Nghiên cứu khả năng loại bỏ một số kim loại nặng (vàng, niken) trong đất của vi khuẩn ưa axit phân lập được từ rác thải khai khoáng (mỏ thiếc hà thượng, tỉnh thái nguyên)

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO

Bộ NÔNG NGHIệP Và PTNT

TRƯờNG ĐạI HọC THUỷ LợI
----------

Nguyễn ánh Tuyết

NGHIÊN CứU KHả NĂNG LOạI Bỏ MộT Số KIM LOạI NặNG
(VàNG, NIKEN) TRONG ĐấT CủA VI KHUẩN ƯA AXIT
PHÂN LậP ĐƯợC Từ RáC THảI KHAI KHOáNG
(Mỏ THIếC Hà THƯợNG, TỉNH THáI NGUYÊN)

LUậN VĂN THạC Sĩ

Hà Nội - 2014


Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO

Bộ NÔNG NGHIệP Và PTNT

TRƯờNG ĐạI HọC THUỷ LợI
----------

Nguyễn ánh Tuyết

NGHIÊN CứU KHả NĂNG LOạI Bỏ MộT Số KIM LOạI NặNG
(VàNG, NIKEN) TRONG ĐấT CủA VI KHUẩN ƯA AXIT
PHÂN LậP ĐƯợC Từ RáC THảI KHAI KHOáNG

(Mỏ THIếC Hà THƯợNG, TỉNH THáI NGUYÊN)

Chuyên ngành : Khoa học Môi trờng
Mã số
: 60 - 85 - 02

LUậN VĂN THạC Sĩ

Ngời hớng dẫn khoa học

: 1. TS. Hồ Tú Cờng
2. PGS. TS. Lê Đình Thành

Hà Nội - 2014


L IC M

Tr

N

c h t, v i lòng kính tr ng và bi t n sâu s c, tôi xin bày t lòng

c m n chân thành t i: TS. H Tú C
ngh môi tr

ng và PGS.TS Lê

Th y L i, đã tr c ti p h

ng, cán b nghiên c u Vi n Công

ình Thành, gi ng viên Tr

ng

ih c

ng d n tôi r t t n tình, cho tôi nh ng ki n th c

và kinh nghi m quý báu, t o đi u ki n thu n l i cho tôi trong quá trình
th c hi n, hoàn thành lu n v n.
Tôi xin g i l i c m n chân thành t i Ban Lãnh đ o Khoa Môi
tr

ng, tr

trong tr

ng

i h c Th y l i, c m n các th y cô giáo trong khoa,

ng đã d y cho tôi nh ng ki n th c, k n ng quan tr ng.

Tôi xin g i l i c m n sâu s c nh t t i Lãnh đ o Phòng Vi sinh v t
môi tr

ng, Lãnh đ o Vi n Công ngh môi tr

cho tôi đ

ng đã t o đi u ki n thu n l i

c h c t p và nghiên c u.

Tôi chân thành c m n đ ng nghi p c a tôi, nh ng cán b c a
Phòng Vi sinh v t môi tr

ng đã giúp đ và ng h đ tôi hoàn thành t t

lu n v n.
Tôi xin c m n gia đình, ng

i thân và b n bè đã đ ng viên và giúp đ

tôi trong th i gian qua.
Hà N i, tháng 11 n m 2014
H c viên

Nguy n Ánh Tuy t


L I CAM OAN

Tên tôi là: Nguy n Ánh Tuy t

Mã s h c viên: 128440301018

L p: 20MT
Chuyên ngành: Khoa h c môi tr

ng

Mã s : 60-85-02

Khóa h c: K20
Tôi xin cam đoan quy n lu n v n đ
d n c a TS. H Tú C

ng và PGS.TS Lê

c chính tôi th c hi n d

is h

ng

ình Thành v i đ tài nghiên c u

trong lu n v n “Nghiên c u kh n ng lo i b m t s kim lo i n ng (Vàng,
Niken) trong đ t c a vi khu n
khoáng (m thi c Hà Th

a axit phân l p đ

c t

rác th i khai

ng, t nh Thái Nguyên) ”.

