1.3.1. Các yếu tố tác động và nguồn phát sinh
Hoạt động khai thác than bắt đầu từ giai đoạn chuẩn bị mặt bằng, xây dựng cơ bản đến giai đoạn mở mỏ và tiến hành khai thác đến hết trữ lƣợng than đƣợc cấp thì tiến hành hoàn thổ, đóng cửa mỏ. Tất cả các giai đoạn này đều gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng do phát sinh nhiều bụi, đất đá thải, nƣớc thải, khí thải, tiếng ồn, độ rung, và tiềm ẩn những rủi ro, sự cố môi trƣờng (Bảng 1.12 và hình 1.8). Trong đó, cũng phải kể đến các loại chất thải nguy hại ra nhƣ: dầu mỡ thải, ắc quy hỏng, phƣơng tiện nổ mìn và hóa chất thừa,… rất khó xử lý [1, 7].
18
Bảng 1.12. Nguồn phát sinh các tác động đến môi trƣờng
TT Yếu tố tác động Nguồn phát sinh
1 Bụi
- Khoan, nổ mìn
- San gạt, xúc bốc, đổ thải đất đá thải - Vận chuyển than, đất đá thải
- Sàng tuyển
- Hoạt động xây dựng các công trình phụ trợ
2 Khí thải
- Khí thải động cơ (chủ yếu là động cơ chạy dầu Diesel) - Khí rò rỉ từ các công trình ngầm
- Nổ mìn
3 Tiếng ồn và độ rung
- Nổ mìn
- Hoạt động của các máy khoan, máy khấu, máy xúc, ô tô, băng tải, hệ thống tời trục, máy bơm, búa máy, máy dập, máy hàn, máy tiện
4 Nƣớc thải
- Nƣớc moong
- Nƣớc mƣa chảy tràn, nƣớc rò rỉ từ các công trình ngầm, bờ tầng khai trƣờng, bãi thải
- Nƣớc thải sinh hoạt - Nƣớc thải sản xuất
5 Chất thải rắn và chất thải nguy hại
- Đất đá thải trong quá trình khai thác - Chất thải xây dựng, sinh hoạt
- Thiết bị, máy móc hƣ hỏng
- Dầu mỡ thải, giẻ lau, bình ắc quy, thiết bị chiếu sáng, vật liệu nổ, hóa chất thừa
6 Ảnh hƣởng đến môi trƣờng đất
- Chiếm dụng làm thay đổi mục đích sử dụng đất - Các chất thải công nghiệp mỏ
- Các công trình ngầm, sử dụng nƣớc ngầm làm sụt lún đất - Thay đổi dòng chảy, xói mòn, rửa trôi
7 Rủi ro, sự cố
- Nổ mìn
- Bục nƣớc, nổ khí (CH4), ngạt khí (CO2)
- Sạt lở tầng khai thác, bãi thải, sập lò, ngập moong - Nứt đất, vỡ đập, đê chắn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
19 Chuẩn bị mặt bằng Khoan Nổ mìn Xúc bóc Vận tải Bãi thải Kho chứa Hộ tiêu thụ Sàng tuyển sơ bộ Thoát nƣớc mỏ và xử lý nƣớc thải Đất đá cứng, cứng vừa* Đất đá đặc sít, mềm, bở rời** Đất đá Than - Chất thải rắn - Bụi - Tiếng ồn - Bụi - Tiếng ồn, rung - Bụi - Tiếng ồn, rung - Sóng chấn động - Khí độc - Bụi - Tiếng ồn, rung - Bụi - Khí thải - Tiếng ồn, rung - Nƣớc thải mỏ - Bùn - Bụi - Tiếng ồn, rung - Bụi - Tiếng ồn, rung - Đất đá - Quặng đuôi - Bụi : Dòng thải : Khâu công nghệ Nƣớc thải
Hình 1.8. Quy trình công nghệ khai thác than kèm theo dòng thải
*: Đất đá có giới hạn bền nén một trục trên mẫu bão hòa nước là >20MPa **: Đất đá có giới hạn bền nén một trục trên mẫu bão hòa nước là 1÷20MPa
1.3.2. Những tác động của hoạt động khai thác than
1.3.2.1. Chiếm dụng diện tích đất lớn, làm biến đổi địa hình và cảnh quan khu vực
Than là loại nhiên liệu hóa thạch thƣờng nằm sâu trong lòng đất dƣới dạng: vỉa, ổ, thấu kính và phân bố rộng. Vì thế, khi tiến hành khai thác than cần san gạt một diện tích đất mặt bằng lớn để mở mỏ, tạo bãi thải, tạo đai an toàn, xây dựng các tuyến đƣờng và sân công nghiệp. Nhất là trong khai thác lộ thiên thì các moong khai thác, bãi thải, mặt bằng sân công nghiệp chiếm dụng khá lớn đất canh tác và
20
thảm thực vật. Ví dụ diện tích đất bị chiếm dụng để khai thác than lộ thiên ở Quang Ninh tính đến năm 2009 là hơn 4500 ha, tính đến năm 2009, trong đó 4 mỏ Cao Sơn, Đèo Nai, Cọc Sáu, Hà Tu sử dụng 3200 ha [18].
