3.1.1. Thành phần, đặc điểm bãi thải
Tại vùng than Cẩm Phả - Quảng Ninh, bãi thải Đông Cao Sơn là bãi thải được quy hoạch có sức chứa lớn nhất, ước tính lên đến 295 triệu m3, là nơi tập trung thu gom đất đá thải từ các mỏ than lộ thiên lân cận như: Đèo Nai, Cao Sơn, Cọc Sáu, Khe Chàm II và Đông Đá Mài, chiếm trên 94% tổng khối lượng đất đá thải toàn vùng. Hiện nay, bãi thải Đông Cao Sơn trong giai đoạn vận hành với công suất rất cao, hàng ngày các xe vận chuyển siêu trọng liên tục nối đuôi nhau ra vào đổ thải. Tại bãi đổ thải, đất đá thải thu gom đổ chất thành núi cao, thường từ 60 đến 150m, có nơi rất cao khoảng 250m so với mặt nước biển.
Qua việc tiến hành điều tra thực địa, tác giả thấy rằng: Thành phần chủ yếu của vật liệu trên các bãi thải mỏ lộ thiên là đất đá do nổ mìn gồm cát kết, bột kết, sét kết và đất phủ. Trong các thành phần trên, mức độ phong hoá của bột kết chậm hơn so với các đá khác, đá được tạo bởi sét kết bị phong hoá nhanh, dễ nứt nẻ, vỡ vụn, khi gặp nước thì chảy nhão. Do đất đá bãi thải có sự liên kết kém, dễ bị phong hoá nên độ bền cơ học giảm, dễ chảy nhão trượt lở, vùi lấp các cơng trình dân sinh khu vực phía dưới chân và khó khăn cho việc ổn định sườn bãi
thải.
Sự phân bố đất đá trong bãi thải nói chung là không đồng đều. Tuy nhiên, do động năng của các hạt đất đá thải khi rơi xuống từ xe vận chuyển và từ khâu san gạt nên từ mặt bãi thải xuống độ sâu 1,5m
kích cỡ nhỏ (bụi lắng, cát, dăm sỏi), tỷ lệ các hạt đá có kích thước nhỏ hơn 15mm chiếm 40 - 50%. Dọc theo sườn dốc trở xuống, tỷ lệ các hạt đá có kích thước nhỏ giảm dần, đến khoảng giữa sườn dốc của bãi thải tỷ lệ các hạt đá có kích thước hạt lớn hơn 500mm chiếm trên 60%. Những tảng đá có đường kính lớn tập trung ở phía dưới sườn dốc. Khi xuống dưới chân bãi thải các tảng đá to thường lăn cách chân bãi một khoảng cách nhất định. Khu vực sát chân bãi thường là các loại đá có kích thước lớn hơn 800mm.
- Do quy trình đổ thải là từ trên cao xuống nên đất đá hạt nhỏ thường tập trung ở phía trên, cỡ hạt lớn tập trung dưới chân bãi thải. Những cỡ hạt rất lớn thường lăn xuống dưới chân bãi thải và tách xa chân bãi thải nên tạo cho bề mặt sườn bãi thải dạng lõm với độ dốc trung bình khoảng 300 - 400(Hình 3.2).
Hình 1. 3: Hình ảnh sườn dốc bãi thải Đơng Cao Sơn
- Về thành phần khống hóa, thành phần khống hóa của đất đá thải ở bãi đổ thải Đông Cao Sơn khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh được dẫn ở Bảng 3.1 (Trích dẫn số
Bảng 3. 1:Thành phần khống hóa đất đá thải khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả trung bình Phƣơng pháp thử
1 SiO2 % 77,12 TCVN 7131:2002 2 Fe2O3 % 4,47 3 KMn % 4,42 4 Al2O3 % 9,4 5 TiO2 % 0,26 6 K2O % 1,67 7 Na2O % 0,16 8 CaO % 0,84 9 MgO % 0,8 10 SO3 % 0,02
- Về thành phần thổ nhưỡng, trong quá trình khai thác, lớp đất phủ phía trên (đệ tứ) khơng được thu hồi lại mà thường đổ xuống phía dưới hoặc đổ lẫn đá thải nên bề mặt bãi thải rất nghèo chất dinh dưỡng và chua, ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phủ xanh bề mặt bãi thải.
