Nghiên cứu tác động của việc xả nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lò vào nguồn nước mặt vùng hạ long và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC PHẠM MINH ĐỨC NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA VIỆC XẢ NƯỚC THẢI TỪ HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN HẦM LÒ VÀO NGUỒN NƯỚC MẶT VÙNG HẠ LONG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Môi trường Mã số: 8850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quang Hùng Thái Nguyên, 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu tác động việc xả nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lò vào nguồn nước mặt vùng Hạ Long đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường” thực với hướng dẫn TS Nguyễn Quang Hùng Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, nguồn thông tin Luận văn tơi điều tra, trích dẫn, triển khai thực nghiệm, tính tốn đánh giá Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày Luận văn Thái Nguyên,ngày 26 tháng 12 năm 2020 HỌC VIÊN Phạm Minh Đức i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi nhận nhiều giúp đỡ, lời động viên chia sẻ chân thành gia đình, thầy cô bạn bè Đầu tiên, xin gửi lời cám ơn đến trường Đại học Khoa học, Khoa Tài nguyên Môi trường tạo điều kiện thuận lợi để tơi có hội thực luận văn tốt nghiệp điều kiện tốt Tôi xin gửi lời cám ơn đến TS Nguyễn Quang Hùng, người trực tiếp hướng dẫn theo sát tơi suốt q trình thực luận văn tạo điều kiện thuận lợi, hướng dẫn tận tình cho tơi suốt q trình làm luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, tơi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, người bên cạnh tôi, động viên giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cám ơn! Thái Nguyên, ngày tháng HỌC VIÊN Phạm Minh Đức ii năm 2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Cơ sở lý luận 1.1.2 Cơ sở pháp lý 10 1.2 Tình hình khai thác than nhiễm mơi trường nước giới Việt Nam 11 1.2.1 Tình hình khai thác than giới 11 1.2.2 Tình hình khai thác than tác động đến môi trường nước Việt Nam 12 1.2.3 Tình hình khai thác than vấn đề ô nhiễm môi trường địa bàn tỉnh Quảng Ninh 16 1.3 Khái quát điều kiện tự nhiên, xã hội có liên quan đến khu vực Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 19 1.3.1 Khái quát khoáng sản than 19 1.3.2 Khái quát điều kiện tự nhiên, xã hội, mơi trường có liên quan đến sản xuất than khu vực Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 21 1.3.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 24 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.2 Phạm vi nghiên cứu 28 2.3 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 28 2.3.2 Phương pháp khảo sát thực địa 28 2.3.3 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 30 2.3.4 Phương pháp đối chiếu, so sánh 31 2.3.5 Phương pháp kế thừa xử lý số liệu 31 2.3.6 Phương pháp đánh giá tác động dịng chảy, mực nước, mơi trường sống 31 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Đánh giá trạng khai thác than vùng mỏ Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 33 3.1.1 Hoạt động khai thác than 33 3.1.2 Hoạt động tháo khô mỏ 34 3.1.3 Các hoạt động khác 35 3.1.4 Quy hoạch phát triển sản xuất than 35 3.2 Đánh giá tác động việc xả nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lò vào nguồn nước mặt vùng Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 40 3.2.1 Cơ chế sinh ô nhiễm nước thải mỏ 40 3.2.2 Nước thải q trình khai thác than đặc tích chúng 41 3.2.3 Hiện trạng ô nhiễm