3. Ý nghĩa của đề tài
1.3. Ảnh hƣởng của hoạt động khai thác mỏ đến môi trƣờng ở Việt Nam
Hoạt động khai thác khoáng sản mang lại nhiều lợi ích kinh tế thiết thực cho đất nƣớc. Tuy nhiên, nó cũng gây nên những tác động không nhỏ tới môi trƣờng. Tình trạng khai thác mỏ hiện nay đang gây ra sự lãng phí nguồn tài nguyên là nguồn không tái tạo đƣợc. Đồng thời, hoạt động khai thác mỏ cũng đang gây tác hại tới các nguồn tài nguyên khác, làm thay đổi cảnh quan, địa hình, thu hẹp đất trồng và rừng do diện tích khai trƣờng và bãi thải ngày càng phát triển. Đặc biệt, gây ô nhiễm môi trƣờng không khí, nƣớc và đất.
1.3.1. Tác động của hoạt động khai thác mỏ đến môi trường nước
Trong hoạt động khoáng sản, nƣớc đƣợc sử dụng với khối lƣợng lớn cho hầu hết công đoạn sản xuất. Quá trình sản xuất, tháo khô mỏ, đổ thải, v.v..., đã gây những tác động tiêu cực tới nguồn nƣớc sản xuất nông nghiệp và
nƣớc sinh hoạt của ngƣời dân ở khu vực xung quanh khai trƣờng. Những tác động này đƣợc thể hiện nhƣ sau:
1.3.1.1. Tác động cơ học của hoạt động khai thác mỏ tới nguồn nước
Quá trình đào xới, vận chuyển đất đá và quặng làm địa hình khu khai trƣờng bị hạ thấp. Ngƣợc lại, quá trình đổ chất thải rắn làm địa hình bãi thải đƣợc nâng cao, gây trƣợt lở đất (Mỏ Mangan Tốc Tác - Cao Bằng). Những thay đổi này sẽ dẫn đến những biến đổi về điều kiện thuỷ văn, các yếu tố của dòng chảy trong khu mỏ nhƣ thay đổi khả năng thu, thoát nƣớc, hƣớng và vận tốc dòng chảy mặt, chế độ thuỷ văn của các dòng chảy nhƣ mực nƣớc, lƣu lƣợng, v.v...
Sự tích tụ chất thải rắn do tuyển rửa quặng trong các lòng hồ, kênh mƣơng tƣới tiêu có thể làm thay đổi lƣu lƣợng dòng chảy, dung tích chứa nƣớc, biến đổi chất lƣợng nguồn nƣớc và làm suy giảm công năng của các công trình thuỷ lợi nằm liền kề với các khu khai thác mỏ (Nƣớc suối ở mỏ chì - kẽm Lang Hích, nƣớc giếng ở mỏ vàng Hiếu Liêm, các hồ ở khu vực mỏ than Mạo Khê đều có hàm lƣợng các chất độc hại nhƣ kẽm, đồng, thủy ngân, asen, v.v... vƣợt tiêu chuẩn cho phép).
Khi tiến hành các hoạt động khai thác khoáng sản sẽ hình thành các moong sâu đến hàng trăm mét, là nơi tập trung nƣớc cục bộ. Ngƣợc lại, để đảm bảo hoạt động của mỏ, phải thƣờng xuyên bơm tháo khô nƣớc ở đáy moong, hầm lò, hình thành các phễu hạ thấp mực nƣớc dƣới đất với độ sâu từ vài chục đến hàng trăm mét và bán kính phễu hàng trăm mét. Điều đó dẫn đến tháo khô các công trình chứa nƣớc trên mặt nhƣ hồ, ao,... xung quanh khu mỏ. [20]
1.3.1.2. Tác động hoá học của hoạt động khai thác mỏ tới môi trường nước
Song song với những tác động cơ học đến nguồn nƣớc nói chung và nguồn nƣớc nông nghiệp nói riêng, những tác động hoá học đối với nguồn nƣớc cũng rất đáng kể.
