Ảnh 12.1. Nhà máy năng lượng địa nhiệt Nesjavellir (Iceland)
12.3. NGHIÊN CỨU VÀ DỰ BÁO TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG TRONG HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN
Tác động của việc khai thác, chế biến và sử dụng khoáng sản tới môi trường phụ thuộc vào nhiều tác nhân như công nghệ khai thác, chế biến, điều kiện thủy văn khu vực, khí hậu, loại quặng, quy mô khai thác, địa hình - địa mạo và các tác nhân khác liên quan. Các tác động này lại có sự khác biệt giữa các giai đoạn triển khai và vận hành trong hoạt động khai thác mỏ. Ở giai đoạn điều tra đánh giá và thăm dò khoáng sản, các tác động tới môi trường là rất nhỏ, do mới triển khai một lượng hạn chế lỗ khoan, công trình khai đào, lấy mẫu trên mặt phục vụ công tác đánh giá tài nguyên, trữ lượng khoáng sản. Tác động trong giai đoạn này là gần như không đáng kể so với giai đoạn khai thác và chế biến khoáng sản.
286 12.3.1. Phân loại và dự báo tác động môi trường trong hoạt động khoáng sản
a. Tác động môi trường trong điều tra đánh giá, thăm dò khoáng sản
Giai đoạn điều tra đánh giá, thăm dò khoáng sản gồm nhiều nội dung khác nhau từ thu thập, phân tích dữ liệu, khảo sát thực địa (đo vẽ trên mặt, khoan, thu thập dữ liệu địa hóa và địa vật lý). Nhìn chung, giai đoạn này có tác động tới môi trường không lớn, ngoại trừ những khu vực nhạy cảm, hoặc thăm dò khoáng sản độc hại.
Các mỏ khoáng chủ yếu phân bố ở khu vực miền núi, thân quặng thường tập trung ở phần cao địa hình. Để thăm dò, đánh giá trữ lượng khoáng sản đòi hỏi phải thực hiện một số công việc như phát tuyến, làm đường, đào hào, làm nền khoan, dọn vỉa, khoan, lấy mẫu... Các hoạt động này ít nhiều gây tác động trực tiếp đến môi trường khu vực và có xu hướng gia tăng mức độ, quy mô ô nhiễm môi trường. Tác động môi trường do hoạt động thăm dò thường không lớn so với giai đoạn khai thác và chế biến khoáng sản. Song chúng cũng tác động trực tiếp đến môi trường khu vực và có xu hướng gia tăng mức độ, quy mô ô nhiễm môi trường.
b. Tác động do chặt phát quang cây rừng
Phát tuyến là bắt buộc để thông tuyến đo mặt cắt địa hình theo tuyến thăm dò, làm đường, nền khoan, phát tuyến lộ trình, dọn vỉa, thi công công trình hào, giếng, lò thăm dò…
Các hoạt động này phá hủy thảm thực vật, làm giảm mối liên kết của lớp đất đá bề mặt địa hình, gia tăng khả năng xói mòn đất đá và gia tăng mức độ ô nhiễm môi trường khu vực xung quanh.
c. San gạt, làm nền khoan, thi công công trình thăm dò
Hoạt động san gạt làm đường, làm nền khoan, đào xúc đất đá khi thi công hào, giếng, lò, dọn sạch vết lộ là các hoạt động diễn ra thường xuyên trong khu vực thăm dò. Nếu điều tra, thăm dò quặng phóng xạ, quặng chứa kim loại nặng, kim loại phóng xạ (gọi chung là khoáng sản độc hại) thì lượng đất đá xúc, đào, gạt ra thường có chứa phóng xạ hoặc kim loại nặng. Hoạt động đào hào, lò, dọn vỉa lộ là các hoạt động đòi hỏi phải đưa lên trên bề mặt địa hình một khối lượng đáng kể đất đá chứa quặng phóng xạ, hoặc kim loại nặng. Nhìn chung, các khu vực thăm dò nằm ở phần địa hình cao, bị phân cắt mạnh; vì vậy, đất đá san gạt dễ dàng phát tán xuống các khe suối, khu vực địa hình thấp và bị nước mưa đưa xuống hạ lưu.