ây là đ tài nghiên c u m i, không trùng l p v i các đ tài lu n v n nào
tr

c đây, do đó không có s sao chép c a b t kì lu n v n nào. N i dung c a

lu n v n đ

c th hi n theo đúng quy đ nh, các ngu n tài li u, t li u nghiên

c u và s d ng trong lu n v n đ u đ

c trích d n ngu n.

N u x y ra v n đ gì v i nôi dung lu n v n này, tôi xin ch u hoàn toàn
trách nhi m theo quy đ nh./.

NG

I VI T CAM OAN

Nguy n Ánh Tuy t


M CL C
Trang
M

U ...................................................................................................... 1

CH

NG 1: Ô NHI M MÔI TR

BI N KHOÁNG S N VÀ PH
KHAI KHOÁNG TRONG

NG T

KHAI THÁC, CH

NG PHÁP X

LÝ CH T TH I

T ................................................................ 5

1.1. Khai thác và ch bi n khoáng s n

Vi t Nam.............................. 5

1.2.1. Ngành khai thác khoáng s n..................................................... 5
1.2.2. Hi n tr ng khai thác và ch bi n m t s khoáng s n .............. 6
1.2.3. Công ngh khai thác và ch bi n khoáng s n

Vi t Nam ...... 8

1.2.4. Ô nhi m đi n hình do khai thác và ch bi n khoáng s n ...... 10

1.2. Hi n tr ng khai thác và ch bi n khoáng s n
1.2.1. Khai thác và ch bi n khoáng s n

Thái Nguyên ... 14

Thái Nguyên................ 14

1.2.2. Ô nhi m môi tr ng do ho t đ ng khai thác và ch bi n
khoáng s n Thái Nguyên................................................................ 16
1.3. X lý ch t th i khai khoáng trong đ t ......................................... 23
1.3.1. Nghiên c u trên th gi i .......................................................... 23
1.3.2. Nghiên c u

Vi t Nam ........................................................... 30

1.3.3. T ng quan v vi khu n a axit ................................................ 31
CH

NG 2:

I T

NG, PH M VI, N I DUNG VÀ PH

NG

PHÁP NGHIÊN C U ............................................................................... 34
2.1.

it

ng và ph m vi nghiên c u................................................. 34

2.1.1.

it

2.1.2.

a đi m thu m u và ph m vi nghiên c u.............................. 35

ng nghiên c u .............................................................. 34

2.2. D ng c thi t b nghiên c u .......................................................... 37
2.3. Các ph

ng pháp nghiên c u ....................................................... 38

2.3.1. Ph

ng pháp phân l p vi khu n truy n th ng ...................... 38


2.3.2. Ph

ng pháp nhu m Gram ..................................................... 39

2.3.3. Ph

ng pháp soi kính hi n vi.................................................. 41

2.3.4. Ph

ng pháp phân tích kim lo i n ng ................................... 41

2.3.5. Ph

ng pháp sinh h c phân t ............................................... 41

2.3.5. Xác đ nh đ c đi m c a ch ng vi khu n a axit phân l p
đ c..................................................................................................... 44
2.3.6. ánh giá kh n ng lo i b Vàng, Niken trong đ t c a ch ng
vi khu n phân l p đ c ..................................................................... 45
2.3.7. Ph ng pháp tính hi u su t trong nghiên c u kh n ng lo i
b kim lo i n ng ................................................................................. 46
CH

NG 3: K T QU ........................................................................... 48

3.1. Tình hình ô nhi m t i m thi c Hà Th

ng – Thái Nguyên ...... 48

3.2. Phân l p vi khu n........................................................................... 50
3.2.1. Phân l p vi khu n a axit ....................................................... 50
3.2.2.

nh tên vi khu n..................................................................... 52

3.2.3. Hình thái vi khu n ................................................................... 54

3.3.

c đi m c a vi khu n a axit phân l p đ

3.3.1.