nước vùng than Hạ Long 42 3.2.4 Ảnh hưởng hoạt động khai thác mỏ đến môi trường 48 3.2.5 Ảnh hưởng nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lò đến môi trường nước 54 3.3 Đề xuất số giải pháp bảo vệ môi trường nước mặt vùng Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 58 3.3.1 Các biện pháp phịng chống nhiễm xử lý nước thải mỏ khai thác than Hạ Long 58 3.3.2 Các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm xử lý nước thải mỏ khai thác khống sản sử dụng cơng nghệ Hàn Quốc 59 3.3.3 Đề xuất dây chuyền công nghệ áp dụng để xử lý nước thải mỏ vùng Hạ Long 60 3.3.4 Giải pháp công tác quản lý 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCCP : Tiêu chuẩn cho phép SCN : Sân công nghiệp DTM : Báo cáo đánh giá tác động môi trường TSS : Tổng chất rắn lơ lửng TDS : Tổng chất rắn hoà tan BOD : Nhu cầu oxy sinh hoá COD : Nhu cầu oxy hoá học kph kqđ x : Không phát : Không quy định : Khơng có kết (khơng phân tích) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tải lượng tác nhân gây ô nhiễm người đưa vào Bảng 1.2 Trữ lượng than antraxit Quảng Ninh 13 Bảng 2.1 Thiết bị đo thông số trường 29 Bảng 2.2 Phương pháp bảo quản 29 Bảng 2.3 Vị trí điểm lấy mẫu nước mặt 30 Bảng 2.4 Phương pháp phân tích thơng số phịng thí nghiệm 30 Bảng 3.1 Các đơn vị sản xuất kinh doanh than vùng Hạ Long 33 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp tiêu sản xuất than vùng Hạ Long 2017 - 2019 34 Bảng 3.3 Quy hoạch khai thác than 36 Bảng 3.4 Một số thành phần nước thải mỏ vùng Quảng Ninh 43 Bảng 3.5 Chất lượng nguồn nước suối Hà Lầm 44 Bảng 3.6 Chất lượng nguồn nước suối Lại 45 Bảng 3.7 Chất lượng nguồn nước sông Diễn Vọng 46 Bảng 3.8 Kết quan trắc môi trường nước biển ven bờ số cảng 48 Bảng 3.9 Tổng hợp kết quan trắc nguồn nước mặt bị ảnh hưởng hoạt động khai thác than 53 Bảng 3.10 Kết quan trắc môi trường nước biển ven bờ 56 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Khái qt vị trí phân bố khu vực khai thác than tỉnh Quảng Ninh 20 Hình 1.2 Vị trí địa lý khu vực Hạ Long 21 vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Thành phố Hạ Long có nhiều lợi quan trọng phát triển kinh tế xã hội trở thành địa phương có phát triển động tỉnh Quảng Ninh Là nơi giàu tiềm phát triển kinh tế, có nhiều mạnh mà vùng khác khơng có được, tài nguyên khoáng sản, cảnh quan điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển công nghiệp khai thác khống sản, du lịch, ni trồng thuỷ sản Trên địa bàn thành phố Hạ Long có mỏ lớn thuộc Công ty Hà Lầm, Núi Béo, Hòn Gai, Hà Tu: mỏ than Núi Béo với trữ lượng 21.830.000 tấn, cơng suất khai thác 4.300 nghìn tấn/năm; mỏ than Hà Tu với trữ lượng 11.574.146 tấn, công suất khai thác 2.870 nghìn tấn/năm; Cơng ty than Hịn Gai với trữ lượng 44.978.288 tấn, công suất khai thác 10.040 nghìn tấn/năm; Mỏ than Hà Lầm với trữ lượng 139.330.200 tấn, cơng suất khai thác 4.035 nghìn tấn/năm Việc khai thác với công suất tương đối lớn nên nguồn gây nhiễm đến nguồn nước mặt khu vực thành phố Hạ Long [1] Chất lượng môi trường số khu vực trọng điểm bị tác động mạnh, đa dạng sinh học suy giảm nhanh vòng 20 năm trở lại đây, nhiều nguồn tài nguyên môi trường bị khai thác cạn kiệt Điển hình hoạt động khai thác than tồn hàng trăm năm làm nhiều cánh rừng nơi cư trú loài động vật, gây bồi lấp dòng, suối; hoạt động vận tải, sàng tuyển khai thác than loại khoáng sàng khác gây nguồn ô nhiễm nguồn nước lớn, tăng sức ép lên vùng sinh thái nhạy cảm Hoạt động nguyên nhân làm suy thoái tài