Đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất và nghiên cứu biện pháp sinh học để phục hồi đất sau khai thác thiếc tại huyện đại từ, tỉnh thái nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM





NGUYỄN DUY HẢI



ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
TRONG ĐẤT VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP SINH HỌC
ĐỂ PHỤC HỒI ĐẤT SAU KHAI THÁC THIẾC
TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN




LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên - 2011


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM





NGUYỄN DUY HẢI



ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
TRONG ĐẤT VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP SINH HỌC
ĐỂ PHỤC HỒI ĐẤT SAU KHAI THÁC THIẾC
TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN


CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG


Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đặng Văn Minh

Thái Nguyên - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Lêi c¶m ¬n

Được sự đồng ý của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, khoa Sau đại học và thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng
Văn Minh, tối tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá thực trạng ô nhiễm kim
loại nặng trong đất và nghiên cứu biện pháp sinh học để phục hồi đất sau
khai thác thiếc tại huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”.
Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp, tôi nhận được sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo PGS.TS Đặng Văn Minh, sự giúp đỡ của lãnh đạo,
người dân huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đặng Văn
Minh thầy giáo hướng dẫn khoa học cùng toàn thể các thầy cô, cán bộ khoa
Tài Nguyên và Môi trường, khoa Sau đại học, trường Đại học Nông lâm – Đại
học Thái Nguyên.
Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ ban lãnh đạo xã Hà Thượng; ban
lãnh đạo Mỏ thiếc Hà Thượng – Đại Từ, các bạn bè đồng nghiệp, các bạn sinh
viên và những người thân trong gia đình đã động viên khuyến khích và giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn.
Do thời gian có hạn, năng lực còn hạn chế nên bản luận văn không
thể tránh khỏi những thiết sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng
góp của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn của tôi được

hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011
Tác giả


Nguyễn Duy Hải


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu
thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết,
nghiên cứu khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của
PGS.TS Đặng Văn Minh.
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày
trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo
vệ cho một học vị nào, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều được ghi rõ
nguồn gốc.


Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011
Tác giả


Nguyễn Duy Hải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp tiết của đề tài 1
2. Mục tiêu chung 2
3. Mục tiêu cụ thể 3
4. Ý nghĩa của đề tài 3
4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 3
4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4
1.1.1. Thực trạng hoạt động khai thác khoáng sản trên Thế giới và Việt Nam 4
1.1.1.1. Trên Thế giới 4
1.1.1.2. Ở Việt Nam 6
1.1.2. Nguồn gốc gây ô nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng KLN
trong đất 11
1.1.2.1. Sự ô nhiễm đất do khai thác khoáng sản 11
1.1.2.2. Một số nguồn khác gây ô nhiễm KLN trong đất 14
1.1.2.3. Các tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong đất 16
1.1.3. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và cơ chế xử lý ô nhiễm kim loại
nặng bằng biện pháp sinh học 18
1.1.3.1. Cơ chế xử lý ô nhiễm KLN 18
1.1.3.2. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình hấp thu KLN của thực vật 22
1.1.3.3. Một số vấn đề môi trường cần quan tâm đối với công nghệ thực vật xử
lý ô nhiễm KLN 23
1.2. Tổng quan về ô nhiễm KLN trong đất và một số phương pháp xử lý ô
nhiễm truyền thống 24
1.2.1. Khái niệm về KLN và tác hại của chúng 24

1.2.2. Tính độc của một số loại kim loại nặng 25
1.2.2.1. Tính độc của Arsenic (As) 25
1.2.2.2. Tính độc của Chì (Pb) 26
1.2.2.3. Tính độc của Đồng (Cu) 26
1.2.2.4. Tính độc của Cadmium (Cd) 27

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
1.2.2.5. Tính độc của Kẽm (Zn) 28
1.2.3. Một số phương pháp xử lý ô nhiễm đất truyền thống 29
1.3. Tổng quan về loài thực vật nghiên cứu và tiềm năng ứng dụng của chúng
trong bảo vệ môi trường 31
1.3.1. Đặc điểm của loài thực vật nghiên cứu 31
1.3.1.1. Đặc điểm của loài cỏ Vetiver 31
1.3.1.2. Đặc điểm của loài cây Dương Xỉ 34
1.3.1.3. Đặc điểm của loài cây Sậy 35
1.3.2.1.Thế giới 39
1.3.2.2. Việt Nam 43
Chương 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 46
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 46
2.2.1. Địa điểm 46
2.2.2. Thời gian nghiên cứu 46
2.3. Nội dung nghiên cứu 46
2.3.1. Đánh giá thực trạng và chất lượng môi trường đất sau khai thác thiếc 46
2.3.2. Điều tra đánh giá các loài cây bản địa có khả năng sinh trưởng, phát triển
và hấp thu KLN tại vùng đất sau khai thác khoáng sản thiếc 46
2.3.3. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thu KLN của một số
loài thực vật (Vetiver, dương xỉ và sậy) trên đất sau khai thác thiếc. Đánh

giá chất lượng môi trường đất sau quá trình xử lý ô nhiễm bằng thực vật 46
2.4. Phương pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi 47
2.4.1. Phương pháp điều tra thu thập tài liệu 47
2.4.2. Phương pháp phỏng vấn 47
2.4.3. Phương pháp khảo sát thực địa 47
2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng 47
2.4.5. Các chỉ tiêu theo dõi 48
2.4.6. Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 49
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 50
3.1.1. Điều kiện tự nhiên 50
3.1.1.1. Vị trí địa lý 50
3.1.1.2. Địa hình 50

