Bụi phát sinh từ quá trình khai thác than ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường làm việc của công nhân lao động trực tiếp thường bị mắc bệnh đường hô hấp, ngồi ra cịn ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng các khu vực khai thác than.
Chất lượng nguồn nước mặt suy giảm cả về số lượng và chất lượng, các chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, thủy ngân và các hóa chất độc hại khác, gây ô nhiễm nguồn nước, gây bồi lắng các con sông, suối, hồ và cửa sông ven biển.
- Bụi - Tiếng ồn - Bụi - Tiếng ồn - Khí độc - Bụi - Tiếng ồn Bãi thải Đổ thải đất đá - Bụi - Tiếng ồn - Bụi - Sạt lở đất - Ô nhiễm đất Vận chuyển về nhà máy sàng tuyển Sàng tuyển than sơ bộ tại mỏ than Vận tải than Vận tải đất đá Thoát nước mỏ - Bụi - Tiếng ồn - Bụi - Tiếng ồn - Khí độc Khoan Nổ mìn - Bụi - Tiếng ồn Bốc xúc - Bụi - Tiếng ồn - Khí độc - Sạt lở - Độ axit cao - Kim loại năng
Hình 1.2. Quy trình cơng nghệ khai thác hầm lị kèm theo dòng thải
Khai thác than làm ơ nhiễm khơng khí, gây tiếng ồn. Các mỏ khai thác bằng nổ mìn làm cho hàm lượng bụi các khai trường khai thác vượt quy chuẩn cho phép. Bên cạnh đó, hoạt động khai thác than đã và đang làm biến đổi địa hình, địa mạo, địa chất, phá vỡ cảnh quan tự nhiên và cân bằng điều kiện sinh thái đã được hình thành từ hàng chục triệu năm; - Độ axit cao - Kim loại nặng. - Ô nhiễm đất, nước mặt Bãi thải Đổ thải đất đá - Bụi - Sạt lở đất - Ô nhiễm đất Vận chuyển về nhà máy sàng tuyển than tuyển Sàng tuyển than sơ bộ - Bụi - Tiếng ồn - Khí độc - Bụi - Tiếng ồn Vận tải than Thoát nước mỏ - Bụi - Tiếng ồn - Khí thải - Bụi - Tiếng ồn - Khí độc Nổ nìn Đào lị - Bụi - Khí độc Khai thác than - Bụi - Tiếng ồn - Khí độc - Sạt lở Bốc xúc đất đá thải - Bụi - Khí độc
Theo các sơ đồ quy trình cơng nghệ khai thác than lộ thiên, hầm lị trên hình 1.1 và hình 1.2, các nguồn gây ơ nhiễm mơi trường trong hoạt động khai thác than được thể hiện trong bảng 1.1, có thể nói ở tất cả các cơng đoạn khai thác than lộ thiên, hầm lị đều gây ơ nhiễm môi trường.
Bảng 1.2. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường trong hoạt động khai thác than
STT Khai thác lộ thiên Khai thác hầm lò Chất thải phát sinh Ảnh hưởng tới môi trường
1 Khoan - Bụi, tiếng ồn Khơng khí
2 Nổ mìn Nổ mìn
Bụi, tiếng ồn, sạt lở đất
Khơng khí, cảnh quan, tai nạn LĐ
3 Bốc xúc đất đá Đào lị Bụi, khí thải Khơng khí
4 Vận tải đất đá Vận tải đất đá Bụi, khí thải Khơng khí
5 Đổ thải đất đá Đổ thải đất đá Bụi, tiếng ồn
Cảnh quan, nước mặt, nước ngầm, bồ lấp sông suối
6 Bốc xúc than Bốc xúc than Bụi, tiếng ồn Khơng khí
7 Vận tải than Vận tải than Bụi, tiếng ồn Khơng khí
8 Sàng sơ bộ Sàng sơ bộ Bụi, tiếng ồn Khơng khí
9 Thốt nước moong Thốt nước hầm lò Nước thải Nước mặt, nước ngầm, đa dạng sinh học 10 Vận tải về nhà máy tuyển Vận tải về nhà
máy tuyển Bụi, tiếng ồn Khơng khí
1.2. Tình hình nghiên cứu về mơi trường xung quanh tại các mỏ than trên Thế giới và ở Việt Nam giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về mơi trường xung quanh tại các mỏ than trên Thế giới giới
không nhỏ đến chất lượng môi trường tại các khu mỏ khai thác và khu vực dân cư vùng mỏ. Nguy hiểm hơn, than là thứ nhiên liệu hóa thạch thải ra nhiều khí CO2 khi đốt nhất, gây ra ô nhiễm môi trường và những hệ quả tiêu cực nặng nề khác.