Sự phá vỡ cấu trúc của đất đá chứa quặng khi tiến hành đào bới và khoan nổ sẽ thúc đẩy các quá trình hoà tan các thành phần chứa trong quặng
và đất đá, quá trình tháo khô mỏ, đổ các chất thải vào nguồn nƣớc, chất thải rắn, bụi thải không đƣợc quản lý, xử lý chặt chẽ, tham gia vào thành phần nƣớc mƣa, nƣớc chảy tràn cung cấp cho nguồn nƣớc tự nhiên, ... những tác động hoá học làm thay đổi tính chất vật lý và thành phần hoá học của nguồn nƣớc xung quanh các khu mỏ. Mức độ ô nhiễm hoá học các nguồn nƣớc phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ đặc điểm thân quặng, thành phần thạch học và độ bền vững của đất đá chứa quặng, phƣơng pháp và trình độ công nghệ khai thác, chế biến quặng, biện pháp quản lý và xử lý chất thải,...
Trong các mỏ, biểu hiện chính của ô nhiễm hoá học là làm đục nƣớc bởi bùn - sét lơ lửng, tăng hàm lƣợng các ion sắt và một số khoáng vật nặng. Nƣớc thải có hàm lƣơng TSS cao làm nƣớc biến mầu, tăng độ đục và làm giảm độ hòa tan ôxy trong nƣớc, gây ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng nƣớc mặt, đến hệ sinh thái thủy vực và còn là nguyên nhân gây bồi lấp nguồn tiếp nhận. Gây tác động gián tiếp tới nhu cầu sử dụng nƣớc tƣới tiêu.
Việc khai thác và tuyển quặng vàng phải dùng đến thuốc tuyển chứa Hg, CN-,...; ngoài ra, các nguyên tố kim loại nặng cộng sinh nhƣ asen, antimoan, các loại quặng sunfua, có thể rửa lũa hoà tan vào nƣớc. Vì vậy, ô nhiễm hoá học do khai thác và tuyển quặng vàng là nguy cơ đáng lo ngại đối với nguồn nƣớc sinh hoạt và nƣớc nông nghiệp. Tại những khu vực này, nƣớc thƣờng bị nhiễm bẩn bởi bùn sét và một số kim loại nặng và hợp chất độc nhƣ CN-, Hg, As, Pb v.v... mà nguyên nhân chính là do nƣớc thải, chất thải rắn không đƣợc xử lý đổ bừa bãi ra khai trƣờng và khu vực tuyển [17]. Các kim loại nặng có trong nƣớc thải có tác động rất lớn đối với sinh vật nói chung và con ngƣời nói riêng. Nƣớc thải có thành phần trên nếu đổ thẳng vào nguồn nƣớc tiếp nhận sẽ hủy diệt các loại động vật sống trong nƣớc.
Hoạt động khai thác khoáng sản thải ra một lƣợng lớn KLN vào dòng nƣớc và góp phần gây ô nhiễm cho đất nhất là tại các mỏ khai thác theo phƣơng pháp truyền thống và những mỏ khai thác thổ phỉ. Lƣợng phát
thải các KLN liên quan đến hoạt động này không ngừng tăng lên trên quy mô toàn thế giới.