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
3.1.1.3. Khí hậu, thủy văn 50
3.1.1.4. Tài nguyên đất 51
3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 52
3.2. Tình hình khai thác quặng thiếc và việc quản lý, sử dụng đất sau khai thác
thiếc trên địa bàn xã Hà Thượng 54
3.2.1. Tình hình khai thác quặng thiếc 54
3.2.2. Hiện trạng quản lý và sử dụng đất sau khai thác thiếc 55
3.3. Thực trạng ô nhiễm môi trường đất sau khai thác tại mỏ thiếc Hà Thượng 56
3.3.1. Chất lượng môi trường đất 56
3.3.2. Biểu hiện ô nhiễm đất sau khai thác tại khu vực mỏ thiếc Hà Thượng 57
3.4. Điều tra một số loại cây bản địa trên đất sau khai thác tại khu vực mỏ thiếc
Hà Thượng 59
3.5. Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng và hấp thu KLN của vetiver,

dương xỉ và cây sậy trên đất sau khai thác thiếc 60
3.5.1. Khả năng sinh trưởng 60
3.5.1.1. Khả năng sống của các loài thực vật sau khi trồng trên đất sau khai thác thiếc 60
3.5.1.2. Sự sinh trưởng qua chiều cao cây trên đất sau khai thác thiếc 61
3.5.1.3. Sinh khối thân lá 62
3.5.1.4. Chiều dài rễ cây thí nghiệm trên đất sau khai thác thiếc 63
3.5.1.5. Sinh khối rễ của cây trên đất sau khai thác thiếc 64
3.5.2. Khả năng hấp thu KLN của cỏ vetiver, cây dương xỉ và cây sậy trên đất
bãi thải sau khai thác thiếc 65
3.5.3. Đánh giá chất lượng môi trường đất 68
3.5.3.1. Đánh giá sự thay đổi dung trọng đất 68
3.5.3.2. Đánh giá sự thay đổi hàm lượng KLN trong đất trước và sau thí nghiệm 69
3.5.3.4. Sự thay đổi thành phần dinh dưỡng trong đất qua quá trình thử nghiệm
trồng các loài thực vật hấp thu KLN 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74
Kết luận 74
Kiến nghị 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
PHỤ LỤC


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

CEC
Khả năng trao đổi Ion
+
của đất.

CNH -HĐH
Công nghiệp hóa - hiện đại hóa
CP
Cổ phần
HST
Hệ sinh thái
KL
Kim loại
KLN
Kim loại nặng
KT - KT
Kinh tế - Kỹ thuật
QSD
Quyền sử dụng
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TNHH
Trách nhiệm hữu hạn
UBND
Ủy ban nhân dân
ÔTC
Ô tiêu chuẩn


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 1.1. Sản lượng khai thác chì kẽm tại một số mỏ 9
Bảng 1.2. Tình hình khai thác sắt, thiếc một số mỏ trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 10
Bảng 1.3. Hàm lượng KLN trong chất thải của một số mỏ vàng điển hình tại Úc 13
Bảng 1.4. Hàm lượng trung bình một số KLN trong đá và đất (ppm) 14
Bảng 1.5. Hàm lượng các kim loại trong bùn cống rãnh đô thị 15
Bảng 1.6. Hàm lượng các KLN trong nguồn phân bón nông nghiệp (ppm) 16
Bảng 1.7. Giới hạn ô nhiêm đất ở Úc và New Zealand 17
Bảng 1.8. Hàm lượng KLN tối đa cho phép đối với đất nông nghiệp ở các
nước phát triển (ppm) 17
Bảng 1.9. Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng một số KLN trong đất 18
Bảng 1.10. Nồng độ kim loại nặng trong lá, chồi, cành của một số loài
thực vật 40
Bảng 3.1. Hiện trạng sử dụng đất xã Hà Thượng năm 2009 51
Bảng 3.2. Tình hình khai thác khoáng sản trên địa bàn xã Hà Thượng 55
Bảng 3.3. Hiện trạng sử dụng đất của khu mỏ 55
Bảng 3.4. Hiện trạng quản lý đất sau khai thác khoáng sản 55
Bảng 3.5. Sử dụng lại đất sau khai thác khoáng sản 56
Bảng 3.6. Kết quả phân tích đất tại khu vực mỏ thiếc Hà Thượng 56
Bảng 3.7. Biểu hiện của ô nhiễm, suy thoái môi trường đất do khai khoáng 57
Bảng 3.8. Nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái đất tại một số mỏ 58
Bảng 3.9. Sự xuất hiện và sinh trưởng của một số loài cây bản địa có khả
năng sinh trưởng và phát triển trên vùng đất sau khai thác thiếc 59
Bảng 3.10. Sự sinh trưởng qua chiều cao 61
Bảng 3.11. Sinh khối thân lá của các loại cây trên đất sau khai thác thiếc 62

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
Bảng 3.12. Chiều dài rễ cây sau khi trồng 6 và 12 tháng 63

Bảng 3.13. Sự sinh trưởng qua sinh khối rễ của một số loài cây sau 12
tháng tuổi 64
Bảng 3.14. Lượng KLN hấp thu được của một số loài cây trên đất bãi
thải sau khai thác thiếc 65
Bảng 3.15. Sự thay đổi dung trọng đất sau thời gian 12 tháng trồng cây thí nghiệm 68
Bảng 3.16. Kết quả phân tích đất trước và sau thí nghiệm 69
Bảng 3.17. Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng đất thí nghiệm sau khi
trồng cỏ Vetiver 71
Bảng 3.18. Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng đất sau khi trồng
dương xỉ 72
Bảng 3.19. Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng đất sau khi trồng cây sậy 72


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Cỏ vetiver 31
Hình 1.2. Cây dương xỉ 34
Hình 1.3. Cây sậy 36
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm trên bãi thải 48
Hình 3.1. So sánh tỷ lệ sống của vetiver, dương xỉ, sậy trên đất bãi thải
sau khai thác thiếc 60
Hình 3.2a. Lượng KLN hấp thu trong thân lá của các loại cây thí nghiệm 66
Hình 3.2b. Lượng KLN hấp thu trong rễ của cây thí nghiệm 67