Mặt khác, khu vực san gạt, đào xúc làm vỡ mối liên kết tự nhiên của đất đá, phá vỡ tầng chắn phía trên, tạo điều kiện nước mưa dễ dàng thấm xuống; ngoài ra, trên đường di chuyển của nước mặt (chủ yếu nước mưa) chúng thường mang theo một số nguyên tố, trong đó có nguyên tố độc hại và hòa vào nguồn nước mặt, nước ngầm hoặc thấm vào đất trong khu vực.
Theo thống kê, ở nước ta, mạng lưới khoan thăm dò bố trí cho hầu hết mỏ quặng kim loại, than, quặng đất hiếm và phóng xạ là 50x50m - 100x100m (trung bình ~50m có một vị trí làm nền khoan để khoan sâu hàng trăm mét vào lòng đất). Chúng tác động mạnh đến các thành phần môi trường trên mặt, làm tăng khả năng hòa tan, vận chuyển chất phóng xạ, độc hại theo dòng nước rồi phát tán vào nguồn nước mặt, nước ngầm và đổ xuống hạ lưu.
Như vậy, quá trình đào xúc, san gạt, làm nền khoan, thi công công trình khai đào gây tác động đáng kể vào khu thăm dò, chúng tiềm ẩn nguy cơ gia tăng mức độ ô nhiễm môi trường, và nguy cơ ô nhiễm lan tỏa ra khu vực xung quanh. Đặc biệt là những khu vực địa hình thấp lân cận khu thăm dò, phần hạ lưu sông, suối, nơi thường có định cư của người dân bản địa.
d. Công tác lấy, gia công và phân tích mẫu
Lượng lớn mẫu quặng kim loại được lấy và gia công thường có kim loại nặng độc hại hoặc nguyên tố phóng xạ, khi tập kết trong khu vực nhỏ (nhà mẫu) hoặc gia công mẫu, một lượng đáng kể bụi chứa nguyên tố độc hại và phần thải quặng cũng là tác nhân làm thay đổi môi trường khu vực; đặc biệt môi trường không khí.
287 Như vậy, có thể thấy hoạt động thăm dò khoáng sản (đặc biệt là thăm dò mỏ khoáng sản độc hại) sẽ tác động đáng kể đến môi trường xung quanh khu vực. Các hoạt động trên đều tiềm ẩn mối nguy hiểm đến môi trường, trong đó đáng chú ý là hoạt động thi công công trình thăm dò, san gạt đường gây phá hủy cấu trúc bề mặt, đưa vào môi trường một lượng đáng kể chất độc hại hoặc phóng xạ, rất khó kiểm soát môi trường.
Do điều kiện tự nhiên của thân quặng đều nằm ở phần địa hình cao, nên các chất phóng xạ, kim loại độc hại dễ dàng phát tán xuống khu vực thung lũng lân cận qua dòng chảy và ảnh hưởng đến môi trường khu vực.
12.3.2. Tác động của khai thác và chế biến khoáng sản tới môi trường
Khai thác, chế biến và làm giàu khoáng sản gây ra những tác động tiêu cực đáng kể tới môi trường đất, nước, không khí và tài nguyên sinh vật. Đi kèm còn là các tác động xã hội tiêu cực tới môi trường do làm gia tăng nhu cầu nhà ở và các dịch vụ ở vùng mỏ. Đây là cái giá phải trả cho lợi ích từ việc sử dụng khoáng sản đem lại. Khai thác tài nguyên khoáng sản không gây tác động tiêu cực tới môi trường là không tưởng, nhưng có thể giảm thiểu suy thoái môi trường khu vực mỏ. Tuy vậy giảm thiểu suy thoái môi trường là không mấy khả thi do nhu cầu về khoáng sản ngày càng tăng, đi kèm với lượng tích tụ khoáng sản ngày càng giảm.
Để có nhiều khoáng sản hơn, con người phải xây dựng và phát triển nhiều nhà máy, khu khai thác và chế biến khoáng sản làm cho khoáng sản càng nghèo hơn. Ước tính năm 2000, tổng quỹ đất dùng cho khai mỏ trên thế giới là khoảng 0,2% diện tích bề mặt Trái đất (tương đương 300.000 km2 ≈ diện tích Việt Nam 331.698km2). Sau 13 năm (năm 2013) quỹ đất dùng cho khai mỏ tăng lên hơn nhiều so với số liệu năm 2000.