Với trữ lượng khoảng 10 nghìn tỷ tấn, gấp nhiều lần so với dầu mỏ hay khí đốt, lại thêm chi phí bỏ ra để khai thác thấp nên than được sử dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp.
- Đối với khơng khí, các nhà máy sản xuất sử dụng than chính là nỗi khiếp sợ kinh hồng. CO2 thải ra từ những ống khói lớn chính là ngun nhân làm Trái Đất nóng lên một cách nhanh chóng. Nguy hiểm hơn, sự ơ nhiễm này là hung thủ gây ra bệnh hô hấp cũng như cái chết cho hàng triệu người trên thế giới. Theo thống kê mỗi năm ở Trung Quốc, khoảng 1 triệu người tử vong vì ơ nhiễm khơng khí do khói bụi cơng nghiệp có liên quan tới sử dụng than đá.
- Tại Hoa Kỳ, khai thác than là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra ô nhiễm môi trường. Theo số liệu thống kê cho thấy, hoạt động khai thác than tại nước này hàng năm thải hồi khoảng 60% lượng khí SO2, 33% lượng Hg, 25% lượng khí NOx và 33% thán khí trên tổng số ơ nhiễm khơng khí tồn quốc.
- Chế biến và sàng tuyển than tạo ra bụi và nước thải chứa than, kim loại nặng. Ðốt than tạo ra khí SO2, CO2. Theo tính tốn một nhà máy nhiệt điện chạy than cơng suất 1.000 MW hàng năm thải ra môi trường 5 triệu tấn CO2, 18.000 tấn NOX, 11.000 - 680.000 tấn phế thải rắn. Trong thành phần chất thải rắn, bụi, nước thải thường chứa kim loại nặng và chất phóng xạ độc hại.
- Không chỉ gây hại tới thiên nhiên mà chính con người chúng ta cũng trở thành nạn nhân của việc khai thác than quá mức. Bụi than và các hóa chất độc hại nhiễm vào nguồn nước, đất canh tác, khơng khí khiến cuộc sống của những người dân xung quanh các mỏ than hết sức nghèo khổ, đói kém.
- Tiềm ẩn nhiều nguy cơ tai nạn bất ngờ như sập hầm mỏ. Ở Ukraine ngày 29/07/2011 đã có ít nhất 18 thợ mỏ đã thiệt mạng và hơn 20 người khác mất tích sau một vụ nổ xảy ra tại đây mà nguyên nhân chính là hàm lượng khí metan tích tụ trong hầm quá lớn.
Vì vậy, Ơ nhiễm mơi trường tại các khu vực mỏ khai thác than đang là vấn đề lớn cho các nhà chức trách ở nhiều quốc gia có khai thác và sử dụng loại tài nguyên nhiên liệu này.
* Các vấn đề môi trường hiện nay đang tồn tại:
Hiện nay, khai thác than trên thế giới đang áp dụng hai loại hình cơng nghệ khai thác chủ yếu đó là cơng nghệ khai thác lộ thiên và khai thác hầm lò. Tuy nhiên, với mỗi loại hình cơng nghệ khai thác lại có những ưu điểm, nhược điểm riêng khác nhau và tác động đến môi trường theo những hướng khác nhau.
* Công nghệ khai thác lộ thiên
Công nghệ khai thác lộ thiên gồm những khâu chủ yếu như thiết kế, mở moong khai thác, khoan nổ mìn, bốc xúc đất đá đổ thải, vận chuyển, làm giàu và lưu tại kho than thương phẩm.
- Ưu điểm: Đầu tư khai thác có hiệu quả nhanh; sản lượng khai thác lớn; công nghệ khai thác đơn giản và hiệu suất sử dụng tài nguyên cao (90%).
- Nhược điểm: Khai thác lộ thiên có nhược điểm lớn nhất là làm mất diện tích đất, diện tích dùng cho khai trường lớn; khối lượng đất đá đổ thải lớn; làm mất 50% trữ lượng, gây lún đất, ơ nhiễm nước, tiêu hao gỗ chống lị và gây các tai nạn hầm lị, gây ơ nhiễm mơi trường đất, nước và khơng khí; làm suy giảm trữ lượng nước dưới đất.
Đối với môi trường, khai thác than làm thay đổi và phá hủy cảnh quan thiên nhiên nghiêm trọng. Việc xây dựng hầm mỏ lộ thiên hay trong lịng đất là ngun nhân gây ra xói mịn đất đai và cái chết của lớp thực vật trên bề mặt. Ở những nơi khơng có cây cối, sự xói mịn sẽ kéo dài từ 50 - 60 năm sau khi khai mỏ.
