4. Ý nghĩa của đề tài
2.4.Kỹ thuật phân tích
Phân tích các chỉ số về đất và nước theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) quy định tại Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về đất và nước mặt : QCVN 03:2008/BTNMT và QCVN 08:2008/BTNMT.
Phân tích các chỉ số về chất lượng thực phẩm quy định tại QCVN 8- 2:2011/BYT.
2.4.1. Xác định hàm lượng các kim loại nặng trong đất bằng máy cực phổ VAC 797.
Mẫu đất sau khi được gia công sẽ được xác địn h hàm lượng KLN tồn lưu trong môi trường đất bằng máy cực phổ VAC797.
2.4.2. Xác định hàm lượng mùn có trong đất
Xác định hàm lượng mùn trong đất bằng phương pháp Walkey - Black.
2.4.3. Xác định các chỉ tiêu đối với mẫu thực vật
- Kỹ thuật vô cơ hóa mẫu thực vật - Kỹ thuật xác định chất khoáng tổng số
- Xác định hàm lượng các kim loại nặng bằng máy VAC 797 - Xác định hàm lượng protein tổng số bằng phương pháp Kjeldahl. - Xác định hàm lượng Lipit bằng phương pháp Soxhlex
2.4.4. Xác định các chỉ tiêu đối với mẫu nước thải
- Xác định hàm lượng các kim loại nặng trong nước thải bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).
- Xác định chỉ số nhu cầu ôxy hóa học (COD).
- Xác định chỉ số nhu cầu ôxy sinh học (BOD5). - Xác định độ pH (của nước).
- Xác định độ cứng (của nước) bằng phương pháp chuẩn độ Canxi và Magie bằng TrilonB.
- Xác định độ đục (của nước).
2.4.5. Xác định các chỉ tiêu đối với mẫu động vật thủy sinh
- Kỹ thuật vô cơ hoá mẫu động vật.
- Kỹ thuật xác định hàm lượng KLN (Pb, Cd, Fe) bằng máy cực phổ VA 797 Metrohm Computrace.
2.5. Cỡ mẫu nghiên cứu
Lấy mẫu theo phương pháp ngẫu nhiên , theo tính toán và theo kinh nghiệm nghiên cứu. Số mẫu đạt tiêu chuẩn ít nhất là 04 mẫu/loại mẫu
- Tính cỡ mẫu: n = 2 . d SD t Trong đó: t = 1,96 (95%); SD: Độ lệch chuẩn;
d: Chênh lệch giữa số liệu lý thuyết và thực nghiệm.
2.6. Xử lý số liệu
Sử dụng các thuật toán thống kê để tính:
- Giá trị trung bình (X ): xi X n - Độ lêch chuẩn SD: 2 ( ) 1 i x x SD n - Hệ số tương quan (r): 2 2 2 2 . . ( ) . ( ) i i i i i i i i n x y x y r n x x y y
Nếu r 0,9: Tương quan rất chặt chẽ; r = 0,7 - 0,9: Tương quan chặt chẽ; r = 0,5 - 0,7: Tương quan tương đối chặt chẽ; r = 0,3 - 0,5: Tương quan vừa; r < 0,3: Tương quan nhẹ; r (+): Tương quan thuận; r (-): Tương quan nghịch,
- Lập phương trình hồi quy:yb x a*
Trong đó: a là hệ số tự do; b là hệ số hồi quy
b = 2 2 (y y) ) x x ( ) y y )( x x ( ; a = y - bx
Đối tƣợng nghiên cƣ́u
(Đất, nƣớc, lƣơng thực, thực phẩm) 2.7. Sơ đồ mô hình nghiên cứu trong đề tài (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vùng nghiên cƣ́u Vùng đối chƣ́ng
Các chỉ tiêu phân tích về môi trƣờng (đất, nƣớc)
Các chỉ tiêu phân tích nông sản (lƣơng thực, thực phẩm)
Xác định các mối tƣơng quan
Kết luận Kiến nghị
Chƣơng 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thƣ̣c trạng của hoạt động khai thác quặng sắt và ảnh hƣởng củ a hoạt động đó đến môi trƣờng vùng nghiên cƣ́u
3.1.1. Thực trạng của hoạt động khai thác quặng sắt tại khu vực mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng hỷ, tỉnh Thái Nguyên
Thị trấn Trại Cau là trung tâm kinh tế của tiểu vùng phía Đông - Nam của huyện Đồng Hỷ, là ngã ba giao lưu với các khu vực khác như huyện Phú Bình và tỉnh Bắc Giang. Được thành lập vào ngày 19/10/1962, thị trấn Trại Cau có tổng diện tích tự nhiên là 627,1 ha bao gồm 16 tổ dân cư trong thị trấn.