Bảng 1.4. Biến đổi hàm lƣợng kim loại nặng trong đất do các hoạt động khai khoáng theo thời gian
Đơn vị: 103 tấn Nguyên tố Trƣớc 1850 1850 - 1900 1900 - 1940 1950 1960 1970 1980 Cu 45 13 49 2650 4212 6026 7660 Zn 50 15 40 1970 3286 5469 5220 Pb 55 25 51 1670 2387 3395 3096 Cd - - - 6 11 17 15 Hg - - - 1 1,4 1,5 1,2
(Nguồn: Nriagu & Pacyna -1988) [33]
Môi trƣờng đất tại các mỏ vàng mới khai thác thƣờng có độ kiềm cao (pH: 8 - 9), ngƣợc lại ở các mỏ vàng cũ, thƣờng có độ axit mạnh (pH: 2,5 - 3,5); dinh dƣỡng đất thấp và hàm lƣợng KLN trong đất rất cao. [16]
1.3.2. Ảnh hưởng của hoạt động khai thác mỏ tới môi trường đất
Quá trình khai thác khoáng sản làm phá vỡ cấu trúc trạng thái ban đầu của đất, làm biến đổi bề mặt đệm trong đó nhất là xáo trộn bề mặt đất, phá hủy thảm thực vật kéo theo hiện tƣợng xói mòn rửa trôi, sạt lở đất, xói lở bờ sông, …. từ đó gây ra suy thoái tài nguyên đất. Những thay đổi về địa hình dẫn đến những biến đổi về điều kiện thủy văn, các yếu tố của dòng chảy mặt, chế độ thủy văn của các dòng chảy nhƣ mực nƣớc, lƣu lƣợng, v.v…. Việc đổ bỏ đất đá thải tạo tiền đề cho mƣa lũ bồi lấp các sông suối, các thung lũng và đồng ruộng phía chân bãi thải và các khu vực lân cận. Khi có mƣa lớn thƣờng gây ra các dòng bùn di chuyển xuống vùng thấp, vùng đất canh tác, gây tác hại tới hoa màu, ruộng vƣờn, nhà cửa, vào mùa mƣa lũ thƣờng gây ra lũ bùn đá, gây thiệt hại tới môi trƣờng kinh tế và môi trƣờng xã hội (Sự kiện vỡ đập chắn nƣớc thải công trình tuyển rửa quặng sắt đêm 5/11/2010 của Tập đoàn
TKV ở Cao Bằng đã tạo nên một dòng lũ bùn đỏ tràn xuống hạ lƣu, làm cả một khu dân cƣ ngập sâu trong bùn đỏ là một minh chứng). [13]
Do đặc thù của khai thác mỏ là một hoạt động công nghiệp không giống các hoạt động công nghiệp khác về nhiều mặt, nhƣ phải di dời một khối lƣợng lớn đất đá ra khỏi lòng đất tạo nên một khoảng trống rất lớn và rất sâu. Một khối lƣợng lớn chất thải rắn đƣợc hình thành do những vật liệu có ích thƣờng chỉ chiếm một phần nhỏ của khối lƣợng quặng đƣợc khai thác. Chính vì vậy, khai thác khoáng sản đã làm suy giảm, thu hẹp đáng kể diện tích đất nông lâm nghiệp và ảnh hƣởng đến sản xuất nhƣ: Chiếm dụng đất nông, lâm nghiệp để làm khai trƣờng (bảng 1.5), bãi thải, thải các chất thải rắn nhƣ cát, sỏi, bùn ra đất nông nghiệp, thải nƣớc từ các hệ thống tuyển làm ô nhiễm đất nông nghiệp và giảm sút năng suất cây trồng (bảng 1.6):
Bảng 1.5. Diện tích rừng và đất rừng bị thu hẹp, thoái hóa ở một số mỏ
TT Tên mỏ, khu khai thác Đất lâm nghiệp
bị phá (ha) Mức độ suy thoái
1 Khu khai thác Antimoan
- Mậu Duệ (Hà Giang) 25
Đất rừng bị đòa phá và bỏ hoang hóa
2
Khai thác vàng