3.1.2. Đặc điểm đất bãi thải sau khai thácthan
Kết quả phân tích đất bãi thải sau khai thác than khi chưa trồng cây cải tạo môi trường được thể hiện ở bảng 3.2 như sau
Bảng 3. 2: Kết quả phân tích đất bãi thải khi chưa trồng cây
Mẫu đất pH KCl Ndt (mg/100g) CHC (%) P2O5dt (mg/100g) K2Odt (mg/100g) Thành phần cơ giới
Khu Đỉnh bãi thải Đông Cao Sơn
3,8 0,5 0,32 0,41 0,50 Cát
Khu Vực Vũ Môn 3,65 0,6 0,49 0,32 0,40 Cát pha Khu vực Khe Rè 3,47 0,4 0,53 0,35 0,60 Cát
Qua số liệu phân tích đất ở bảng 3.2 cho thấy đất trên bãi thải sau khai thác than rất chua và nghèo dịnh dưỡng, độ pH dao động từ 3,47 đến 3,8; mùn chỉ đạt từ 0,32% đến 0,53 %; các chỉ tiêu của các chất dễ tiêu như đạm, lân và kali cũng thấp (NH+ giao động từ 0,4 lên 0,6 mg/100 g đất; P2O5 giao động từ 0,35 đến 0,45 mg/100 g đất; K2O giao động từ 0,4 đến 0,6 mg/100 g đất), như vậy việc trồng cây cải tạo môi trường bãi thải mỏ trong điều kiện như trồng rừng bình thường sẽ khó thực hiện được.
Do có đặc điểm là dạng bãi thải cao, góc dốc sườn bãi thải lớn (> 300), đất đá thải có cỡ hạt thay đổi từ dạng bụi, dăm sỏi đến các loại đá cục và đá tảng, đổ thải từ trên cao xuống nên đất đá hạt nhỏ thường tập trung ở phía trên, cỡ hạt lớn tập trung dưới chân tầng thải. Cỡ hạt lớn khi lăn xuống dưới chân tầng thường xa chân bãi thải nên tạo cho bề mặt sườn bãi thải dạng lõm.
Trong q trình bóc đất đá, lớp đất màu trên mặt thường không được thu hồi lại mà đổ lẫn cùng đất đá thải nên đất bãi thải rất nghèo dinh dưỡng, thành phần chủ yếu là đá và mẫu chất, độ ẩm và khả năng giữ ẩm thấp, khơng có hệ thống mao dẫn,… ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tự hình thành và tồn tại của lớp thực vật phủ xanh bề mặt bãi thải. Các chỉ tiêu hoá học đất trên một số khu vực đổ thải có thời gian tồn tại từ 1 – 5 năm và từ 5 – 10 năm cũng chưa được nghiên cứu kỹ.
3.1.3. Hiện trạng môi trường bãi thải
3.1.3.1. Chất lượng mơi trường khơng khí:
Mơi trường vi khí hậu được đặc trưng bởi các yếu tố khí tượng như: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, áp suất khí quyển…Kết quả quan trắc thực địa lấy mẫu lần 1 (tháng 2/2017) tác giả thấy rằng:
+ Nhiệt độ trung bình của các điểm lấy mẫu quan trắc (dao động trong khoảng từ 24,10C đến 25,20C) tương đương với nhiệt độ mà Vinacomin quan trắc được cùng thời điểm năm 2016.