- Phía Bắc giáp xã Cây Thị và xã Nam Hòa. - Phía Đông và phía Nam giáp xã Tân Lợi. - Phía Tây - Tây Bắc giáp xã Nam Hòa.
Với vị trí địa lý đặc biệt so với các vùng khác trong huyện Đồng Hỷ, thị trấn Trại Cau là nơi đầu mối giao lưu và trao đổi hàng hóa với các xã tiểu vùng. Thị trấn có cơ sở hạ tầng phát triển nên giao thông cũng thuận tiện cho việc đi lại và vận tải của ngành công nghiệp khai thác quặng.
Mỏ sắt Trại Cau do Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên quản lý, được khởi công xây dựng từ cuối năm 1959, khánh thành và đi vào hoạt động sản xuất vào ngày 16/12/1963.
Hiện nay, tổng diện tích các khu vực đã, đang được khai thác là khoảng 315,9757 ha.
+ Công nghệ khai thác: Hiện nay, mỏ sắt Trại Cau đang sử dụng phương pháp khai thác lộ thiên, mở vỉa bằng máy gạt C- 100 và TZ – 130, dùng máy
khoan đập CZ-20M để khoan nổ mìn, xúc bốc quặng bằng máy xúc gàu thuận (W-1001 và W-1002) dung tích gàu 1m3, vận tải quặng về xưởng tuyển bằng tàu điện ZL-14 và kết hợp với ô tô Kpaz (tải trọng 12 tấn) để chở đất đá thải. Tại xưởng tuyển, quặng được đập thô, đập nhỏ, sàng quay, sàng rung, rửa và phân cấp xoắn để sản xuất tinh quặng có cỡ hạt từ 0 – 50mm.
+ Công suất khai thác, chế biến: Tùy theo từng khai trường, công suất khai thác theo thiết kế thay đổi từ 36.000 - 75.000 tấn quặng nguyên khai/năm. Công suất thiết kế ban đầu là: 150.000 tấn quặng tinh/năm.
+ Hệ số tổn thất khoáng sản theo thiết kế: 25% (Gồm: 10% tổn thất trong khai thác và 15% tổn thất trong công nghệ tuyển rửa quặng).
+ Hệ số tổn thất khoáng sản theo thực tế: 20% (Gồm: 5% tổn thất trong khai thác và 15% tổn thất trong công nghệ tuyển rửa quặng). Tổng sản lượng quặng đã khai thác tính quy đổi về trữ lượng quặng sắt tinh từ năm 1964 đến năm 2009 là 8.416.359 tấn. Trữ lượng khoáng sản còn lại là 4163,9 ngàn tấn. Trên địa bàn thị trấn Trại Cau hiện nay đang có 5 mỏ hoạt động, là các mỏ Thác Lạc I, Thác Lạc II, Thác Lạc III, Tầng 49 (tận thu) thuộc quản lý của mỏ sắt Trại Cau và Mỏ Hàm Chim của Công ty Cổ phần Luyện kim đen Thái Nguyên. Hiện nay, moong Thác Lạc III (Mỏ sắt Trại Cau) đã phải tạm ngừng hoạt động do hoạt động của moong này đã khai thác nước ngầm vượt quá 28 lần. Kể từ năm 2005, moong Thác Lạc III mở rộng sản xuất, khai thác xuống độ sâu lấy quặng, cũng là lúc xảy ra nhiều sự cố môi trường: sụt lún, nứt đất, mất nước…ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống của dân quanh vùng. Người dân thiếu nước sinh hoạt, các giếng khoan đều cạn sạch nước. Đồng ruộng đất cạn khô, mất nước nhanh độ ẩm kém, đất bạc màu nhanh, năng suất lúa bị giảm sút, đất nứt ra đã rút toàn bộ tầng nước mặt, làm cho canh tác vô cùng khó khăn. Các hố sụt đã làm ruộng biến dạng, thành hình lòng chảo, mặt ruộng cong vênh, đất và
hoa màu bị kéo xuống dần làm cho các hộ dân bị mất đất canh tác. Sụt lún, nứt đất còn gây nứt nhà cửa, gây thiệt hại rất lớn cho người dân….
3.1.2 Ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến môi trường ở khu vực Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên
Kết quả khảo sát thực tế tại điểm khai thác quặng sắt ở Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên cho thấy hoạt động khai thác mỏ ở đây đã thực sự gây ảnh hưởng nhiều mặt đến các dạng tài nguyên thiên nhiên và các yếu tố môi trường với cường độ và quy mô khác nhau. Tất cả những ảnh hưởng đó được tổng hợp trong bảng 4.