Antimoan - Chiêm Hóa (Tuyên Quang) > 720 Thu hẹp rừng tự nhiên và rừng trồng, đất rừng bị đào phá, xáo trộn 3 Khai thác mangan - Chiêm Hóa (Tuyên Quang)
2 Đất đồi bị đào phá hoang hóa
4 Khai thác thiếc Bắc
Lũng (Thái Nguyên) 218
Đất đồi bị đào phá, thu hẹp diện tích rừng nguyên sinh 5 Khai thác than Thái
Nguyên 671
Rừng và đất rừng bị thu hẹp để làm khai trƣờng, bãi thải 6 Khai thác Barit Ao Sen,
Thƣợng Ấm 150
Đất đồi hoang hóa do đào phá
7 Khai thác Vonfram -
Thiện Kế 25
Rừng tự nhiên bị thu hẹp, đất đồi hoang bị đào phá
8 Các mỏ kim loại khác ở
Thái Nguyên, Bắc Kạn 960
Rừng và đất rừng bị thu hẹp để làm khai trƣờng, bãi thải
9 Khai thác vàng 114,5 Đất rừng bị sử dụng làm khai
trƣờng và đá, cát thải bừa bãi
10 Khai thác đá 91 Đất rừng bị thu hẹp do mở
rộng làm khai trƣờng
11 Quỳ Hợp - Nghệ An 85 Rừng bị phá, đào bới
12 Khu khai thác Quỳ Châu 200 Rừng bị phá, đào bới
(Nguồn: Nguyễn Đức Quý - 1996) [16]
Bảng 1.6. Ảnh hƣởng đến đất nông nghiệp do khai thác mỏ
TT Tên mỏ, khu khai thác
DT đất lâm nghiệp
bị phá (ha) Mức độ suy thoái
1
Mỏ than Núi
Hồng 274
Chiếm dụng đất để làm khai trƣờng, bãi thải và thải nƣớc thải làm ô nhiễm đất nông nghiệp 2
Mỏ than Khánh
Hòa 100
Chiếm dụng đất để làm khai trƣờng, bãi thải và thải nƣớc thải làm ô nhiễm đất nông nghiệp 3
Các mỏ vàng ở Bắc Kạn và Thái Nguyên
114.5 Chiếm dụng đất để làm khai
trƣờng, bãi thải gây ô nhiễm đất
4
Các mỏ ở Quỳ
Hợp - Nghệ An 145
Đất nông nghiệp bị ô nhiễm do lắng bùn, cát
29 Thiếu nƣớc, suy giảm năng suất
5 Các mỏ ở Quỳ
Châu - Nghệ An 193.8
Đất nông nghiệp bị đào bới, bỏ hoang, thiếu nƣớc
Ngoài ra, Việc khai thác lộ thiên thƣờng thải ra lƣợng đất đá rất lớn tạo thành những bãi thải khổng lồ. Ví dụ nhƣ bãi thải Đèo Nai tại mỏ than Quảng Ninh có độ cao lên đến 200m, bãi thải Cao Sơn có độ cao tới 150m…Với độ cao nhƣ trên các bãi thải có độ dộc lớn, khi trời mƣa hiện tƣợng sạt lở đất đá là không tránh khỏi, gần đây nhất là vụ sạt lở bãi thải mỏ than Phấn Mễ tại Đại Từ, Thái Nguyên đã làm chết 7 ngƣời và thiệt hại nặng về kinh tế. [14]
Hoạt động khai thác, sàng tuyển và đổ thải đất đá tạo ra lƣợng lớn nƣớc thải kèm theo lƣợng dầu mỡ từ các phƣơng tiện vận chuyển đổ thải vào môi trƣờng đất từ đó gây ô nhiễm về mặt lý hóa đất; bít kín các mao quản, ảnh hƣởng tới quá trình trao đổi ôxy, trao đổi chất trong đất và không khí. Việc thiếu ôxy trong tầng đất thổ nhƣỡng sẽ làm ảnh hƣởng trực tiếp tới đời sống các loài vi sinh vật và các loài côn trùng có ích sống trong đất. Các loài sinh vật này có khả năng làm tơi xốp và cải tạo đất. Các tác động tiêu cực tới đời sống của các loài sinh vật này đã gián tiếp ảnh hƣởng tới chất lƣợng đất trồng, khả năng canh tác nông nghiệp gần khu vực mỏ khai thác, ảnh hƣởng đền năng suất cây trồng.