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-1-
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp tiết của đề tài
Những năm gần đây, do nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của đất nước
và trong điều kiện mở cửa của kinh tế thị trường, các hoạt động khai thác
khoáng sản đang được khai thác với quy mô ngày càng lớn. Công nghiệp khai
thác khoáng sản đã có nhiều đóng góp quan trọng cho phát triển kinh tế - xã
hội, góp phần tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực đạt được, trong quá trình khai thác
khoáng sản phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã làm thay đổi môi
trường xung quanh. Các hoạt động khai thác than, quặng, phi quặng và vật
liệu xây dựng, như: tiến hành xây dựng mỏ, khai thác thu hồi khoáng sản, đổ
thải, thoát nước mỏ… đã làm phá vỡ cân bằng điều kiện sinh thái được hình
thành từ hàng chục triệu năm, gây ô nhiễm nặng nề đối với môi trường đất và
ngày càng trở nên vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị của cộng đồng.
Thái Nguyên có nguồn khoáng sản rất phong phú, hiện có khoảng 34
loại hình khoáng sản phân bố tập trung ở các vùng giáp thành phố Thái
Nguyên, Trại Cau (Đồng Hỷ), Thần Sa (Võ Nhai)… Khoáng sản ở Thái
Nguyên có thể chia làm 4 loại, bao gồm: than mỡ (trên 15 triệu tấn), than đá
(trên 90 triệu tấn); nhóm khoáng sản kim loại bao gồm 47 mỏ và điểm quặng;
titan có 18 mỏ và điểm quặng; kim loại màu (thiếc, vonfram, chì, kẽm, vàng,
đồng…); kim loại khác, bao gồm: pyrits, barit, photphorit… tổng trữ lượng
khoảng 60.000 tấn; nhóm khoáng sản để sản xuất vật liệu gồm đá xây dựng,
đất sét, đá sỏi… với trữ lượng lớn khoảng 84,6 triệu tấn. [3]
Theo số mỏ và điểm quặng, trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đã phát hiện
177 điểm quặng và mỏ khoáng sản rắn và một mỏ nước khoáng. Tính đến
31/12/2005 tổng số mỏ đưa vào khai thác (kể cả khai thác tận thu và khai thác
cát sỏi) là 45 mỏ. Số lượng mỏ khoáng sản và sản lượng được đưa vào khai
thác ngày càng tăng. Tình hình khai thác khoáng sản ở tỉnh Thái Nguyên
trong những năm qua cho thấy, số lượng mỏ khoáng sản và sản lượng được

đưa vào khai thác ngày càng tăng. Số lượng doanh nghiệp, đơn vị tham gia
khai thác, chế biến khoáng sản cũng gia tăng nhanh chóng. [3]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-2-
Hoạt động khoáng sản của các doanh nghiệp đã đóng góp vào nguồn thu
ngân sách của tỉnh tăng trưởng liên tục qua từng năm. Tuy nhiên đây cũng là
một trong những ngành chiếm dụng diện tích đất sử dụng lớn. Ô nhiễm đất
không những làm giảm khả năng sản xuất của đất mà còn lấy đất làm điểm
xuất phát để ảnh hưởng tới thực vật, động vật và con người. Một số nguyên tố
vi lượng và siêu vi lượng có tính độc hại tích luỹ trong nông sản phẩm, từ đó
gây tác hại nghiêm trọng đối với động, thực vật và con người.
Vì thế, những tác động của việc khai thác và chế biến khoáng sản đến
môi trường đất là vấn đề đáng được quan tâm và cần có những giải pháp khắc
phục, đặc biệt là các giải pháp để sử dụng có hiệu quả diện tích đất sau khai
thác khoáng sản.
Có nhiều cách để giải quyết vấn đề ô nhiễm đất do kim loại nặng (KLN).
Song có hai hướng chính là ngăn chặn xảy ra ô nhiễm mới và phục hồi đất đã
bị ô nhiễm. Việc phục hồi đất bị ô nhiễm kim loại nặng hiện nay bằng biện
pháp sinh học đang là một kỹ thuật đầy triển vọng.[9] Việc sử dụng các loài
thực vật có khả năng hấp thu KLN để xử lý phục hồi đất bị ô nhiễm đang là
một xu hướng phổ biến được ứng dụng ngày càng nhiều trên thế giới và đã
thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học. Tuy nhiên vấn đề
này ở Việt Nam vẫn còn là mới mẻ.
Xuất phát từ thực tế này, đồng thời góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm
kim loại nặng trong đất tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá thực trạng ô nhiễm
kim loại nặng trong đất và nghiên cứu biện pháp sinh học để phục hồi đất
sau khai thác thiếc tại huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu chung

Đánh giá thực trạng ô nhiễm KLN trong đất và xây dựng biện pháp sinh
học để cải tạo và phục hồi đất bị thoái hóa và ô nhiễm sau khai thác khoáng
sản nhằm tăng diện tích đất có chất lượng tốt sử dụng cho sản xuất nông lâm
nghiệp, góp phần làm tăng độ che phủ đất trên những vùng đất trống nghèo
kiệt và có địa hình phức tạp do ảnh hưởng của hoạt động khai thác khoáng sản.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-3-
3. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường đất sau khai thác thiếc tại xã
Hà Thượng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
- Xác định khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng tích luỹ KLN
của một số loài thực vật (vetiver, dương xỉ và sậy) trong môi trường đất sau
khai thác thiếc tại vùng nghiên cứu. Xem xét chất lượng môi trường đất sau
khi được sử dụng biện pháp sinh học để phục hồi, cải tạo.
4. Ý nghĩa của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu sẽ đánh giá một phần hiện trạng tài nguyên đất sau khai
thác khoáng sản tại Thái Nguyên. Đề tài làm sáng tỏ khả năng sinh trưởng,
phát triển và hấp thu KLN của một số loài thực vật được nghiên cứu. Trên cơ
sở đó đánh giá hiệu quả cải tạo môi trường đất dưới khả năng hấp thu KLN
của các loài thực vật được nghiên cứu. Đồng thời kết quả nghiên cứu đóng
góp, làm cơ sở cho việc nghiên cứu và phát triển công nghệ thực vật xử lí ô
nhiễm – công nghệ được đánh giá rất cao ở các nước phát triển, nhưng vẫn
đang còn mới mẻ tại Việt Nam.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đề tài xác định những tác động từ khai thác khoáng sản tới tài nguyên
đất. Từ đó đem lại tính khả thi của việc ứng dụng của một số loài thực vật để
cải tạo đất ô nhiễm ở các mỏ khai thác khoáng sản tại Việt Nam. Đây là