Bảng 3.1: Danh mục các ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến môi trường
Các yếu tố môi trƣờng Tác động tích cực Tác động tiêu cực
Cảnh quan thiên nhiên Đất nông nghiệp Đất lâm nghiệp Tài nguyên nước mặt Tài nguyên nước ngầm Hệ sinh thái rừng Môi trường không khí Phát triển giao thông Phát triển nhân lực
Phát triển kinh tế - xã hội
x x x x x x x x x x - - -
Tác động đến môi trường không khí của hoạt động khai thác quặng sắt chủ yếu là tạo ra bụi, tiếng ồn và khí độc hại các loại. Bụi phát sinh trong quá trình nổ mìn, đào xúc đất đá, bốc xúc và vận chuyển. Khí và tiếng ồn phát sinh từ công đoạn nổ mìn.
Bảng 3.2: Đặc trưng của các nguồn gây ô nhiễm không khí tới mỏ khai thác quặng sắt
STT Nguồn thải Loại nguồn thải Đặc điểm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 Nổ mìn Phân tán Nguồn thải không liên tục
2 Ủi, xúc quặng lên xe Phân tán Nguồn thải liên tục
3 Vận chuyển quặng Phân tán Nguồn thải liên tục
4 Gió cuốn bụi Phân tán Nguồn thải không liên tục
Nổ mìn không những tạo ra lượng lớn khí độc hại, bụi, đất đá văng mà còn tạo ra các chấn động ảnh hưởng đến nền đất đá gần biên giới khai trường, gây hiện tượng sụt, lở đá… Tiếng ồn do nổ mìn không những gây khó chịu cho cư dân sống trong khu vực lân cận mà còn có thể tác động đến các loài động vật trong vùng. Tiếng ồn tại thời điểm nổ mìn có thể lên tới 110 dBA, lan xa vài km và tạo độ rung lớn trong khu vực có bán kính khoảng từ 500 - 1000 m cách điểm đặt mìn.
Để đảm bảo sản lượng khai thác cho mỗi ngày, các mỏ phải sử dụng nhiều loại thiết bị, phương tiện chuyên chở. Hiện nay, mỏ sắt Trại Cau có 17 chiếc ô tô vận chuyển Kpaz để chở quặng nguyên khai từ các khai trường về nhà máy tuyển khoáng với cự ly từ 3 - 6km. Các loại máy móc thiết bị này khi hoạt động tạo ra rất nhiều bụi, tiếng ồn và các loại khí thải như: CO, SO2, NO2… Ngoài lượng bụi thải do các phương tiện vận chuyển và máy móc thiết bị, còn có một lượng bụi lớn đất cát sinh ra trong quá trình bóc đất phủ bề mặt theo gió cuốn phát sinh trong giai đoạn đầu của quá trình khai thác.
Ô nhiễm bụi, khói, tiếng ồn tuy phạm vi chỉ trong vòng 3 - 4 km cách điểm khai thác, song với mức độ liên tục kéo dài từ vài ba năm đến hàng chục năm là cả một vấn đề đối với môi trường sống xung quanh, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường lao động của người lao động và nhân dân quanh vùng.
Đất là thành phần môi trường chịu ảnh hưởng lớn nhất trong các khu mỏ khai thác quặng sắt, đặc biệt là với hình thức khai thác lộ thiên. Các biểu hiện ô nhiễm môi trường đất ở khu vực như sau:
- Thu hẹp diện tích đất canh tác do mở moong khai thác, làm bãi chứa chất thải rắn, chất thải lỏng và bùn sét, xây dựng các công trình công nghiệp và phụ trợ. Tổng diện tích đất tự nhiên của thị trấn Trại Cau là 627,1 ha, khi tiến hành khai thác quặng sắt, mở mỏ đã trưng dụng hơn 116,7 ha đất các loại. Đó là chưa kể đến diện tích xây dựng cơ sở hạ tầng, diện tích bãi thải đá, cát, sỏi, bãi thải bùn, nước…
Theo tính toán của các chuyên gia có mặt nhiều năm ở các vùng khai thác khoáng sản khác nhau thì hoạt động khai thác khoáng sản làm mất đi hàng năm ở mỗi điểm khai thác từ 5 - 10 ha lúa, gồm diện tích khai trường, bãi thải, diện tích do lũ bùn đất, do ô nhiễm bởi các chất thải, do úng lụt bởi sông, suối bị thay đổi dòng chảy…
Làm đảo lộn các lớp đất đá dẫn đến suy thoái lớp thổ nhưỡng, quá trình khai thác và đổ thải đã làm đảo lộn đất dẫn đến thay đổi và suy thoái thành phần lớp thổ nhưỡng mà nguyên nhân chính là do khai thác và đổ thải làm đảo lộn lớp cuội sỏi từ dưới lên trên. Chất thải rắn sau khai thác và tuyển khoáng hầu hết là đá, cuội, sỏi, bùn cát, đổ lên trên làm suy thoái lớp đất thổ nhưỡng. Sự sạt lở, trôi trượt đất đá ở các bãi thải xuống ruộng, vườn cũng làm ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng lớp thổ nhưỡng ở nhiều khu vực xung quanh các mỏ.
