD5, COD, N-NH4+, P-PO43- WQIb: Các số phụ tính tốn 02 thông số: TSS, độ đục - WQIc: Chỉ số phụ Tổng Coliform - WQIpH: Chỉ số phụ pH 86 0-25: Ơ nhiễm nặng 26-50: Giao thơng thủy 51-75: Tƣới tiêu 76-90: Cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng phải xử lý 91-100: Cấp nƣớc sinh hoạt Nƣớc mặt n n i 1  wi I i  I i  n  WQI i   Fi   i 1  wi 1/ n  100 k Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội WQI  WQIi i 1 k - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thơng số sử dụng để tính WQI - WQIi: Chỉ số chất lƣợng nƣớc cho mục đích sử dụng nƣớc (nƣớc sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp…) - WQI: Chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng hợp - Fi: Giá trị "hàm nhạy" Fi thông số i, nhận giá trị khoảng 0,01  Fi thực chất số phụ thông số thứ i k: số mục đích sử dụng nƣớc Trung bình cộng có trọng số trung bình nhân có trọng số DO, BOD5, tổng N, tổng P, SS, độ đục, tổng Coliform, pH, dầu mỡ Phân loại theo cách tính WQI Quỹ Vệ sinh Môi trƣờng Hoa Kỳ Ấn Độ (Bang Bhargava) Nƣớc sơng, kênh rạch Lê Trình nnk (2008) pH, TSS, độ đục, DO, TN, TP, BOD5 coliform 0-25: Rất 26-50: Kém 51-70: Trung bình 71-90: Tốt 91-100:Rất tốt Nƣớc sông Phạm Gia Hiền (2009) pH, SS, DO, COD, BOD5 coliform 0-30: Ô nhiễm nặng, 30-50: Ô nhiễm vừa, 50 -70: Ô nhiễm nhẹ, 70-90: Ơ nhiễm nhẹ 90-100: hơng nhiễm Nƣớc sông Tôn Thất Lãng nnk 2009, Tôn Thất Lãng nnk (2010), n w I Sơng Sài Gịn i 1 i i - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thông số sử dụng để tính WQI Trung bình cộng có trọng số n Sông Đồng Nai, sông Hậu w I i 1 i i - Ii : số phụ thông số thứ i - wi: trọng số thông số thứ i - n: số lƣợng thơng số sử dụng để tính WQI Trung bình cộng có trọng số 87 Cách tính WQI dựa vào phƣơng pháp tính Quỹ Vệ sinh Mơi trƣờng Hoa Kỳ Ấn Độ (Bang Bhargava) Chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng cộng TWQI áp dụng cho thành phần mơi trƣờng nƣớc nói chung (nƣớc mặt, nƣớc ngầm, nƣớc biển ven bờ ) k  Wi Cij   TWQI=100   ni=1  Cij Wi    C j1 i=1         - Cij : giá trị quan trắc thông số i điểm quan trắc j - Cj1 : giá trị giới hạn cho phép thông số i (i=1) đƣợc lựa chọn làm thông số chuẩn hóa j - Wi : trọng số thơng số i - k: số thông số không phù hợp TCMT - n: tổng số thông số đƣợc lựa chọn để quan trắc Chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng cộng có trọng số tính theo nhóm thơng số không phù hợp TCMT (tử số) tổng lƣợng ô nhiễm chung (mẫu số) Không giới hạn thông số tính tốn n (n ≥ 2) 88 Xác định dựa số lƣợng n thông số đƣợc lựa chọn để tính TWQI chia thành cấp : Rất tốt, tốt, trung bình, xấu xấu phụ thuộc số thông số n khảo sát Các thành phần môi trƣờng nƣớc Pham Ngoc Ho (2012) Available online at www.tshe.org/EA EnvironmetalAsia (2) (2012) 63-69 Áp dụng để tính tốn CLN cho thành phần nƣớc mặt, nƣớc ngầm, nƣớc biển ven bờ, đề tài/dự án cấp tỉnh thành (Thanh Hóa, Hịa Bình, Hà Nam, Hải Dƣơng, Quảng Ninh Hà Nội); khóa luận tốt nghiệp luận văn sau đại học Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN ... nƣớc thải hoạt động khai thác) gia tăng Xuất phát từ lý đó, đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động khai thác than mỏ Mông Dương đến chất lượng nước sông Mông Dương đề xuất giải pháp giảm thiểu? ??... NHIÊN - Nguyễn Thị Thúy NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƢƠNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG MÔNG DƢƠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Chuyên ngành: Khoa học Môi... PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Hoạt động khai thác than mỏ Mông Dƣơng - Chất lƣợng nƣớc sông Mông Dƣơng 2.2 Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian: Mỏ than Mông Dƣơng