những cơ sở cho việc lựa chọn loài thực vật có khả năng áp dụng tốt nhất
trong công cuộc bảo vệ tài nguyên và môi trường, cũng như tăng cường
nghiên cứu các ứng dụng các công nghệ thân thiện với môi trường theo tinh
thần chủ trương chung của Nước ta trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá
hiện đại hoá đất nước.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-4-
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.1. Thực trạng hoạt động khai thác khoáng sản trên Thế giới và Việt Nam
1.1.1.1. Trên Thế giới
Hoạt động khai thác khoáng sản đã phát triển mạnh từ thập kỷ trước ở
nhiều quốc gia giàu tài nguyên như Nga, Mỹ, Australia, Campuchia, Indonesia,
Phillipines, Trung Quốc, Ấn Độ, … nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng
nguyên liệu khoáng của thế giới như quặng sắt, chì, kẽm, thiếc, than đá, đồng
và các loại khoáng sản khác, mặc dù khai thác khoáng sản là nguồn thu quan
trọng, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế của nhiều quốc gia, nhưng ngành này cũng
gắn liền với những tác động môi trường và xã hội nghiêm trọng, đặc biệt là
hiện tượng mất đất canh tác, xói lở, suy thoái tài nguyên rừng và nguồn nước.
Do đặc thù, nên ngành khai thác khoáng sản là ngành sử dụng diện tích đất rất
lớn. Hoạt động khai thác khoáng sản dẫn tới suy thoái tài nguyên đất, tài
nguyên rừng, tài nguyên nước là rất lớn.
Các phương pháp khai thác mỏ hiện nay như nổ mìn hoặc khoan đều rất
thô sơ. Tác động môi trường tiêu cực từ khai mỏ thường xảy ra ngay trong
chính bản thân quá trình khai thác và các hoạt động liên quan như dọn mặt
bằng mỏ, vận chuyển và chế biến quặng. Suy thoái rừng và ô nhiễm nước do

khai thác khoáng sản không chỉ tác động tới HST mà còn tác động tới sinh kế
của người dân sống phụ thuộc vào nguồn tài nguyên này.
Điều đáng tiếc là các công ty khai khoáng ở các nước đang phát triển
trên thế giới đều rất ít quan tâm đến tác động môi trường. Vấn đề này lại càng
trở nên trầm trọng hơn bởi một thực tế là thỏa thuận khai thác khoáng sản
giữa chính phủ và các doanh nghiệp còn thiếu minh bạch, và nỗ lực nhằm
kiểm soát nghiêm minh các hoạt động khai khoáng còn bị làm ngơ do sức hấp
dẫn của lợi nhuận mang lại. Những khu vực bị tàn phá do khai thác thường bị
bỏ quên, và tổn hại môi trường hầu như không thể ngăn chặn được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-5-
Sự phát triển của các ngành khai thác khoáng sản không đồng bộ với
biện pháp bảo vệ, cải tạo, phục hồi môi trường đã để lại những hậu quả suy
thoái môi trường tại các khu vực khai thác khoáng sản:
- Một diện tích lớn đất nông nghiệp, lâm nghiệp trước đây bị chiếm dụng
cho mục đích khai thác khoáng sản vẫn để hoang hóa sau khi khai thác.
- Tầng đất mặt bị xáo trộn gây khó khăn cho việc hoàn thổ, phục hồi môi
trường sau khai thác.
- Cân bằng nước khu vực bị phá vỡ, gia tăng các hiện tượng trượt lở, bồi
lấp, tích tụ các chất rắn do sự biến đổi chế độ thủy văn của dòng chảy mặt và
dòng chảy ngầm.
- Làm suy thoái thảm thực vật, suy giảm diện tích rừng, cạn kiệt trữ
lượng gỗ,…
- Chất lượng nước ở các vùng khai thác khoáng sản bị ảnh hưởng. Phần lớn
nước ở các vùng khai thác khoáng sản đều bị ảnh hưởng bởi độ đục cao do
lượng bùn mịn trong nước thải cao. Các loại thuốc tuyển còn dư trong bùn thải
cũng có khả năng gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận. ở một số khu vực đất đá thải còn
có tiềm năng hình thành dòng axit mỏ có khả năng hòa tan các kim loại nặng độc