Suy thoái môi trường mỏ xảy ra vượt phạm vi khu khai thác và nhà máy chế biến, xử lý khoáng sản cả ở mỏ lộ thiên hoặc hầm lò. Khai thác và chế biến khoáng sản trên quy mô lớn gây biến đổi địa hình do bóc đi lượng đáng kể vật liệu ở một vùng và đổ phần rác thải mỏ đó ra vùng khác. Tác động của khai thác đơn lẻ có thể chỉ là cục bộ, nhưng khai thác hàng loạt mỏ đơn lẻ (liên mỏ hoặc vùng mỏ) tạo ra vấn đề môi trường lớn và nghiêm trọng.
a. Rác thải mỏ
Bình quân có gần 2/3 quỹ đất khai mỏ được dùng cho bóc đất phục vụ khai thác. Hơn 1/3 còn lại dùng cho đổ thải và một phần nhỏ để đặt nhà xưởng và máy móc. Rác thải mỏ bóc ra từ gần 2/3 quỹ đất là một lượng khổng lồ và chiếm tỷ trọng lớn trong các loại rác thải do con người tạo ra. Các chất thải trong khai thác cũng như tuyển quặng và luyện kim thường được tập trung thành bãi thải. Bãi thải ở khu khai thác gồm chủ yếu là đất đá vây quanh, một phần quặng không đạt hàm lượng công nghiệp. Các chất thải trong quá trình tuyển quặng gọi là đuôi quặng gồm các khoáng vật không phải là quặng nằm ở trong tổ hợp với quặng đã được nghiền nhỏ và một lượng nhỏ vật chất quặng không tách hết. Ngoài các chất thải rắn còn một lượng nước thải trong quá trình khai thác và chế biến khoáng sản gồm: nước thoát ra từ bãi thải, khu vực tuyển làm giàu quặng, dung dịch dùng để tuyển quặng, dung dịch dùng trong công nghệ thủy luyện. Đặc điểm chung của các bãi thải khai thác và chế biến khoáng sản là chúng thường chứa các khoáng vật sulfur kim loại như pyrit, chancopyrit, arsenopyrit, galenit, sphalerit…, hoặc khoáng sản chứa nguyên tố phóng xạ, đất hiếm. Quá trình oxy hóa tạo ra dung dịch acid và là môi trường hòa tan các kim loại có trong thành phần các khoáng vật quặng ở bãi thải. Dung dịch acid sinh ra trong quá trình oxy hóa sulfur có thể hòa tan các kim loại và các thành phần độc hại, từ đó chúng phát tán vào môi trường gây ô nhiễm môi trường.
Như vậy, khai thác mỏ và chất thải mỏ là nguyên nhân gây ô nhiễm tất cả các hợp phần của môi trường (không khí, nước ngầm, đất trồng, trầm tích, nước mặt) do kết quả của các kim loại như As, Cd, Cu, Mn, Mo, Pb, Zn, nguyên tố phóng xạ và đất hiếm.
288 b. Tác động của phương pháp khai thác, chế biến khoáng sản
Thực tiễn khai thác là xác định phương pháp khai thác khả thi để triển khai gồm khai thác trên mặt (lộ thiên) hay khai thác trong lòng đất (hầm lò). Khai thác lộ thiên mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn nhưng gây ra nhiều tác động trực tiếp tới môi trường. Mỏ lộ thiên đa phần được phát hiện sớm và việc khai thác được triển khai trên quy mô lớn nên hiện nay hầu như sản lượng khoáng sản thu được từ khai thác lộ thiên có xu hướng giảm dần.
Khai thác mỏ là tiền đề tạo ra các khu tập trung dân cư, khu công nghiệp, tạo việc làm cho một bộ phận dân cư, cung cấp nguyên, nhiên, vật liệu cho nền kinh tế quốc dân. Tuy nhiên, khai thác mỏ cũng góp phần phá hủy cân bằng tự nhiên, gây biến đổi chế độ thủy văn và khí hậu, làm mất cảnh quan khu vực, phát xả chất thải và các chất độc hại vào môi trường.
Có thể thấy, vấn đề lớn nhất trong hoạt động khai thác khoáng sản là ảnh hưởng của bãi thải khai thác, chế biến khoáng sản đến môi trường. Các bãi thải khai thác, chế biến khoáng sản thường tiềm ẩn nguy cơ sạt lở, tạo ra bùn đá vào mùa mưa và các sự cố khác như vỡ đê bao các bãi thải, hồ chứa quặng đuôi. Ngoài ra, có nhiều trường hợp hậu quả của công tác khai thác còn là cả mạng người.