Khai thác than ở các mỏ lộ thiên đặc biệt nguy hiểm cho nguồn nước ở những khu vực lân cận. Quá trình sử dụng nước để rửa than sẽ gây ô nhiễm nguồn nước nặng nề. Bụi bẩn và trầm tích trong than chảy ra sơng, hồ sẽ hại chết các loài sinh vật dưới nước cũng như đầu độc những người dân sử dụng nước này từ 5 - 25 năm. Ngồi ra, Acid sulfuric hình thành khi khống chất chứa sunphit bị oxy hóa trong khai thác than là nguyên nhân chính gây ra mưa axit.
* Cơng nghệ khai thác hầm lị
Khai thác hầm lò gồm các khâu chủ yếu như thiết kế khai thác, mở đường, đào lò hoặc giếng, khoan nổ mìn, khai thác, sàng tuyển và khâu cuối cùng là tập kết than thương phẩm.
- Ưu điểm: Diện tích khai trường nhỏ; lượng đất đá thải thấp từ đó giảm sức chịu đựng cho môi trường (bằng 1/5 công nghệ khai thác lộ thiên); ít ảnh hưởng đến mơi trường cảnh quan, địa hình; giảm nhẹ tổn thất tài nguyên sinh học và ít gây ra ơ nhiễm mơi trường khơng khí.
- Nhược điểm: Hiệu quả đầu tư không cao; sản lượng khai thác không lớn; tổn thất trữ lượng tài nguyên cao (50- 60%); gây tổn hại đến môi trường nước; hiểm hoạ rủi ro cao; đe doạ tính mạng con người khi xảy ra sự cố như sập lị, cháy nổ và ngộ độc khí lị.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về mơi trường xung quanh tại các mỏ than ở Việt Nam
Hiện trạng môi trường vùng than Việt Nam hiện nay đang bị suy thối và ơ nhiễm nghiêm trọng đặc biệt là ơ nhiễm về nồng độ bụi, tiếng ồn và chất thải rắn (đất đá). Hiện nay, Tập đồn than khống sản Việt Nam có khoảng 29 mỏ lộ thiên, 14 mỏ hầm lò phần lớn nằm ở khu vực bể than Quảng Ninh. Trong những năm gần đây, cùng với việc tăng sản lượng khai thác thì nạn ơ nhiễm mơi trường tại các khu vực khai thác cũng đang tăng lên ở mức báo động.Theo kết quả thống kê cho thấy: Hàng năm các khu mỏ than khai thác đổ thải từ vài trăm nghìn đến hàng triệu m3 nước thải (5 triệu m3), hàng trăm triệu m3 đất đá và rất nhiều loại khí, bụi độc hại khác nhau.
Tại Quảng Ninh, vấn nạn ô nhiễm môi trường đang ảnh hưởng không nhỏ đến sức khoẻ người lao động và cuộc sống của người dân trên địa bàn mỏ. Thực trạng môi trường ở Quảng Ninh đang đến hồi báo động, nhiều cán bộ công nhân viên và nhân dân trên địa bàn vùng than từ khu vực Đơng Triều, ng Bí đến khu vực Hạ Long, Cẩm Phả, Cửa Ơng, Mơng Dương nhiều năm nay phải sống trong bụi than.
Qua kết quả quan trắc môi trường trên khu vực mỏ khai thác, nồng độ bụi tại các mỏ được quan trắc đều vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) nhiều lần (như khu
vực mỏ Mông Dương, Hà Trung, Vàng Danh,…). Nước thải của công ty than Hà Lầm (Quảng Ninh) có hàm lượng BOD (nhu cầu ơxi hố sinh học) và COD (nhu cầu ơxi hố hố học) vượt TCCP nhiều lần (từ 3,9 - 5,7 lần); hàm lượng Sunfua, TSS của công ty than Mông Dương (Quảng Ninh) cao gấp đôi mức TCCP; hàm lượng TSS trong nước thải của công ty than Dương Huy (Quảng Ninh) còn vượt đến 15,6 lần TCCP.
Đất đá thải loại trong khai thác khoáng sản cũng là nguyên nhân gián tiếp dẫn đến tác động cộng hưởng về phát thải bụi từ các mỏ, gây suy giảm môi trường khơng khí do nhiễm bụi ở các khu dân cư ở trong vùng khai thác. Trên các mỏ than thường có mặt với hàm lượng cao các nguyên tố Sc, Ti, Mn...Các khống vật sunfua có trong than cịn chứa Zn, Cd, Hg...làm cho bụi mỏ trở nên độc hại với sức khỏe con người.