hại là nguồn ô nhiễm tiềm tàng đối với nước mặt và nước ngầm khu vực.
- Các sự cố và rủi ro môi trường tại các vùng khai thác như trượt lở, sập hầm…
Ở các nước có ngành công nghiệp khai thác mỏ phát triển như Anh,
Thụy Điển, Australia, … và một số nước khác trong khu vực như Malaysia,
Indonesia vấn đề hoàn thổ, phục hồi môi trường đã trở thành một quy chế bắt
buộc. Trước khi tiến hành các hoạt động khai thác, chủ mỏ bắt buộc phải lập
kế hoạch hoàn thổ phục hồi môi trường. Kế hoạch này như một bộ phận
không thể tách rời của kế hoạch khai thác mỏ. Trong kế hoạch hoàn thổ phục
hồi môi trường những vấn đề như: hướng dẫn sử dụng đất sau khai thác, quy
trình công nghệ hoàn thổ, tiến đọ thực hiện và kinh phí được đề cập rất chi tiết
với những hướng dẫn cụ thể và khoa học [30].
Như vậy, hoạt động khai thác khoáng sản trên thế giới đã góp phần
không nhỏ trong phát triển kinh tế của các quốc gia. Tuy nhiên, hoạt động này
lại gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, làm ô nhiễm, suy thoái
môi trường.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-6-
1.1.1.2. Ở Việt Nam
Việt Nam là quốc gia có nguồn tài nguyên khoáng sản đa dạng, phong
phú với gần 5.000 mỏ và điểm quặng của khoảng 60 loại khoáng sản khác
nhau. Những năm gần đây, vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do tình
trạng hoạt động khai thác khoáng sản đang là vấn đề bức xúc diễn ra trên
khắp cả nước. Một thực tế không thể phủ nhận rằng, không dễ dàng kết hợp
hài hòa giữa phát triển kinh tế – xã hội với bảo vệ môi trường, khai thác và sử
dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, nhất là đối với nước ta, trong giai đoạn
đầu của thời kỳ CNH -HĐH, khi mà nền kinh tế về cơ bản vẫn phải dựa vào
nguồn tài nguyên vốn có hạn.
a/. Thực trạng khai thác một số khoáng sản

* Quặng sắt
Ở Việt Nam hiện nay đã phát hiện và khoanh định được trên 216 vị trí có
quặng sắt, có 13 mỏ trữ lượng trên 2 triệu tấn, phân bố không đều, tập trung
chủ yếu ở vùng núi phía Bắc.
Trong tất cả các mỏ quặng sắt của Việt Nam, đáng chú ý nhất là 2 mỏ
lớn đó là mỏ sắt Quý Xa ở Lào Cai và mỏ sắt Thạch Khê ở Hà Tĩnh. Hàng
năm, số lượng quặng sắt khai thác và chế biến ở Việt Nam đạt từ 300.000 -
450.000 tấn.
Năng lực khai thác quặng sắt hiện nay có thể đáp ứng sản lượng là
500.000 tấn /năm.
Thị trường quặng sắt hiện nay: 80% sử dụng trrong nước, chủ yếu là để
luyện thép, còn 20% xuất khẩu.
* Bôxit
Nước ta có tiềm năng rất lớn về quặng bôxít với tổng trữ lượng và tài
nguyên dự báo đạt khoảng 5,5 tỷ tấn, phân bố chủ yếu ở tỉnh Đắc Nông, Lâm
Đồng, Gia Lai, Bình Phước,…
Nhìn chung, nước ta có trữ lượng tài nguyên bôxít lớn, chất lượng tương
đối tốt, phân bố tập trung, điều kiện khai thác thuận lợi. Mặt khác thị trường
cung cầu sản phẩm alumin trên thị trường thế giới hiện nay rất thuận lợi cho
phát triển ngành công nghiệp nhôm ở nước ta. Bên cạnh nước ta là Trung
Quốc có nhu cầu nhập khẩu lớn về alumin, hàng năm khoảng 5 – 6 triệu tấn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-7-
alumin. Do vậy, cần phải chế biến sâu bôxít, điện phân nhôm để phát triển
ngành công nghiệp nhôm phục vụ sự nghiệp CNH – HĐH đất nước.
* Quặng titan
Theo kết quả điều tra, thăm dò địa chất, cho tới nay đã phát hiện 59 mỏ
và điểm quặng titan, trong đó có 6 mỏ lớn có trữ lượng từ 1 đến 5 triệu tấn, 8

mỏ trung bình có trữ lượng >100.000 tấn và 45 mỏ nhỏ và điểm quặng.
Do thuận lợi về tài nguyên, công nghệ và thiết bị đơn giản và có thể tự
chế tạo trong nước, vốn đầu tư không lớn, có thị trường, lợi nhuận cao cho
nên khai thác, chế biến và xuất khẩu quặng titan Việt Nam đang phát triển.
Ngành titan hoạt động với giá trị xuất khẩu quặng tinh titan 20 – 30 triệu USD
/năm, có hiệu quả kinh tế đáng kể, đặc biệt có ý nghĩa kinh tế xã hội với nhiều
địa phương dọc ven biển từ Thanh Hóa đến Bình Thuận.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây do quản lý không chặt chẽ, và lợi
dụng hình thức “khai thác tận thu ” đơn vị khai thác và chế biến quặng titan
chỉ đầu tư nửa vời, tách được ilmenhit, phần còn lại giàu zircon rutin và
Momazit được bán ra nước ngoài ở dạng thô, trong đó có cả các đơn vị không
đủ năng lực chuyên môn, kinh nghiệm quản lý, khai thác bừa bãi bất hợp
pháp, “nhảy cóc” gây lãng phí tài nguyên, tác động xấu tới môi trường, gây
tình trạng tranh chấp trong sản xuất và thị trường. Chế biến quặng tinh và
nghiền mịn zircon mới được thực hiện ở một số ít doanh nghiệp khai thác và
chế biến quặng titan.
* Quặng thiếc
Ở nước ta, thiếc được khai thác sớm nhất tại vùng Pia Oắc – Cao Bằng
khoảng cuối thế kỷ XVIII. Đến năm 1945, người Pháp đã khai thác khoảng
32.500 tấn tinh quặng SnO
2
. Sau hòa bình lập lại, mỏ thiếc Tĩnh Túc – Cao
Bằng được Liên Xô (cũ) thiết kế và trang bị bắt đầu hoạt động từ năm 1954.
Đây cũng là mỏ thiếc đầu tiên khai thác, chế biến có quy mô công nghiệp.
Công nghệ khai thác ở các mỏ quy mô công nghiệp chủ yếu là khai thác
bằng ôtô, máy xúc, tuyển trọng lực, tuyển từ, tuyển điện và công nghệ luyện
kim bằng lò phản xạ, lò điện hồ quang.
Hiện nay công nghệ luyện thiếc bằng lò điện hồ quang do viện nghiên
cứu mỏ và luyện kim nghiên cứu thành công và chuyển giao, ứng dụng vào