Có thể liệt kê ra một số tai biến từ khai thác mỏ như vụ lở núi Kép Ky (Quang Trung, Trà Lĩnh, Cao Bằng) giai đoạn những năm 1990 vùi hơn 500 công nhân khai thác quặng; vụ sạt lở bãi thải khai thác mỏ Tốc Tát, Cao Bằng (ngày 24/7/1992) làm 200 người thiệt mạng;
hay vụ sạt bãi thải, làm sập nhà dân và vùi lấp nhiều ha đất canh tác tại khu mỏ ilmenit Cây Châm, năm 2008; hoặc vụ sạt bãi thải khai thác than mỏ Phấn Mễ (Thái Nguyên) (15/4/2012) làm chết 5 người, vùi lấp nhiều nhà cửa của dân; hoặc ngày 7/9/2012 xảy ra sạt lở tại khu khai thác quặng chì kẽm ở La Pán Tẩn, huyện Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái vùi chết 20 người và làm nhiều người khác bị thương.
Tính riêng từ 1975 đến nay, sự cố vỡ hồ quặng đuôi chiếm gần 3/4 những sự cố môi trường liên quan đến khai thác mỏ trên thế giới. Các bãi thải, đặc biệt là bãi thải quặng đuôi ở những nơi có nguy cơ bị ngập lụt cũng rất nguy hiểm; ngoài ra, các chất độc hại (kim loại nặng độc hại, phóng xạ) có thể rò rỉ từ bãi thải quặng đuôi trong khai thác. Trường hợp cụ thể đáng chú ý gần đây nhất là vụ vỡ đê phụ hồ thải quặng đuôi số 5, nhà máy tuyển quặng bauxit Tân Rai, Bảo Lâm (tỉnh Lâm Đồng) ngày 08/10/2014 làm tràn 5.000 m3 nước và bùn thải trôi ra ngoài, đổ xuống hồ Cai Bảng.
Quá trình khai thác mỏ gây nhiều tác động đến môi trường bao gồm:
- Làm mất lớp phủ thực vật, thay đổi bề mặt địa hình tự nhiên (tạo bề mặt địa hình mới là moong khai thác mỏ, các bãi thải cao v.v…);
- Chiếm dụng diện tích đất đai lớn làm khai trường, bãi thải ngoài, sân công nghiệp và các công trình phục vụ sản xuất trên mỏ;
- Làm thay đổi mạng lưới thủy văn khu mỏ và vùng lân cận, gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, làm thay đổi mực nước ngầm,…
- Có thể gây sa mạc hóa đất nông nghiệp hoặc ngập úng, xâm thực nước mặn,…
- Gây ô nhiễm không khí, làm suy giảm đa dạng sinh học trong khu vực khai thác mỏ;
- Gây ra các tai biến địa chất liên quan đến khai thác mỏ như sụt lún bề mặt địa hình, sạt lở bờ moong, sạt lở bãi thải,…
- Phát tán nguyên tố phóng xạ, kim loại độc hại (kim loại nặng) vào môi trường đất, nước và không khí.
Ngoài ra, các vấn đề về an toàn lao động và rủi ro cũng luôn xuất hiện trong quá trình khai thác mỏ.
c. Ô nhiễm nguồn nước
Tài nguyên nước dễ dàng bị suy thoái và ô nhiễm do hoạt động khai thác. Mạng lưới dòng chảy trên mặt vùng mỏ thường bị biến đổi và lượng nước mưa có thể thấm qua rác thải
289 mỏ mang theo các nguyên tố vết và khoáng sản hòa vào nguồn nước. Các nguyên tố vết từ rác thải mỏ tập trung trong nước, đất và thực vật có nguy cơ độc, gây ra nhiều bệnh cho người và vật nuôi uống phải nước, ăn phải cây hoặc sử dụng đất. Những nguyên tố vết độc hại này gồm cadimi, cobal, đồng, chì, molibden và thiếc.