c đi m sinh tr

c ............................ 57

ng c a ch ng vi khu n a axit................ 57

3.3.2. nh h

ng c a nhi t đ t i s sinh tr

3.3.3. nh h

ng c a pH t i s sinh tr

ng ........................... 60

ng ................................... 62

3.4.1. Nghiên c u nh h ng c a m t s y u t t i kh n ng lo i
b kim lo i vàng và niken c a ch ng vi khu n a axit phân l p
đ c..................................................................................................... 64
3.4.2.

nh h

ng x lý kim lo i n ng trong đ t ............................. 72

K T LU N VÀ KI N NGH .................................................................. 75
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................ 77


DANH M C B NG
Trang
B ng 1.1. Tr l

ng m t s lo i khoáng s n

Vi t Nam (

n v : t n).. . ...6

B ng 2.1.
c đi m m u thu t i m thi c Hà Th ng, t nh Thái
Nguyên………………………………………………………………… ... .37
B ng 2.2. M t s ch tiêu kim lo i trong m u đ t s d ng trong nghiên
c u lo i b ………………………………………………………………. .35
B ng 2.3. Thành ph n PCR…………………………………..…………...42
B ng 2.4. Chu trình PCR . ………………………...………………………43
B ng 3.1. M t s ch tiêu vi sinh v t trong m u thu t i m thi c Hà
Th ng………………………………………………………………… …48
B ng 3.2. M t s ch tiêu kim lo i n ng trong m u thu t i m thi c Hà
Th

ng………………………………………………..………………...... 49

B ng 3.3. S thay đ i pH d ch nuôi c y qua các l n c y chuy n (m i
tu n 1 l n)…………………………….………………………………… . .51
B ng 3.4. S thay đ i pH d ch nuôi c y (ban đ u 4,5) khi c y ng
l i ch ng vi khu n phân l p đ

c tr

c……………………………………..…..52


DANH M C HÌNH
Trang
Hình 1. 1. Khai thác khoáng s n l thiên gây nh h
tr

ng và s c kh e con ng

Hình 2. 1. M t s

m

ng tiêu c c t i môi

i .. …………………………………………...17
khai thác khoáng s n thu c t nh Thái

Nguyên…….............................................................................................. .. 36
Hình 3. 1.

nh đi n di gen 16S rADN c a m u NKT (gi ng 2), m u

BDX (gi ng 3), gi ng 1 các đo n ADN chu n v i s kích th

ct

ng

ng ………………………….................................................................... . 52
Hình 3. 2. Cây phát sinh c a hai ch ng vi khu n a axit

BDX, NKT

d a trên trình t 16S rADN…………………………………………… . ...53
Hình 3. 3. Khu n l c c a vi khu n a axit……………………………… .55
Hình 3. 4. Hình thái vi c a vi khu n a axit phân l p đ
ng cong sinh tr

Hình 3. 5.

c……………. .56

ng c a các ch ng vi khu n

a

axit….… ...................................................................................................... 58
Hình 3. 6. Kh n ng làm gi m pH môi tr

ng nuôi c y c a các ch ng vi

khu n a axit……………………………………………………………... 59
Hình 3. 7.

nh h

ng c a nhi t đ t i kh n ng sinh tr

vi khu n a axit phân l p đ
Hình 3. 8. nh h
a axit phân l p đ

ng c a ch ng

c………………………………………… ...60

ng c a pH t i s sinh tr

ng c a các ch ng vi khu n

c………………………………..………………. .. ….63

Hình 3. 9. Kh n ng lo i b kim lo i n ng c a vi khu n a axit trong
môi tr

ng không b sung c ch t…………………………………… . …66

Hình 3. 10. Kh n ng lo i b kim lo i c a vi khu n a axit trong môi
tr

ng có b sung c ch t…………………………………………….… . .66

Hình 3. 11. nh h

ng m t đ t bào vi khu n a axit phân l p t m u

NKT (Acidithiobacillus thiooxidans) t i kh n ng lo i b Ni………….... 67


Hình 3. 12.

nh h

ng c a m t đ t bào vi khu n a axit phân l p t

m u BDX (Acidithiobacillus ferrooxidans) t i kh n ng lo i b ...….. . .68
Hình 3. 13.