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-8-
sản xuất đã đạt được những chỉ tiêu KT – KT tiên tiến. Bằng việc nghiên cứu
ứng dụng điện phân thiếc đạt thiếc thương phẩm loại I: 99,95%; Viện nghiên
cứu Mỏ và Luyện kim và công ty Luyện kim màu Thái Nguyên đã xây dựng
các xưởng điện phân thiếc với công suất: 500 – 600 tấn /năm. Hiện nay, có ba
xưởng điiện phân thiếc thương phẩm loại I xuất khẩu với tổng công suất là
1.500 – 1.800 tấn /năm.
* Quặng kẽm chì
Các mỏ kẽm chì ở nước ta đã được phát hiện và khai thác, chế biến từ
hàng trăm năm nay.
Hiện nay, công ty Kim loại màu Thái Nguyên đã xây dựng xong nhà máy
điện phân kẽm kim loại tai khu công nghiệp Sông Công Thái Nguyên với công
nghệ, thiết bị của Trung Quốc công suất kẽm điện phân là 10.000 tấn /năm.
Các nhà máy điện phân kẽm và luyện chì dự kiến sẽ xây dựng trong
giai đoạn 2008- 2015.
b/. Thực trạng khai thác khoáng sản kim loại màu tại Thái Nguyên
Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có 66 đơn vị, tổ chức, doanh
nghiệp hoạt động khai thác khoáng sản, với tổng số mỏ được cấp phép khai
thác là 85 (trong đó 4 giấy phép khai thác cát sỏi lòng sông), trong đó có 10
điểm khai thác than, 14 điểm khai thác quặng sắt, 09 điểm khai thác quặng chì
kẽm, 01 điểm khai thác quặng thiếc, 03 điểm khai thác quặng titan, 01 điểm
khai thác Vonfram đa kim, 04 điểm khai thác vàng, 02 điểm khai thác
đôlômit, 02 điểm khai thác barit, 02 điểm khai thác Phôtphorit,… Tổng diện
tích đất trong hoạt động khai thác khoáng sản là 3191,52 ha, chiếm gần 1%
diện tích đất tự nhiên của tỉnh [1].
Trong quá trình khai thác đã thải ra một khối lượng lớn chất thải rắn (đất
đá thải), làm suy giảm diện tích đất, mất đất canh tác. Với khai thác dựa trên
công nghệ khai thác lộ thiên (với hệ số bóc từ 7,5 - 13 m

3
/tấn quặng) thường
thải ra lượng đất đá rất lớn tạo thành những bãi thải khổng lồ, như các bãi thải
của mỏ sắt Trại Cau (gần 2 triệu m
3
đất đá thải/năm), mỏ than Khánh Hòa (gần
3 triệu m
3
đất đá thải/năm), mỏ than Phấn Mễ (hơn 1 triệu m
3
đất đá thải/năm)
với độ cao bãi thải từ 100 đến 250 m [1].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-9-
- Thực trạng khai thác quặng chì kẽm:
+ Công ty TNHH NN MTV Kim loại màu Thái Nguyên khai thác mỏ
quặng chì kẽm khu vực Làng Hích (huyện Đồng Hỷ) gồm các điểm mỏ: Metis,
Sa Lung, mỏ Ba và Bắc Lâu, vùng này Pháp đã tiến hành khai thác từ trước
những năm 1944; đến năm 1986 xí nghiệp chì kẽm Làng Hích tổ chức khai thác
với quy mô công nghiệp. Tổng diện tích mặt bằng sản xuất là 320,7 ha.
+ Công ty TNHH Xây dựng và Phát triển nông thôn miền núi được cấp
giấy phép năm 2002 khai thác quặng chì kẽm tại mỏ Bản Tèn (xã Văn Lăng,
Huyện Đồng Hỷ) có trữ lượng khoảng 60.000 tấn, chủ yếu dùng công nghệ khai
thác hầm lò, sản lượng khai thác năm 2007 là 9.321 tấn quặng nguyên khai.
+ Chi nhánh Công ty CP khoáng sản Bắc Kạn tại Thái Nguyênn được
cấp giấy phép năm 2005 khai thác quặng chì kẽm tại mỏ Phú Đô (xã Yên Lạc,
huyện Phú Lương) có trữ lượng khoảng 50.000 tấn quặng, chủ yếu dùng công
nghệ khai thác hầm lò. Sản lượng khai thác năm 2005-2006 là 1.100 tấn

quặng nguyên khai; năm 2007 là 1.966 tấn quặng nguyên khai;
+ Ngoài ra còn một số điểm mỏ có các đối tượng khai thác không phép,
bất hợp pháp làm tổn thất tài nguyên, phá vỡ điều kiện địa chất tự nhiên nên
gây khó khăn cho công tác điều tra địa chất chi tiết sau này, môi trường bị ảnh
hưởng nặng nề chủ yếu ở một vài điểm mỏ khu vực huyện Đồng Hỷ, Phú
Lương và Đại Từ.
Bảng 1.1. Sản lượng khai thác chì kẽm tại một số mỏ
ĐVT: Tấn
STT
Tên đơn vị
Sản lượng
Cộng
Đến 2004
2005+2006
2007
1
Mỏ Làng Hích
189.349
50.000
22.886
262.235
2
Mỏ Bản Tèn
2.000
3.497
9.321
14.818
3
Mỏ Phú Đô
-