Các tác nhân gây ô nhiễm nhƣ KLN phát sinh từ hoạt động của mỏ có tính bền, tính linh động và khả năng tích lũy trong đất gây ô nhiễm môi trƣờng đất. Các chất này không chỉ tác động với môi trƣờng đất mà có thể theo dòng chảy xâm nhập vào nguồn nƣớc ngầm, nƣớc mặt, tích lũy qua chuỗi thức ăn ảnh hƣởng tới sức khỏe công đồng. Ngoài ra, trong hoạt động khai thác mỏ còn thải ra rất nhiều các phế thải công nghiệp có thành phần chủ yếu chứa PCBs có tính chất bền với nhiệt độ, ánh sáng và các quá trình phân hủy sinh học, hóa học; nhƣng chúng có khả năng dễ bay hơi, phát tán đi xa, phá vỡ các tuyến nội tiết trong cơ thể sinh vật, ảnh hƣởng đến khả năng sinh sản và hệ miễn dịch, gây rối loạn hệ thần kinh và là tác nhân gây ung thƣ. Khi PCBs xâm nhập vào nguồn nƣớc, do tính không tan, tỷ trọng lớn và kị nƣớc nó sẽ tích tụ trong bùn lắng của sông và ảnh hƣởng đến chất lƣợng nguồn nƣớc.
Có thể nói, hoạt động khai khoáng gây ra những ảnh hƣởng rất lớn đến môi trƣờng đất tại khu vực mỏ và xung quanh mỏ. Quá trình khai thác, bốc xúc lƣợng lớn đất đá thải đã làm giảm diện tích đất canh tác nông nghiệp, gây ô nhiễm lý hóa đất, làm khả năng giữ nƣớc và các chất dinh dƣỡng của đất bị suy giảm. Bên cạnh đó một số tác nhân gây ô nhiễm nhƣ KLN có khả năng tích lũy trong đất qua đó có ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng nông sản và sức khỏe con ngƣời.
Chƣơng 2
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Môi trƣờng đất, nƣớc ở một số mỏ khai thác quặng sắt tại thị trấn Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu về hiện trạng ô môi trƣờng đất, nƣớc do khai thác khoáng sản tại khu vực thị trấn Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu
- Địa điểm lấy mẫu: Thị trấn Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên: + Khu vực I: Khu vực núi Đ mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ.
+ Khu vực II: Khu vực mỏ Đông Chỏm Vung, huyện Đồng Hỷ.
+ Khu vực III: Khu vực mỏ Thác Lạc I, TT. Trại Cau, huyện Đồng Hỷ.
2.2.2. Thời gian nghiên cứu:
- Từ tháng 08/2011 đến tháng 09/2012.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng khai thác mỏ tại khu vực thị trấn Trại Cau.
Nội dung 2: Đánh giá tác động của hoạt động khai thác mỏ đến môi trƣờng đất, môi trƣờng nƣớc mặt và nƣớc ngầm ở thị trấn Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
Nội dung3: Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng tại địa bàn nghiên cứu.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Thu thập tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa bàn nghiên cứu: Đối tƣợng thu thập gồm: điều kiện tự nhiên (vị trí địa lý, diện tích tự nhiên và phân vùng địa giới hành chính, địa hình, khí hậu, thủy chế, tài nguyên nƣớc, tài nguyên rừng, thỗ nhƣỡng, địa chất - khoáng sản), đặc điểm kinh tế (tăng trƣởng kinh tế, cơ cấu kinh tế), về vấn đề xã hội, dân số, giáo dục - đào tạo … các số liệu, các tƣ liệu chủ yếu đƣợc thu thập tại các cơ quan sau: Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Thái Nguyên, phòng Quản lý môi trƣờng thành phố Thái Nguyên, Báo cáo DTM của các doanh nghiệp khai thác mỏ, phòng Tài nguyên và Môi trƣờng huyện Đồng Hỷ, UBND TT. Trại Cau, …
2.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
Đây là phƣơng pháp đƣợc áp dụng nghiên cứu chủ yếu để thực hiện đề tài, triển khai hầu hết địa bàn có mỏ khai thác tại TT. Trại Cau. Thông qua việc điều tra, khảo sát, kết quả quan trắc, chụp ảnh, phỏng vấn cán bộ công nhân đang làm việc tại các mỏ, ngƣời dân sống trên địa bàn thị trấn, tiến hành xác định hiện trạng khai thác, tác động môi trƣờng, diện tích khai trƣờng, chất lƣợng môi trƣờng, các giải pháp môi trƣờng hƣớng tới sự phát triển bền vững.