Bên cạnh đó, hoạt động khai thác than có những ảnh hưởng rất lớn đến khả năng canh tác nông nghiệp tại các khu vực gần khu mỏ khai thác. Ơ nhiễm mơi trường tại Đông Triều (Quảng Ninh) do khai thác than đã làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng đất canh tác nông nghiệp, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.
Có rất nhiều đề tài, cơng trình trong nước nghiên cứu về hiện trạng cũng như các ảnh hưởng của khai thác than đến môi trường để tham khảo như:
+ Luận văn Thạc sĩ Hồng Việt Dũng: Đánh giá ơ nhiễm mơi trường trong khai thác than lộ thiện trên địa bàn thành phố Cẩm Phả - Quảng Ninh, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. [7]
+ Luận Văn Thạc sĩ Dương Thị Bích Hồng: Nghiên cứu hiện trạng môi trường và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý mỏ than Khánh Hòa, Tỉnh Thái Nguyên, 2012, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên.[8]
Các nghiên cứu đều cho thấy rằng, khai thác than mang lại hiệu quả kinh tế cao cho đất nước, cho vùng, khu vực; tuy nhiên vấn đề khai thác than cũng đã và đang ảnh hưởng những tác động xấu cho môi trường xung quanh khu vực khai thác, ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống người dân xung quanh (mơi trường đất, nước, khơng khí) và hệ sinh thái khu vực. Vì vậy cơ quan Nhà nước, các cấp chính quyền có liên quan, chủ đầu tư cần có những biện pháp quản lý khai thác, bảo vệ môi
trường hợp lý để góp phần bảo vệ mơi trường sống của con người xung quanh khu vực mỏ, thực hiện mục tiêu phát triển bền vững – phát triển kinh tế gắn liền với bảo vệ môi trường.
1.3 Tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu
1.3.1 Vị trí địa lý:
Khu Hồ Thiên thuộc xã Tràng Lương, huyện Đông Triều, Quảng Ninh nằm về phía Bắc, cách thị trấn Mạo Khê khoảng 19km, Phía Bắc giáp huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang; phía Nam giáp xã Tràng Lương; phía Tây giáp xã Bình Khê huyện Đơng Triều; phía Đơng giáp xã Thượng Yên Công, thị xã ng Bí và mỏ Khe Chuối.
- Ranh giới khu mỏ:
+ Theo hệ toạ độ HN 1972, kinh tuyến trục 1080: X = 40.410 42.500
Y = 357.580 361.000 Diện tích khoảng 17,4 km2. - Ranh giới địa chất khu mỏ: Phía Bắc là trục nếp lõm Bảo Đài
Phía Nam giới hạn bởi toạ độ X= 40.410 Phía Tây là tuyến thăm dị XXXVI. Phía Đơng là đứt gẫy F1.
1.3.2 Địa hình sơng suối:
Khu Hồ Thiên là phần kéo dài về phía Tây của dãy núi Bảo Đài, địa hình có dạng kéo dài theo phương vĩ tuyến, hình thành nên những dãy núi có độ cao thay đổi từ 950m đến 1000m, thấp nhất 100m, càng lên cao trên những đỉnh núi thường hình thành các vách đá thẳng đứng, hướng cắm của đá thường ngược với hướng dốc của địa hình.
Phía Nam khu Hồ Thiên gồm chủ yếu các trầm tích khơng chứa than, phần lớn là đồi trọc và sườn thoải.
Khu Hồ Thiên có 6 suối lớn, chảy theo hướng Bắc – Nam, cắt thẳng góc với phương kéo dài của địa hình. Các suối đều đổ ra sơng Trung Lương và nhập vào sông Đá Bạch. Thượng nguồn của suối là những dãy núi cao, khi chảy qua các trầm tích chứa than, lịng suối thường dốc, lưu lượng ít, về mùa khơ hầu hết đều khơng có nước. Chiều rộng của mực nước suối thường từ 2m đến 3m, chiều sâu từ 0,4m đến 0,5m. Lưu lượng của suối về mùa khơ là 7 l/s và mùa mưa có khi lên đến 2170 l/s. Sau những trận mưa lớn thường gây ngập lụt từ một vài giờ đến một hai ngày. Các suối này khơng có giá trị vận chuyển, nhưng lại thuận lợi cho việc lộ trình khảo sát địa chất.
1.3.3 Điều kiện khí hậu
Khu mỏ than Hồ Thiên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ven biển chịu ảnh hưởng của gió mùa. Hàng năm có hai mùa rõ rệt:
- Mùa khô bắt đầu từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau. Mùa khơ thường có gió Bắc và Đơng Bắc, gió mạnh có lúc lên tới cấp 7, cấp 8, nhiệt độ trung