1.100
1.966
3.066
(Nguồn: Sở Công thương Thái Nguyên)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-10-
- Thực trạng hoạt động khai thác quặng sắt
Trang thiết bị và công nghệ khai thác: Công nghệ khai thác của mỏ sắt Trại
Cau là phương pháp khai thác lộ thiên với chiều cao tầng H = 8m, gác nghiêng
tầng  = 65
0
. Tiến hành 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 là 1m
3
. Vận tải quặng về xưởng tuyển bằng ôtô Kpaz
có tải trọng 12 tấn để chuyên chở đất đá thải. Mới đây mỏ được trang bị thêm một
số máy xúc thuỷ lực gàu ngược của Hàn Quốc và của Mỹ với dung tích gàu là
1,5m
3
. Các mỏ sắt đều được khai thác bằng phương pháp lộ thiên với công nghệ
khai thác còn yếu kém, kết hợp giữa cơ giới và bán cơ giới, giữa quy mô công
nghiệp và tận thu.
Bảng 1.2. Tình hình khai thác sắt, thiếc một số mỏ
trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
Đơn vị: tấn
Tên mỏ
Công suất

t.kế
(1000)
Sản lượng khai thác
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Sắt T. Cau
Thiếc Đ.Từ
ThiếcH.Thg
Pyrit H.Thg
350
20
-
-
219.437
18.800

363.585
17.000
c.h.đ
c.h.đ
536.534
17.200
37
1.100
431.666
17.000

k.b.c
k.b.c
502.977
17.000
-
5.227
332.967
17.000
Dừng
khai thác
(Nguồn: Báo cáo số 1017/STNMT-KS ngày 19/6/2007. V/v đánh giá hiệu quả
việc khai thác chế biến TNKS trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên) [1]
Ghi chú: T.Cau – Trại Cau; Đ.Từ - Đại Từ; H.Thg – Hà Thượng; c.h.đ -
chưa hoạt động; k.b.c - không báo cáo; t.kế - thiết kế.
+ Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên khai thác mỏ quặng sắt khu vực
Trại Cau (huyện Đồng Hỷ) gồm các điểm mỏ: Quang Trung, Thác Lạc, Chỏm
Vung, Núi Quặng, Hàm Chim; Mỏ được Trung Quốc thiết kế, đưa vào sản
xuất năm 1963, dùng công nghệ khai thác lộ thiên và tuyển rửa với công suất
350.000 tấn/năm. Diện tích mặt bằng sản xuất của mỏ khoảng 1.737.952,9 m
2
.
Sản lượng quặng nguyên khai khoảng 423.000 tấn/năm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-11-
+ Ngoài ra còn một số doanh nghiệp khai thác không phép, không có
thiết kế mỏ, làm tổn thất tài nguyên, môi trường bị ảnh hưởng nặng nề
chủ yếu ở khu vực Trại Cau, Đồng Hỷ và một vài điểm mỏ ở Phú Lương,
Đại Từ…

Hiện chỉ có Công ty CP Gang Thép Thái Nguyên là đang tiến hành
khai thác, chế biến và sử dụng quặng sắt ở quy mô công nghiệp. Trong giai
đoạn 2002 – 2005, mỏ sắt Trại Cau đều khai thác vượt so với thiết kế ban đầu.
Vào năm 2003 mỏ khai thác vượt thiết kế gần 200 tấn. Hồ quặng đuôi đã chứa
quá mức thiết kế: đập được đắp đến cốt +69 mét, thiết kế chỉ cho phép chất tải
đến cốt +67mét và chứa 1,5 triệu m
3
, hiện tại đập đã đổ tràn và chứa khoảng
1,75 triệu m
3
chất thải của nhà máy tuyển khóang, công ty đã đưa ra những
giải pháp tình thế khắc phục, nhưng hiện tượng bùn nước tràn bờ vẫn còn tạo
ra nguy cơ và gây khó khăn cho sản xuất.
Hoạt động khai thác có những ảnh hưởng rất lớn đến khả năng canh
tác nông nghiệp tại các khu vực gần mỏ khai thác. Ô nhiễm môi trường tại
khu vực mỏ thiếc Đại Từ, mỏ sắt Trại Cau,…đã làm suy giảm nghiêm
trọng chất lượng đất canh tác nông nghiệp, ảnh hưởng đến năng suất cây
trồng, ảnh hưởng rất lớn đến môi trường đất tại khu vực mỏ và xung quanh
mỏ. Quá trình khai thác, bốc xúc lượng lớn đất đá và đổ thải đã làm giảm
diện tích đất canh tác nông nghiệp, gây ô nhiễm lý hoá đất, làm khả năng
giữ nước và các chất dinh dưỡng của đất bị suy giảm. Bên cạnh đó, một số
tác nhân gây ô nhiễm như KLN có khả năng tích luỹ trong đất, qua đó có
ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nông sản và gián tiếp ảnh hưởng đến
sức khoẻ con người.
1.1.2. Nguồn gốc gây ô nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng KLN
trong đất
1.1.2.1. Sự ô nhiễm đất do khai thác khoáng sản
Nguyên vật liệu, nhiên liệu để xây dựng cơ sở hạ tầng và chế tạo những
vật dụng phục vụ đời sống con người, điều được khai thác ra từ lòng đất, và
một phần trên mặt đất. Việc khai thác khoáng sản trên trái đất ngày càng được