Nước giữ vai trò hết sức quan trọng đối với quá trình phát triển khoáng sản từ khi mở mỏ, trong giai đoạn khai thác cho đến khi mỏ ngừng hoạt động.
Môi trường nước đóng vai trò hai mặt: Là nguồn năng lượng không thể thiếu trong quá trình hoạt động của mỏ như khai thác, tuyển rửa quặng, đồng thời là thành phần môi trường rất nhạy cảm với các quá trình lý hóa, chứa đựng và lan truyền các chất độc hại
Trước khi khai thác, hệ sinh thái ở đây là rừng với nhiều loại gỗ quý
như đinh, lim, nghiến ... với nhiều loại động vật quý hiếm. Khi tiến hành khai thác mỏ, hàng trăm ha rừng đã bị chặt phá để làm đường vào mỏ, mở moong khai thác và xây dựng các công trình phục vụ khai thác. Ngoài ra, sự gia tăng dân số và mở rộng giao thông để đáp ứng nhu cầu cuộc sống cũng làm cho những ha rừng ở khu vực lân cận bị ảnh hưởng. Đồng thời, do nổ mìn và săn bắn nên hiện nay, ở khu vực này hệ động vật thưa thớt dần và không còn các loài động vật quý hiếm sinh sống.
Sự biến đổi về hình dạng địa hình do khai thác quặng sắt cũng dẫn đến những tác động tiêu cực làm thay đổi cảnh quan khu vực. Bề mặt địa hình khu vực khai thác bị biến dạng hết sức sâu sắc, nhiều bãi đất bằng, nhiều sườn dốc bị đào khoét thành các ao, hồ. Tại các khu vực khai thác tự do còn để lại lỗ chỗ hố đào nham nhở trên các ruộng lúa, sườn đồi. Các bãi thải đất đá tạo thành các dãy núi đồi nhân tạo cao tới vài chục mét, sườn dốc, đây là nguyên nhân tạo nên nên hiện tượng đất lở và lũ bùn. Lượng đất đá thải này cũng tạo thành các bãi đất hoang rộng từ vài trăm mét vuông đến vài ha mà cây cỏ phải nhiều năm mới có thể phủ xanh được.
Bảng 3.3: Tác động của hoạt động khai thác quặng sắt đến môi trường
Môi trƣờng Dạng tác động Nguyên nhân
Môi trường
không khí Sinh bụi - Các quá trình bốc dỡ, vận chuyển
- Các quá trình đập, nghiền, sàng Môi trường đất Mất đất nông, lâm nghiệp - Xây dựng mặt bằng - Các bãi thải rắn - Các công trình phụ trợ khác. Thay đổi chất lượng đất - Do nước bùn tràn vào
- Do các chất hòa tan trong nước ngấm vào đất Môi trường nước Mất cân bằng nước khu vực - Do tháo nước mỏ
- Sử dụng nước cho sản xuất Nước đục
- Diện tích bể lắng nước không đủ
- Bùn sét trôi theo nước trong quá trình tuyển
Nước nhiễm độc
- Các nguyên tố trong quặng hòa tan
Môi trường sinh thái
Phá rừng
- Chiếm đất xây dựng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Cung cấp nguyên liệu và nhiên liệu cho sinh hoạt khu dân cư.
Thực vật và động vật bị thoái hóa
- Do chất lượng môi trường đất thay đổi - Do nước bị ô nhiễm…
Tóm lại, hoạt động khai thác quặng sắt đã ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường khu vực ở những lĩnh vực sau:
- Làm biến dạng sâu sắc bề mặt đất do đào bới và thải đất.
- Chiếm dụng đất làm thay đổi hiện trạng sử dụng, đặc biệt làm mất đất canh tác nông nghiệp.
- Tăng cường các quá trình ngoại sinh do sụt, lở đất. - Làm thay đổi điều kiện thủy văn do biến dạng địa hình
- Làm thay đổi dòng chảy suối, vận tốc và lưu lượng, hướng dòng chảy.
- Làm mất rừng, hạn chế tốc độ tái sinh rừng.
- Độ ồn làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. - Cảnh quan thiên nhiên, địa hình bị biến dạng…