+ Vào thời điểm tác giả đi khảo sát ở thực địa 2/2017 đo được nhiệt độ khơng khí cao nhất của mặt đất bãi thải đo được là 300C cao hơn các vị trí quan trắc của khu
vực khai trường, khu vực dân cư xung quanh, nguyên nhân của vấn đề này là do thành phần bãi thải cơ bản là các vật liệu rắn, sẫm màu do vậy mà khả năng hấp thụ nhiệt cao hơn các khu vực khác.
- Độ ẩm: Độ ẩm khơng khí trên bãi thải thuộc loại trung bình. Độ ẩm khơng khí trên bãi thải ln thấp hơn độ ẩm khơng khí khu vực xung quanh. Độ ẩm khơng khí thấp chính là hệ quả của yếu tố nhiệt độ tăng cao trong khơng khí bề mặt bãi thải lại trống tốc độ gió lớn.
- Bụi qua các thời điểm quan trắc của khu vực bãi thải đã có dấu hiệu ơ nhiễm ở mức trung bình. Tính tại thời điểm tác giả quan trắc thì hàm lượng bụi đo được tại khu vực Khe Rè (M4) v khu V Mụn (M5) 310ữ320àg/m3 vượt giới hạn cho phép từ 1,03 ÷ 1,06 lần theo QCVN 05:2013/BTNMT (tb1h) những điểm quan trắc khác đều có hàm lượng bụi lửng đạt quy định của QCVN 05:2013/BTNMT (TB1h).
- Hàm lượng các khí độc hại đều nằm trong ngưỡng cho phép của QCVN hiện hành.
Bảng 3. 3: Kết quả quan trắc mơi trường khơng khí tại khu vực bãi thải Đơng Cao Sơn
STT Vị trí lấy mẫu Nhiệt độ Độ ẩm (%) Tốc độ Gió(m/s) SO2 µg/m3 CO µg/m3 NO2 µg/m3 Bụi lơ lửng µg/m3
1 Khu vực đỉnh bãi thải
Đông Cao Sơn (M1) 30 74.4 1.42 47 2970 29 270 2 Khu vực đỉnh bãi thải
Đông Cao Sơn (M2) 29,2 73.6 1.35 35 2890 37 290 3 Khu dân cư I phường
Cửa Ông (M3) 24,1 77.2 1.60 - - - 150 4 Khu vực Khe Rè
STT Vị trí lấy mẫu Nhiệt độ Độ ẩm (%) Tốc độ Gió(m/s) SO2 µg/m3 CO µg/m3 NO2 µg/m3 Bụi lơ lửng µg/m3 5 Khu vực Vũ Môn (M5) 30,5 74.7 1.17 12 3890 41 320 6 Khu vực Vũ Môn khu
dân cư (M6) 25,2 73.8 0.96 - - - 160
QCVN 26:2016/BYT (vi khí
hậu tại nơi làm việc) 18-32 40-80 0,2-1,5 QCVN 05:2013/BTNMT
(TB1h)