nh h

ng c a m t đ t bào vi khu n a axit phân l p t

m u BCHC t i kh n ng lo i b Ni……………………………………. ..68
Hình 3. 14.

nh h

ng c a t l m u t i kh n ng lo i b Ni c a các

ch ng vi khu n a axit phân l p đ

c (sau 14 ngày)…….……… ………71


1
M

U

1. Tính c p thi t và ý ngh a c a đ tài nghiên c u
Th i gian qua, n

c ta đã đ t đ

c nh ng thành t u quan tr ng trong

phát tri n kinh t , trong đó riêng ngành công nghi p khai thác khoáng s n
đã có nhi u đóng góp to l n. Tuy nhiên, bên c nh nh ng thành t u không
th ph nh n đ

c thì vi c khai thác khoáng s n đã đ l i nh ng h u qu

n ng n v môi tr

ng, vi c khai thác đào x i, tuy n qu ng gây thu h p

di n tích đ t canh tác, tích t ch t th i r n trong lòng h kênh m
qu ng đuôi sau khi khai thác th

ng đ

c t p trung vào khu v c bãi rác

qu ng đuôi không qua khâu x lý gây nh h
sinh thái và đ i s ng con ng

ng tiêu c c t i môi tr

ng

i. Trong đó ô nhi m kim lo i n ng trong đ t

đang là m i quan tâm không ch đ i v i nh ng ng
môi tr

ng, các

i làm nhi m v b o v

ng mà c a toàn xã h i. Trong khuôn kh nghiên c u c a lu n v n

quan tâm đ n hai kim lo i niken (Ni) và vàng (Au) trong đ t. Ni là m t
trong s kim lo i n ng c ng đã và đang gây nh h
s c kh e con ng

ng nghiêm tr ng t i

i ngoài ti m n ng ng d ng ph bi n c a nó, còn đ i v i

kim lo i Au tuy không gây nh h

ng t i s c kh e mà là m t ngu n kim

lo i có giá tr l n v m t kinh t và

ng d ng cho nhi u m c đích khác. Vì

v y c n có bi n pháp x lý phù h p đ có th đáp ng đ

c hai m c tiêu,

v a có th lo i b đ tránh gây ô nhi m, v a có th thu h i đ ph c v cho
nh ng m c đích kinh t khác.
Hi n nay, vi c s d ng vi sinh v t đ

c đánh giá là phù h p cho x lý

kim lo i n ng b i giá thành th p, v n hành đ n gi n và thân thi n v i môi
tr

ng. Vi sinh v t có vai trò quan tr ng trong giai đo n chuy n hoá sinh

h c các kim lo i, chúng thúc đ y nhanh quá trình phân gi i qu ng đuôi,
làm gi m pH môi tr

ng t o dòng ch y axit và qua đó tách các ion kim lo i

t đ t chuy n vào môi tr

ng n

c. Các vi khu n a axit chính là nhân t


2
chính trong quá trình chuy n hoá này. Ph n l n trong s các vi khu n a
axit là sinh tr

ng t d

ng nh vi khu n có kh n ng ôxi hoá l u hu nh

và s t, chúng đóng vai trò nh m t nhà máy cung c p hoá ch t làm gi m
pH môi tr

ng đ ng th i t o không gian cho các ph n ng hoá h c x y ra.

Nhóm vi khu n này tham gia vào các quá trình quan tr ng trong chu trình
sinh đ a hoá c a các kim lo i, l i d ng nh ng đ c đi m này c a vi khu n
a axit ng
ch t l

i ta đã s d ng chúng trong vi c thu h i kim lo i t các qu ng

ng th p và lo i b kim lo i n ng ra kh i môi tr

nh ng nghiên c u v nhóm vi khu n này
M thi c Hà Th

ng đ t. Tuy nhiên,

Vi t Nam v n còn r t h n ch .