Cũng vì thế mà làm cho địa hình, địa mạo khu vực bị biến dạng, làm xấu cảnh quan, phá hủy hệ sinh thái rừng, thay đổi dòng chảy và phá hủy sự ổn định của mạng lƣới nƣớc ngầm. Ví dụ trong quá trình khai thác than lộ thiên phát sinh một lƣợng rất lớn đất đá thải, nhƣ ở 3 mỏ Cao Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai, tính trung bình từ năm 2008 đến 2010 để khai thác 1 tấn than thì phải bóc đi 22,5 tấn đất đá phủ (với hệ số bóc trung bình 8,6 m3/tấn). Hình thành những moong khai thác sâu, đồi đất đá thải cao hàng trăm mét nhƣ: đáy moong Cọc Sáu ở mức -120m; đáy moong Đèo Nai -85m; đáy moong Cao Sơn -75m; bãi thải Cọc Sáu +280m; bãi thải Nam Đèo Nai +200m; bãi thải Đông Cao Sơn +320m; bãi thải Đông Bắc Bàng Nâu +150m [18]. Với các mỏ khai thác hầm lò trong quá trình đào chống lò, khấu than, phá hỏa gây ra sụt lún bề mặt và để lại những khoảng trống chứa khí, nƣớc trong lòng đất tiềm ẩn các rủi ro và sự cố môi trƣờng nghiêm trọng.
1.3.2.2. Làm suy giảm nguồn tài nguyên thiên nhiên
Hàng năm, có hàng triệu tấn than đƣợc khai thác phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nƣớc và xuất khẩu (hình 1.4 và 1.5). Trong đó, phải kể đến những tổn thất do công nghệ khai thác nhƣ: khai thác than lộ thiên là 7%, khai thác hầm lò là 29% [10]. Làm cho nguồn tài nguyên than của đất nƣớc ngày càng cạn kiệt, khi khai thác than một cách quá mức, sử dụng không hợp lý hoặc lãng phí.
Ngoài ra, quá trình khai thác còn làm mất đi một phần tài nguyên rừng, các thảm thực vật nguyên sinh. Ranh giới khai trƣờng làm thay đổi môi trƣờng sống, thói quen của các loài động thực vật, đặc biệt là những loài quý hiếm. Điều này gây tổn hại lớn đến sự đa dạng sinh học của khu vực.
Làm suy thoái nguồn tài nguyên đất, vì đất là một trong những đối tƣợng chịu tác động chủ yếu của hoạt động khai thác than, việc đào bới, san lấp, đổ thải làm nghèo đất, mất ổn định và ô nhiễm đất trên một diện tích rộng.
21
Hệ thống các đƣờng lò và moong khai thác sâu cũng làm phá vỡ cấu trúc đất đá, các đới chứa nƣớc nguyên thủy gây thất thoát và nhiễm bẩn tài nguyên nƣớc mặt, nƣớc ngầm. Đặc biệt là nhiễm các kim loại nặng nhƣ: Fe, As, Cd, Mn, Pb,... và nếu vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép sẽ ảnh hƣởng đến sức khỏe của con ngƣời, động thực vật sử dụng nguồn nƣớc này.