Nước ngầm ở vùng mỏ cũng có thể bị ô nhiễm do rác thải mỏ tiếp xúc với dòng nước di chuyển chậm ở phần gần trên mặt. Nước mặt thấm xuống hoặc nước ngầm dịch chuyển qua vị trí bãi thải mỏ gây ra rò rỉ khoáng sản sulfur dẫn tới ô nhiễm nước ngầm. Nước ngầm ô nhiễm này sau đó có thể thoát ra dòng chảy gây ô nhiễm ngược trở lại dòng nước mặt (ở vùng mỏ hoặc thậm chí ở khu vực xung quanh). Công tác xử lý hoàn phục nước ngầm ô nhiễm là rất đắt đỏ và khó khăn nên nước ngầm ô nhiễm là một vấn đề môi trường đặc biệt nghiêm trọng. Ví dụ đáng chú ý liên quan đến ô nhiễm nguồn nước do khai thác khoáng sản titan ở Bình Định vào năm 2012. Kết quả phân tích mẫu nước thải từ nhà máy tuyển tinh quặng titan của Công ty Cổ phần Khoáng sản Bình Định, xưởng nghiền zircon và mương khai thác của Công ty TNHH Sản xuất - Thương mại khoáng sản Ban Mai có tổng hoạt động phóng xạ vượt mức quy chuẩn cho phép theo TCVN. Hậu quả là những người dân sinh sống ở vùng có quặng sa khoáng titan, công nhân làm việc ở các xưởng tuyển quặng ở tỉnh Bình Định có nguy cơ bị nhiễm xạ cao hơn những khu vực khác.
Đổ thải và rò rỉ chất độc gây hủy hoại thực vật, cây trồng và lương thực trong nước lũ có chất độc và đất mùn bị ngập. Việc thải các hóa chất độc hại này gây ra ngấm độc hàng loạt.
Các loại động vật như cua, cá sống trong môi trường nước, các động vật cạn khác uống phải nguồn nước sẽ chết, hoặc trước khi chết chúng sẽ là nguồn lây lan bệnh tật và chất độc ra môi trường rộng lớn hơn làm ô nhiễm hệ sinh thái.
Ngoài ra, do hoạt động thoát nước mỏ, hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong mỏ, nước mưa cuốn theo các chất dầu mỡ rơi vãi đã tác động đến môi trường thủy sinh khu mỏ và vùng lân cận, làm cho giá trị TSS tăng cao. Ví dụ: theo số liệu quan trắc năm 2014 - 2015, nước mặt tại mỏ đá lô 14 Núi Thị Vải tăng 4,17 lần so với QCVN08:2008 BTNMT.
Điều này, gián tiếp làm thay đổi theo chiều hướng xấu đi các tính chất vật lý, hóa học của nguồn nước tiếp nhận; từ đó làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật, làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước.
d. Ô nhiễm không khí
Một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng xảy ra liên quan đến khai thác khoáng sản là hiện tượng ô nhiễm do bụi từ quá trình khai thác mỏ, từ các hồ tuyển nổi quặng đuôi hoặc từ các xưởng nấu kim loại, khu băng tải vận chuyển than, đá, vật liệu xây dựng từ khu khai thác tới khu vực dân cư và cộng đồng xung quanh. Nguồn gây ô nhiễm bụi đất và thực vật không chỉ bắt nguồn từ bụi bay ra từ quá trình khai thác mỏ, mà còn bắt nguồn từ cả những phần khô của hồ tuyển nổi quặng đuôi hay kể cả bụi bay ra từ xưởng nấu, chế biến kim loại. Quá trình khoan nổ mìn, bốc xúc, vận chuyển trong hoạt động khai thác hoặc quá trình tuyển, luyện quặng (chế biến khoáng sản) tạo ra một lượng lớn chất ô nhiễm bốc vào môi trường không khí, như H2S, SO2 (tác nhân chính của mưa acid), CO, NO2, N2O5, CO2, bụi từ mỏ cũng làm ô nhiễm trực tiếp nguồn không khí, mặc dù trong mỏ đã có những công tác xử lý ngăn chặn và giảm thiểu như tưới nước trên đường để giảm bụi, phun nước hoặc làm màng chắn ở khu khai thác và xử lý.
Vấn đề ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm lớp phủ thực vật do bụi từ quá trình khai thác mỏ có thể quan sát thấy trên quy mô lớn ở nhiều vùng trong cả nước như Nghệ An, vùng than Quảng Ninh, than Thái Nguyên,… Những năm gần đây ở Việt Nam, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của quá trình xây dựng, phát triển đất nước là sự tăng cao nhu cầu các dạng vật liệu xây dựng (đặc biệt là đá xây dựng), kéo theo sự gia tăng quá mức của các khu mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng. Công nghệ khai thác các khoáng sản phi kim