350 30,000 200 300
3.1.3.2. Chất lượng môi trường đất khu vực bãi thải sau khi đã trồng cây 6 tháng (2/2017).
Kết quả phân tích các chỉ tiêu mơi trường đất tại khu vực bãi thải được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3. 4: Các chỉ tiêu hóa học đất khu vực bãi thải Đông Cao Sơn
STT Vị trí lấy mẫu pHKCl Ndt CHC (%) P2O5 mg/ 100g K2O mg/ 100g Cu mg/ 100g Pb mg/ 100g As mg/ 100g Cd mg/ 100g Zn mg/ 100g 1 Khu vực đỉnh bãi thải (M1) 4,07 0,67 0,91 0,5 0,57 25 52 6,1 0,16 63 2 Khu vực đỉnh bãi thải (M2) 4,25 0,71 0,87 0,42 0,77 27 54 6,2 0,21 65 3 Khu vực Khe Rè (M3) 3,97 0,63 0,78 0,35 0,53 32 42 3,65 0,35 97
STT Vị trí lấy mẫu pHKCl Ndt CHC (%) P2O5 mg/ 100g K2O mg/ 100g Cu mg/ 100g Pb mg/ 100g As mg/ 100g Cd mg/ 100g Zn mg/ 100g 4 Khu vực Khe Rè (M4) 3,93 0,61 0,76 0,43 0,51 33 47 3,67 0,31 92 5 Khu vực Vũ Môn (M5) 3,52 0,46 0,66 0,37 0,6 12 65 3,77 0,31 79 6 Khu vực Vũ Môn (M6) 4,14 0,45 0,78 0,53 0,8 12,6 60 3,82 0,34 67 QCVN 03:2015/BTNMT (đất sử dụng cho mục đích lâm nghiêp) - - - - - 70 100 12 200 70
Qua bảng 3.4 ta thấy rằng: Đa số các mẫu tại bãi thải đều thuộc loại chua, tuy nhiên đất tại khu vực Khe Rè chua hơn đất ở Khu vực đỉnh bãi thải và khu vực Vũ Môn. Hàm Lượng P2O5 ở tất cả các mẫu phân tích đều có hàm lượng Photpho ở mức trung bình (phụ lục 1); Theo thang đánh giá hàm lượng K2O ở hầu hết các mẫu đất đều dao động từ rất nghèo đến nghèo (phụ lục 2). Hàm lượng kim loại nặng ở tất cả các mẫu đất của bãi thải Đông Cao Sơn so với QCVN 03:2015/BTNMT đối với đất dành cho mục đích sử dụng cho lâm nghiệp đều nằm ở ngưỡng thấp hơn giới hạn cho phép.
Như vậy, ta thấy rằng đất đá thải tại khu vực bãi thải Đơng Cao Sơn khá nghèo chất dinh dưỡng, khó khăn trong việc phục hồi thảm thực vật trên bãi thải.
3.1.4. . Hiện trạng tài nguyên sinh vật trên bãi thải
Khảo sát khu vực mỏ khai thác than vùng than Quảng Ninh cho thấy khu vực nằm trong vùng đồi núi trọc, thảm thực vật nghèo kiệt lại bị ảnh hưởng của quá trình khai thác than và dân sinh qua nhiều năm nên hầu như khơng có giá trị kinh tế.
3.1.4.1. Thảm thực vật
Bên cạnh các loài cây tự nhiên, trên địa bàn bãi thải mỏ đã đang thực hiện công tác trồng rừng để phủ xanh tại các khu vực đất trống, đồi núi trọc, vùng đất nghèo dinh dưỡng cũng được triển khai tích cực, nâng độ che phủ trên bãi thải ngày càng cao. Các loài cây hiện tại đang được trồng là: keo lá tràm.
a. Thảm thực vật thủy sinh nƣớc ngọt: (quần hệ thủy sinh nước ngọt)
Các quần xã thực vật thủy sinh với các loài sung Nymphaea pubescens Willd., Bèo tây Eichhornia crassipes (Mares) Solms, Bèo cái (Pistia stratiotes L.), Rau dừa
(Ludwigia adscendens (L.) Hara), Rong đi chó (Hydrilla verticillata (L.f.) Royle), Rong tóc tiên (Hydrilla minor (Zoll.) Hartog), Rau muống Ipomoea aquatica Forssk., các lồi cói (Cyperus spp…)
b. Thảm thực vật nhân tạo:
Các quần xã trồng cây lâu năm gồm có: Keo lá tràm (Acacia auriculaeformis Cunnell ex Benth.) tồng tại các khu vực Đỉnh bãi thải, khu vực đất Vũ Mơn và khu vực Khe rè phía Đông Cao Sơn. Cỏ Ventiver được trồng ở khu vực đất vũ môn, cây trồng lâu năm tại các khu dân cư nơng thơn Mít (Artocarpus heterophyllus Lam.), Xoan (Melia azedarach L.), Dừa (Cocos nucifera L.), Tre (Bambusa spp)…
Các quần xã trồng cây hàng năm có : Lúa nước (Oryza sativa L.), Ngô (Zea
maysL.), Rau màu các loại… trồng trong vườn khu dân cư Chuối tây (Musa paradisiacaL.), Chuối tiêu (Musa nana Lour.), các khu vực bãi ven sông xen rải rác chuối với rau màu hoặc không. Cây trồng cạn hàng năm và cây công nghiệp ngắn ngày trên đất bãi và ruộng lúa 3 vụ (Đỗ đậu các loại, Sắn (Manihot esculentaCrantz), Ngô
(Zea maysL.), rau màu…), ruộng vườn quanh nhà ở khu dân cư (Lúa Oryza sativa L., Sắn (Manihot esculentaCrantz), Ngô (Zea maysL.)