nguyên, môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến tiềm phát triển kinh tế xã hội đời sống nhân dân nhiều nơi tỉnh Phần lớn hoạt động kinh tế - xã hội, có du lịch thuỷ sản phụ thuộc nhiều vào chất lượng nguồn tài nguyên môi trường Những vấn đề mơi trường hàng ngày đã, xảy cịn tiếp tục gặp phải tương lai, với đà phát triển việc khai thác than, khoáng sàng khác dự kiến tương lai thiết bị công nghệ bảo vệ môi trường Hầu hết mỏ thiết kế xây dựng từ thập niên 60 - 70 với qui mô sản lượng quặng khối lượng đất đá thải nhiều so với Sau trình khai thác 30 - 40 năm, bãi thải quy hoạch với quy mơ nhỏ, chưa tính đến biến cố tải bãi thải Một lượng chất thải lớn bao gồm chất thải rắn, nước thải bùn thải hàng năm, không quản lý xử lý, gây ô nhiễm môi trường đất đá bị đào bới dễ bị tơi vụn, làm xuất nguy xảy trượt lở lớn vào mùa mưa 3.3 Đề xuất số giải pháp bảo vệ môi trường nước mặt vùng Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 3.3.1 Các biện pháp phịng chống nhiễm xử lý nước thải mỏ khai thác than Hạ Long Từ việc đánh giá mức độ ô nhiễm nguyên nhân gây cố môi trường môi trường nước khu hoạt động khống sản nêu trên, nhận thấy nguồn gây ô nhiễm nước khu mỏ gồm: Nước mưa chảy tràn qua khu mỏ, nước ngấm từ bãi thải rắn; nước tháo khô mỏ; nước thải tuyển khống Các mỏ cần có hệ thống xử lý nguồn gây nhiễm nói theo sơ đồ công nghệ sau: - Đối với nguồn nước chảy tràn qua khu mỏ nước ngầm từ bãi chứa chất thải rắn: Xung quanh khu mỏ bãi chứa chất thải rắn cần xây dựng hệ thống mương thu gom nước dẫn hồ chứa nước Tại nước thải xử lý phương pháp hóa học (thơng thường dùng vơi để trung hịa), sau kiểm tra độ pH số ion kim loại, đạt tiêu chuẩn cho phép đổ thải môi trường - Đối với nước tháo khô mỏ: Sau bơm tập trung vào hồ chứa để lắng sơ bộ, phần bơm trở lại phục vụ sản xuất mỏ (tuyển quặng, tưới ẩm, ), phần lại bơm lên bể xử lý phương pháp hóa học sinh học, nước sau xử lý sử dụng làm nguồn nước cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt khu mỏ 58 - Đối với nước thải sau tuyển quặng: Nước từ xưởng tuyển thu gom lại, sau lắng lọc học hóa học, trường hợp cần thiết bơm tuần hồn trở lại cung cấp cho hệ thống tuyển khống 59 Bằng biện pháp sử dụng tuần hoàn nguồn nước thải từ q trình hoạt động khống sản nêu trên, hầu hết nguồn thải có khả gây ô nhiễm môi trường nước khu mỏ kiểm sốt, giảm thiểu nhiễm môi trường nước khu mỏ khu vực lân cận 3.3.2 Các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm xử lý nước thải mỏ khai thác khống sản sử dụng cơng nghệ Hàn Quốc Hàn Quốc quốc gia có hoạt động khai thác khống sản than, than quốc gia mang đặc trưng chủ yếu loại than Antraxit, chất lượng than tương đồng với chất lượng than Việt Nam Ngoài ra, có số điều kiện tương đồng khác như: có điều kiện địa hình, địa mạo khu vực khai thác tương đồng Việt Nam điều kiện địa chất khu vực mỏ có phức tạp hơn, hệ số bóc đất đá cao hơn; quy mơ mỏ đánh giá mỏ nhỏ; nguồn tiếp nhận nước thải cấp sông, nhánh sông, suối đất liền, nguồn tiếp nhận cấp nước biển; tiêu ô nhiễm nước thải tương đồng, chủ yếu pH, kim loại nặng Một số biện pháp xử lý sử dụng công nghệ Hàn Quốc gồm: - Phương pháp Passive - Phương pháp Active - Phương pháp Semi - Active Đối với phương pháp này, nghiên cứu tác động gây ô nhiễm nguồn nước phân tích nguyên nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng gây hại đến sức khoẻ người, phá huỷ hệ sinh thái, hư hỏng cho thiết bị từ đưa biện pháp khắc phục, xử lý cho phù hợp Đối với phương pháp nghiên cứu áp dụng với nguồn nước thải có pH