1.3.2.3. Ô nhiễm môi trường
Hoạt động khai thác than thời gian qua đã gây ảnh hƣởng nhiều đến môi trƣờng, đặc biệt là giai đoạn từ năm 2003 do việc tăng nhanh sản lƣợng khai thác trong khi đó cơ sở hạ tầng kỹ thuật và các công trình bảo vệ môi trƣờng chƣa đƣợc quan tâm đầu tƣ thích đáng, dẫn đến nhiều thành phần môi trƣờng bị ảnh hƣởng.
a. Ô nhiễm môi trƣờng không khí
Ô nhiễm môi trƣờng không khí trên địa bàn tỉnh chủ yếu do bụi, còn phần khí thải trong sản xuất (H2S, NO2, CO, CH4,...) có hàm lƣợng thấp hơn hoặc xấp xỉ tiêu chuẩn cho phép vì mật độ thiết bị sử dụng trong mỏ thấp hơn nhiều so với các tuyến đƣờng giao thông. Nguồn phát sinh bụi lớn nhất là từ các khâu khoan, nổ mìn, vận chuyển, sàng tuyển, chế biến và đổ thải.
Trong thành phần bụi mỏ còn có mặt các nguyên tố bao gồm: Sc, Ti, Cr, Mn, Zn, Sr, Zr, Ba. Đồng thời, các khoáng vật sulphua có trong than cũng chứa Zn, Cd, Hg, Mo, Se, Sb, Cu, As, Pb làm cho bụi mỏ trở nên độc hại khi hít thở dài ngày [7].
Nhìn chung, hàm lƣợng bụi tại các khu vực khai thác than, chế biến than đều vƣợt tiêu chuẩn cho phép từ 1,2 ÷ 5,2 lần (trung bình trong 24 giờ); hàm lƣợng bụi tại các khu dân cƣ lân cận các khu vực sản xuất, chế biến than tại Quảng Ninh vƣợt tiêu chuẩn cho phép 3,3 lần (trung bình 24 giờ). Đặc biệt khu vực Cẩm Phả, Uông Bí, Đông Triều và các phƣờng Hà Khánh, Hà Lầm, Hà Trung, Hà Tu, Hà Phong thuộc thành phố Hạ Long [13].
b. Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc
Đặc trƣng ô nhiễm của nƣớc thải mỏ là có hàm lƣợng chất rắn lơ lửng cao, pH thấp, chứa các muối sunfat, clorua và các kim loại nặng (Fe, Mn, As,...) với nồng độ vƣợt TCCP.
22
Theo số liệu kê khai, nộp phí bảo vệ môi trƣờng đối với nƣớc thải công nghiệp của các đơn vị thuộc ngành than của tỉnh thì tổng lƣợng nƣớc thải mỏ năm 2009 đã kê khai là 38.914.075m3. Hai thông số điển hình tác động đến môi trƣờng là tính axit và cặn lơ lửng, bên cạnh đó là hàm lƣợng Fe và Mn. Độ pH của nƣớc thải mỏ dao động từ 3÷5 và hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (SS) vƣợt tiêu chuẩn cho phép từ 1,7÷2,4 lần, cá biệt có nơi vƣợt đến 8,09 lần [13]. Nƣớc thải mỏ gây nhiều ảnh hƣởng đến hệ thống sông, suối, hồ, vùng ven biển nhƣ gây bồi lấp, làm mất nguồn thủy sinh, suy giảm chất lƣợng nƣớc. Do tác động lâu ngày, trong đó có tác động của khai thác than trái phép trong một thời gian dài, một số hồ thủy lợi vùng Đông Triều đó bị chua hóa, làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc phục vụ nông nghiệp.