c. Thảm thực vật tự nhiên vùng đồi núi đất và núi đá thải
Trảng cây bụi thứ sinh, thường xanh cây lá rộng có cây gỗ rải rác với quần xã ưu thế: Bục bạc Mallotus paniculatus (Lam.) Muell.-Argent, Thành ngạnh Cratoxylon
cochinchinensis (Lour.) Blume, Thao kén Helicteres angustifolia L., Mán đỉa Archidendron clypearia (Jack.) I.C.Nielsen, Lá nến Macaranga denticulata (Blume) Muell.-Argent, Sim Rhodomyrtus tomentosa (Aiton) Hassk., Mua Melastoma normale D.Don, Mâm xôi Rubus cochinchinensis Tratt.
Trảng cỏ thứ sinh với quần xã ưu thế: Lau (Saccharum spontaneum L.), Cỏ tranh (Imperata cylindrica (L.) P.Beauv.var. major (Nees) C.E.Hubb.), Chè vè (Miscanthus sinensis Andres).
Trảng cỏ cây bụi thứ sinh thường xanh với quần xã ưu thế Kháo (Machilus
leptophylla Hand.-Mazzer.), Lá nến Macaranga denticulata (Blume) Muell.-Argent,….
Trảng cỏ thứ sinh với quần xã ưu thế Cỏ tranh (Imperata cylindrica (L.) P.Beauv.var. major (Nees) C.E.Hubb.),, cỏ Lô (Themeda gigantea (Cav.) Hack.), cỏ
trấu (Apluda mutica L.), Cỏ Lào (Eupatorium odoratum L.).
3.1.4.2. Hệ động vật: Trong khu vực dự án khơng có các lồi động vật quý hiếm, các
loài động vật lớn sinh sống tại đây hầu như khơng cịn.
3.2. Đánh giá thực trạng trồng rừng cải tạo môi trƣờng tại bãi thải
3.2.1. Diện tích rừng trồng trong dự án cải tao bãi thải than Đông Cao Sơn
Đối với đất đá thải tại Quảng Ninh sau nhiều dự án thử nghiệm thì cây keo lá tràm là có sự sinh trưởng và phát triển trên nền đất đá đổ thải trên các đỉnh tầng và cả sườn tầng. Các khu vực dự án đã tiến hành trồng keo lá tràm với mật độ 5.000 cây/ha; cây thông nhựa 7.500 cây/ha. Qua khảo sát nhận thấy các khu vực khi trồng với mật độ cao thì tiến độ phủ xanh bãi thải và ổn định bãi thải nhanh hơn. Dự án tiến hành trồng cây xanh cải tạo phục hồi môi trường với khối lượng như sau:
a. Khu vực đất Vũ Mơn (phía Mơng Dương): Tiến hành trồng keo lá tràm, thông nhựa ở mặt tầng và sườn tầng và trồng thêm hàng cỏ Ventiver.
- Tổng diện tích trồng cây là: 42,37 ha; trong đó diện tích mặt tầng là: 12,74ha và sườn tầng là 29,63 ha.