ng, t nh Thái Nguyên là m t đi n hình v ô nhi m

kim lo i n ng do quá trình khai thác và ch bi n khoáng s n, đây c ng là
đ a đi m đã đ

c nhi u nhà khoa h c ch n l a cho vi c nghiên c u ng

d ng các công ngh x lý kim lo i n ng. Vì v y m thi c Hà Th
Thái Nguyên đã đ

ng, t nh

c ch n l a đ ti n hành th c hi n đ tài “Nghiên c u

kh n ng lo i b m t s kim lo i n ng (Vàng, Niken) trong đ t c a vi
khu n a axít phân l p đ

c t rác th i khai khoáng (m thi c Hà Th

ng,

t nh Thái Nguyên)”.
2. M c đích nghiên c u c a đ tài lu n v n
- Phân l p đ
Th

c ch ng vi khu n

a axit t

rác th i m thi c Hà

ng, t nh Thái Nguyên. Nghiên c u m t s đ c đi m sinh tr

chúng đ t đó xác đ nh đ

ng c a

c đi u ki n t i u làm ti n đ nâng cao hi u

su t x lý kim lo i n ng.
- Nghiên c u kh n ng lo i b hai kim lo i Au và Ni trong đ t.
3.

it
-

ng và ph m vi nghiên c u
it

ng nghiên c u: ch ng vi khu n a axit phân l p t m u thu

t i m thi c hà Th

ng, t nh Thái Nguyên

3
- Ph m vi nghiên c u: ti n hành nghiên c u các đ c tính lý hóa (hình
thái t bào, khu n l c, kh n ng làm gi m pH) và các đ c đi m sinh tr
( nh h

ng nhi t đ và pH môi tr

ng

ng) c a vi khu n a axit phân l p đ

c

trong th i gian t tháng 4/2014 đ n tháng 10/2014, m u thu t i m thi c Hà
Th

ng, Thái Nguyên.

ng th i, nghiên c u v các y u t

nh h

ng (c

ch t, m t đ t bào, t l đ t) đ n quá trình tách chi t kim lo i ra kh i đ t
b ô nhi m.
4. Ph

ng pháp nghiên c u
- Ph

tr

ng pháp phân l p vi khu n truy n th ng (nuôi c y trên môi

ng l ng và th ch, phân l p trên môi tr

ti n hành các b
môi tr

c phân l p v i môi tr

ng th ch đ tách đ

ng th ch): t m u thu đ

ng ch n l c t môi tr

c

ng l ng t i

c ch ng vi khu n a axit

- Ph

ng pháp nhu m Gram

- Ph

ng pháp soi kính hi n vi

- Ph

ng pháp sinh h c phân t (đ c trình t gen 16S rADN đ xác

đ nh tên vi khu n)
- Ph

ng pháp phân tích kim lo i

5. N i dung c a lu n v n
N i dung c a lu n v n t p trung nghiên c u các v n đ sau:
- Thu m u t khu v c m Hà Th

ng Thái Nguyên

- Ti n hành phân l p vi khu n trên môi tr
- Xác đ nh tên vi khu n phân l p đ

ng ch n l c.

c thông qua trình t 16S rADN


4
- Xác đ nh m t s đ c đi m c a vi khu n (hình thái l c khu n, hình
thái t bào, xác đ nh nhóm vi khu n Gram (-) hay Gram (+), kh n ng làm
thay đ i pH môi tr

ng, sinh tr

ng c a vi khu n)

- Xác đ nh m t s đ c đi m sinh tr
( nh h

ng c a ch ng vi khu n a axit

ng c a nhi t đ , pH)
-B

c đ u nghiên c u m t s y u t

nh h

ng đ n kh n ng lo i

b kim lo i n ng trong đ t c a ch ng vi khu n a axit phân l p đ
ch t b sung trong môi tr

c (c

ng, m t đ t bào, t l đ t x lý)