Đặc biệt là sự hình thành các dòng thải axit do quá trình oxy hóa quặng có chứa hợp chất sunfua (pyrit-FeS2, chalcopyrit-CuFeS2, sfalerit-ZnS,…) gây ảnh hƣởng rất lớn đến môi trƣờng nhƣ: làm gia tăng sự hòa tan các chất độc hại (nhất là các kim loại nặng) trong đất và nƣớc; phát sinh bệnh tật và ngộ độc; hủy hoại môi trƣờng của động thực vật trên cạn và dƣới nƣớc; gây ô nhiễm các nguồn nƣớc ngầm và nƣớc mặt [7].
c. Ô nhiễm môi trƣờng đất
Ô nhiễm đất chủ yếu là do đất bị nhiễm các kim loại nặng (As, Mn, Fe, Pb,...), dầu mỡ thải, bùn thải và một lƣợng lớn đất đá thải có lẫn xít than sau khi oxy hoá sẽ sinh ra H2SO4 làm chua đất. Nhƣng hiện nay ô nhiễm đất trong khu vực mỏ chƣa đƣợc quan tâm đúng mức vì đất trong khu vực mỏ ít dùng cho mục đích trồng trọt, chỉ đến khi hoàn thổ, cải tạo phục hồi môi trƣờng thì các bãi thải mới đƣợc xử lý trồng cỏ và cây xanh.
d. Ô nhiễm tiếng ồn, độ rung và sóng chấn động
Tiếng ồn và độ rung do khoan nổ mìn, các thiết bị hoạt động trên công trƣờng ít tác động đến bên ngoài do khoảng cách từ công trƣờng đến khu dân cƣ khá xa. Tiếng ồn ảnh hƣởng đến bên ngoài chủ yếu từ các khâu đổ thải đất đá, sàng tuyển, vận chuyển than. Theo đánh giá của Bộ lao động – thƣơng binh xã hội thì ồn và rung ảnh hƣởng trực tiếp đối với công nhân mỏ, nhất là các công nhân vận hành (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
23
máy móc, thực hiện nổ mìn, làm việc trong hầm lò (trong quyết định 915/LBTBXH-QĐ ngày 30/7/1996).
1.3.2.4. Chất thải rắn và chất thải nguy hại
Chất thải rắn ở mỏ là đất đá thải, chất thải xây dựng đƣợc xử lý, lƣu giữ tại các bãi thải hoặc chèn vào các khoảng trống đƣờng lò thì còn một lƣợng khá lớn rác thải sinh hoạt, rác thải công nghiệp nhƣ máy móc, thiết bị hỏng, rẻ lau, ác quy hỏng, dầu mỡ thải, các vật dụng thải bỏ khác cần đƣợc quản lý, tránh trƣờng hợp xử lý chung cùng đất đá thải. Hiện tại một phần chất thải rắn của mỏ nhƣ: các bộ phận máy móc, thiết bị hỏng bằng kim loại đƣợc đem tái chế, tái sử dụng; các bộ phận bằng nhựa, lốp xe đƣợc thu gom bán lại cho đơn vị thu mua. Đối với chất thải nguy hại nhƣ: dầu mỡ thải, đất nhiễm dầu, cặn chì đƣợc lƣu giữ trong các phi dầu cũ cần đƣợc xử lý phù hợp tránh phát tán ô nhiễm ra môi trƣờng.
1.3.2.5. Làm biến đổi môi trường sinh thái
Hoạt động khai thác than làm mất rừng, thảm thực vật nguyên sinh và làm thay đổi thói quen sống của các loài động vật dẫn đến giảm đa dạng học trong khu vực, cụ thể đối với:
a. Hệ sinh thái trên cạn
Ô nhiễm không khí, tiếng ồn, độ rung trong hoạt động khai thác làm cho các loài động vật trong khu vực phải di cƣ đi nơi khác hoặc mất hẳn. Bụi đất đá bám dày trên mặt lá làm cho các loài thực vật giảm khả năng quang hợp, sinh trƣởng phát triển kém, dẫn đến khô héo rồi lụi dần.
Hệ động thực vật tại khu vực bãi thải là bị ảnh hƣởng nhiều nhất, với khối lƣợng lớn đất đá thải hàng năm từ hoạt động khai thác làm vùi lấp thảm thực vật, thay đổi môi trƣờng sống của động vật, côn trùng. Sự xáo trộn, cùng với các chất độc hại từ đất đá thải làm biến đổi tính chất, hàm lƣợng dinh dƣỡng của đất khiến cho sự sinh trƣởng của thực vật bị hạn chế, các vi sinh vật trong đất có nguy cơ bị mất đi khiến khả năng tạo dinh dƣỡng cho đất ngày càng giảm.