+ Trồng và chăm sóc cây 03 năm đầu. + Trồng dặm mặt độ 10%
+ Mật độ trồng 5.000 cây/ha.
+ Hố đào kích thước dài x rộng sâu: 40x40x40 cm. - Trồng các hàng cỏ Vetiver: 106.406 bầu cỏ.
b. Khu vực đỉnh bãi thải Đông Cao Sơn +300: Tiến hành trồng cây keo lá tràm, cây thơng nhựa phủ xanh tồn bộ khu vực cải tạo (mặt tầng và sườn tầng) nhằm mục đích cải tạo môi trường và tạo cảnh quan.
- Tổng diện tích trồng là: 32,43 ha. + Trồng và chăm sóc cây 03 năm đầu. + Trồng dặm mặt độ 10%.
+ Mật độ trồng 5.000 cây/ha – 7.500 cây/ha
+ Hố đào kích thước dài x rộng sâu: 40x40x40 cm.
c. Khu vực phía Khe Rè (phía Cửa Ơng):Tiến hành trồng cây phủ xanh toàn bộ
khu vực cải tạo (mặt tầng và sườn tầng) nhằm mục đích cải tạo mơi trường và tạo cảnh quan.
- Tổng diện tích trồng cây keo là tràm mới là: 1,89 ha. + Trồng và chăm sóc cây 03 năm đầu.
+ Trồng dặm mặt độ 10%. + Mật độ trồng 5.000 cây/ha.
+ Hố đào kích thước dài x rộng sâu: 40x40x40 cm.
3.2.2. Các biện pháp kỹ thuật đã được áp dụng trong dự án:
Các biện pháp kỹ thuật áp dung trồng rừng cải tạo môi trường thuộc dự án Cải tạo môi trường bãi thải Đông Cao Sơn, tỉnh Quảng Ninh như sau:
a. Cây keo lá tràm(Acacia auriculaeformis Cunnell ex Benth.): là loại thân gỗ lớn
gỗ lớn thường xanh quanh năm, ở nơi lập địa tốt cây đạt chiều cao 25-30m, đường kính ngang ngực từ 60-80cm, gỗ tốt phân biệt lõi giác, có khả năng chịu gió bão. Thân cây thẳng, vỏ màu xám mốc hoặc xám đen, khi còn non nứt dọc theo thân cây, khi trưởng thành có thể bong thành từng mảng. Tán lá dày, rậm
hình trứng, nhiều cành nhánh, khả năng tỉa cành tự nhiên kém, là cây ưa sáng, sinh trưởng nhanh ở nơi đất tốt vùng nóng ẩm. Nhiệt độ thích hợp trung bình năm là 24OC, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất từ 31-34OC, tháng lạnh nhất từ 12-16OC, lượng mưa từ 2.000- 2.500mm/năm. Phổ sinh thái của keo lá tràm rất rộng, chịu được đất nghèo dinh dưỡng, khơ hạn, có thể sống trên đất thiếu oxy, đất thịt nặng, đất cát ven biển,... Ở những vùng này, cây sinh trưởng chậm, nhiều cành nhánh là lồi cây ở rễ có nốt sần ký sinh chứa vi khuẩn nốt rễ có tác dụng tổng hợp đạm tự do, cải tạo mơi trường đất, có khả năng chống chịu được với các điều kiện khắc nghiệt trên bãithải.
b. Cây Thông nhựa (Pinus merkusiana Cool et Gaussen)
Thơng nhựa có thể chịu nóng, đất khơ cằn, khí hậu gần biển. Là cây gỗ lớn, cao 25-45 m, tán hình trứng, phân cành thấp, vỏ cây màu xám nâu ở dưới, đỏ cam ở trên, thường nứt dọc sâu ở sát gốc, nhưng phần trên của thân cây thì nhẵn và dễ bong ra. Đường kính thân cây tới 1,5 m. Trong thân có nhiều nhựa, nhựa thơm hắc. Lá hình