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-12-
tăng cường và đã góp phần rất lớn vào việc tác động xấu đến môi trường,
thậm chí đưa đến mất cân bằng sinh thái.
Khoáng sản là một loại tài nguyên không tái tạo, ít khi ở dạng đơn
khoáng mà thường hình thành những tập hợp khoáng vật khác nhau. Tùy theo
điều kiện thành tạo mà hình thành các khoáng sản có trữ lượng và quy mô từ
nhỏ, vừa đến lớn và cực lớn.
Khả năng sử dụng khoáng sản gắn với lịch sử tiến hóa của nhân loại qua
các thời kỳ đồ đá, đồ sắt, đồ đồng… khoáng sản có thể sử dụng trực tiếp hoặc
sau khi chế biến sơ bộ. Nhưng để sử dụng trong các ngành kỹ thuật cao đòi
hỏi phải chế biến sâu qua nhiều quá trình công nghệ phức tạp như các ngành
điện, điện tử, cơ khí, năng lượng nguyên tử, hàng không và vũ trụ… Các đuôi
thải của quá trình khai thác, chế biến và sử dụng khoáng sản có thể nghiên
cứu sử dụng cho các ngành công nghiệp khác nhau.
Trình độ công nghệ khoáng sản phụ thuộc vào trình độ phát triển khoa
học kỹ thuật, kinh tế xã hội khu vực và mỗi nước. Vì trữ lượng khoáng sản là
nhất định nên mỗi khu mỏ có tuổi thọ tương ứng với công suất dự kiến khai
thác. Ngành công nghiệp khoáng sản đòi hỏi công tác đầu tư và xây dựng cơ
bản thường xuyên, đồng thời luôn gắn với bảo vệ tài nguyên, bảo vệ con
người và bảo vệ môi trường.
Vấn đề môi trường trong các khâu của hoạt động khai thác khoáng sản:
Ít có ngành công nghiệp nào lại có ảnh hưởng suốt trong các giai đoạn thực
hiện và có tác động tương đối toàn diện đến các thành phần môi trường như
các dự án phát triển khoáng sản.
Những tác động và hệ quả của môi trường do các dự án phát triển
khoáng sản phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
* Loại khoáng sản chủ yếu

* Phương pháp khai thác lộ thiên hay hầm lò
* Phương pháp chuẩn bị quặng (đập, xay, nghiền, sàng, phân cấp)
* Công nghệ tuyển
* Công nghệ xử lý tiếp theo (luyện kim, hóa học, vi sinh, tổ hợp…)
* Lớp đất phủ trên mặt khu mỏ: đá, phong hóa trầm tích.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-13-
* Ðịa hình khu mỏ.
* Thủy văn: hệ thống nước mặt, nước ngầm
* Khí hậu: ẩm, khô, nóng, lạnh…
* Sinh thái: rừng, động vật hoang dã, cây trồng vật nuôi
* Những yếu tố xã hội, kinh tế và văn hóa có liên quan đến khu vực đất
sẽ được sử dụng trong khu mỏ, cơ sở hạ tầng và dân cư.
Các hoạt động khai mỏ thải ra một lượng lớn các KLN vào dòng nước và
góp phần gây ô nhiễm cho đất. Môi trường đất tại các mỏ khai thác vàng mới
khai trường thường có độ kiềm cao (pH: 8-9), ngược lại các mỏ khai thác vàng
cũ, thường có đọ axits mạnh (pH: 2,5-3,5); dinh dưỡng đất thấp và hàm lượng
kim loại nặng rất cao. Chất thải ở đây thường là nguồn gây ô nhiễm môi trường,
cả phần trên bề mặt và dưới đất sâu. Ở Úc, chất thải từ các mỏ vàng chứa hàm
lượng KLN vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần. (thể hiện bảng 1.3) [35]
Bảng 1.3. Hàm lượng KLN trong chất thải của một số
mỏ vàng điển hình tại Úc
KLN
Hàm lượng KLN tổng số (mg/kg)
As
1120
Cr
55

Cu
156
Mg
2000
Pb
353
St
335
Zn
283
(Nguồn: AZN,1992) [35]
Trong quá trình khai thác và chế biến khoáng sản của dự án phát triển
khoáng sản cụ thể sẽ phát sinh các nguồn tác động khác nhau và đòi hỏi các
quá trình công nghệ môi trường tương ứng nhằm ngăn ngừa và giảm thiểu tác
động. Trên thế giới hiện nay đang có xu hướng khai thác chế biến hợp lý và
sử dụng tổng hợp tài nguyên khoáng sản hình thành công nghệ ít hoặc không
phế thải. Qua đó đảm bảo được chất lượng môi trường nơi khai mỏ và cuộc
sống cộng đồng địa phương.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-14-
1.1.2.2. Một số nguồn khác gây ô nhiễm KLN trong đất
a/. Quá trình khoáng hoá đá
Nguồn từ quá trình phong hoá đá: Nguồn này phụ thuộc nhiều vào đá
mẹ nhưng hàm lượng các kim loại nặng trong đá thường rất thấp, vì vậy nếu
không có các quá trình tích lũy do xói mòn, rửa trôi… thì đất tự nhiên ít có
khả năng có hàm lượng kim loại nặng cao.[17]
Bảng 1.4. Hàm lượng trung bình một số KLN trong đá và đất (ppm)
Nguyên

tố
Đá bazo
(Ba selt)
Đá Axit
(Granite)
Đá
trầm
tích
Vỏ
phong
hóa
Dao
động
trong
đất
Trung
bình
trong đất
As
1,5
1,5
7,7
1,5
0,1-40
6
Bi
0,031
0,065
0,4
0,048

0,1-0,4
0,2
Cd
0,13
0,09
0,17
0,11
0,01-2
0,35
Hg
0,012
0,08
0,19
0,05
0,01-0,5
0,06
In
0,058
0,04
0,044
0,049
0,2-0,5
0,2
Pb
3
24
19
14
2-300
19

Sb
0,2
0,2
1,2
0,2
0,2-10
1
Se
0,05
0,05
0,42
0,05
0,01-1,2
0,4
Te
-
-
<0,1
0,005
-
-
Ti
0,08
1,1
0,95
0,6
0,1-0,8
0,2
(Nguồn: Fergusson, 1990) [17]
b/.

Nguồn ô nhiễm KLN trong đất do các hoạt động công nghiệp và nƣớc
thải đô thị
Tác động của quá trình công nghiệp và đô thị đến môi trường đất xảy ra
rất mạnh từ cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ 18-19, đặt biệt là trong
những thập niên gần đây. Các chất thải công nghiệp ngày càng nhiều và có
độc tính ngày càng cao, nhiều loại rất khó bị phân huỷ sinh học, đặc biệt là
các KLN. Các KLN có thể tích luỹ trong đất trong thời gian dài gây ra nguy
cơ tiềm tàng cho môi trường.[23]