24
Các chất ô nhiễm trong nƣớc thải, cùng với hàm lƣợng chất rắn lơ lửng cao, nhất là trong mùa mƣa lũ làm tăng độ đục, giảm khả năng truyền sáng của nƣớc, gây ảnh hƣởng đến khả năng quang hợp của thực vật thủy sinh và giảm khả năng bắt mồi của các loài động vật dƣới nƣớc. Với nƣớc thải từ mỏ và các bãi thải chứa quá nhiều bùn đất sẽ làm bồi lắng, thu hẹp môi trƣờng sống dẫn đến năng suất sinh học của hệ sinh thái dƣới nƣớc.
1.3.2.6. Rủi ro và sự cố môi trường
Những rủi ro, sự cố môi trƣờng trong hoạt động khai thác than xảy ra do hiện tƣợng tự nhiên nhƣ: mƣa lớn, sấm sét, động đất, nƣớc biển dâng gây ngập lụt, chập cháy, trƣợt lở, nứt đất. Và do hoạt động của con ngƣời nhƣ: khoan, nổ mìn, đào lò, vận tải, sự thiếu ý thức của con ngƣời gây tai nạn lao động, trƣợt lở, vỡ đập chắn, nổ khí, bục khí, bục nƣớc. Những rủi ro, sự cố môi trƣờng đặc biệt nghiêm trọng có thể xảy ra ở mỏ nhƣ:
a. Sạt lở bờ mỏ, bãi thải
Nguyên nhân là do quá trình tạo thành mặt trƣợt, khối trƣợt làm mất sự ổn định của đất đá từ những yếu tố sau: Bờ mỏ có các mặt yếu tự nhiên, đứt gãy, khe nứt, đới dập vỡ có hƣớng cắm về phía khai trƣờng; có cấu tạo là đất đá sét, bở rời dễ trƣơng nở, phong hóa; xuất lộ dòng nƣớc ngầm, nƣớc mặt; bãi thải chiều cao tầng thải vƣợt quá chiều cao cho phép theo điều kiện ổn định của đất đá thải, nền bãi thải mềm yếu dễ bị biến dạng chảy.
Hậu quả khi xảy ra sạt lở bờ mỏ, bãi thải là rất nghiêm trọng nhƣ: làm phá hủy công trình, thiết bị, máy móc, nhà cửa, thiệt hại về ngƣời.... Ví dụ ngày 15/4/2012, xảy ra vụ sạt lở ở bãi thải số 3, mỏ than Phấn Mễ thuộc địa phận xóm Khuân 1, xã Phục Linh, Đại Từ, Thái Nguyên, làm 6 ngƣời chết, 1 ngƣời bị thƣơng, thiệt hại kinh tế ƣớc tính khoảng hơn 15 tỷ đồng.
25
Hình 1.9. Các dạng trƣợt lở có thể xảy ra trên mỏ lộ thiên
(a). trượt theo mặt phẳng, (b). khối trượt hình nêm, (c). hiện tượng đá đổ, (d). mặt trượt dạng cong hay cung tròn
b. Nổ khí mê tan
Khí mê tan ở mỏ tồn tại trong các vỉa than, các lớp đất đá bao quanh vỉa than, các đƣờng lò cũ. Hoạt động khai thác mỏ làm các chất khí, chủ yếu là khí mê tan xuất ra hòa vào hỗn hợp không khí ở các đƣờng lò đang hoạt động, trong điều kiện đủ có thể bắt cháy gây nổ rất nguy hiểm. Ví dụ các vụ nổ khí mê tan: Ngày 8/12/2008, nổ khí metal tại mỏ Khe Chàm trên địa bàn phƣờng Mông Dƣơng, có 9 nạn nhân thiệt mạng, 24 ngƣời bị thƣơng; Ngày 2/7/2012, vụ nổ khí metal tại khai trƣờng Công ty TNHH Một thành viên 86 (Tổng công ty than Đông Bắc) trên địa