V i các n i dung nh trên, ngoài ph n m đ u và ph n k t lu n
lu n v n còn có 3 ch
- Ch
ph
- Ch

ng nh sau:

ng 1: Ô nhi m môi tr

ng t khai thác, ch bi n khoáng s n và

ng pháp x lý ch t th i khai khoáng trong đ t
ng 2:

it

ng, ph m vi, n i dung và ph

c u
- Ch

ng 3: K t qu nghiên c u

ng pháp nghiên


5
CH

NG 1: Ô NHI M MÔI TR

BI N KHOÁNG S N VÀ PH

NG T

KHAI THÁC, CH

NG PHÁP X

KHAI KHOÁNG TRONG
1.1. Khai thác và ch bi n khoáng s n

LÝ CH T TH I
T

Vi t Nam

1.2.1. Ngành khai thác khoáng s n
Vi t Nam là n

c có ngu n tài nguyên khoáng s n phong phú, đa

d ng và đó là ngu n nguyên li u ti m n ng quý hi m c a qu c gia. K t qu
đi u tra đ a ch t đã phát hi n hàng nghìn m và đi m qu ng v i các lo i
khoáng s n khác nhau (kim lo i màu, kim lo i quý hi m, v t li u khoáng,
đá quý, than, d u...) [6].
Trong công cu c công nghi p hoá, hi n đ i hoá
ngành khai khoáng có m t v trí đ c bi t quan tr ng.

n

c ta hi n nay,

ng đ u trong chu i

giá tr s n xu t, ngành khoáng s n cung c p đ u vào cho r t nhi u ngành
công nghi p s n xu t, ch t o và xây d ng. Ngoài d u thô và khí t nhiên,
các khoáng s n r n là nhu c u không th thi u cho s phát tri n c a các
ngành công nghi p khác trong n n kinh t qu c dân. Do đó, s phát tri n
c a n n kinh t th gi i nói chung và c a n n kinh t Vi t Nam nói riêng s
t o ra s c c u quan tr ng, tiêu th các s n ph m c a ngành [3].
i u ki n đ a ch t Vi t Nam ph c t p t o nên m t ngu n tài nguyên
khoáng s n phong phú, đa d ng. Nh đã đ c p

trên, th ng kê đi u tra đ a

ch t, trên lãnh th Vi t Nam đã phát hi n đ

c trên 50 trong s 66 lo i

khoáng s n ph bi n nh t trong v trái đ t v i kho ng h n 5.000 m và
đi m qu ng v i 60 lo i khoáng s n khác nhau. Có th k đ n các lo i
khoáng s n nh : d u khí v i tr l

ng d u đã đ

c phát hi n vào kho ng

1,7 t t n và khí đ t vào kho ng 835 t m3; than v is n l

ng than khai


6

thác đ t kho ng 15 tri u t n; s t có kho ng 300 m khai thác; cát th y tinh
có t ng tr l

ng 750 tri u t n; đá xây d ng v i t ng tr l

ng 41.800

tri u m3... [3].
Các doanh nghi p khai khoáng hi n nay t p trung vào m t s khoáng
s n chính nh s t, titan, mangan, vàng, chì-k m, đ ng, đá, sét… Tr l
th m dò c a các lo i khoáng s n này c ng t
khai thác hàng ch c n m. Ngoài ra, tr l
ch t l n g p nhi u l n tr l

ng

ng đ i phong phú, có th

ng d báo c a nhi u lo i khoáng

ng th m dò, nên vi c ti p t c th m dò m

r ng còn nhi u ti m n ng (b ng 1.1) [3].
B ng 1. 1. Tr l

ng m t s lo i khoáng s n

Tr l

n v : t n)

Tên khoáng s n

Tr l

S t

1,1 t

1,8 t

Titan

12,5 tri u

19 – 22 tri u

Mangan

1,8 tri u

7- 8 tri u

Vàng

300

1,8 nghìn

Chì – K m

7,8 tri u

21 tri u

ng

1,2 tri u

5,4 tri u

á vôi

1,754 t

Sét

ng th m dò

Vi t Nam (

ng d báo

2,93 t

1.2.2. Hi n tr ng khai thác và ch bi n m t s khoáng s n
V i ti m n ng khoáng s n phong phú nên ngành khai thác phát tri n
v i nhi u nhóm khoáng s n đ
Nhóm khoáng s n n ng l

c khai thác khác nhau.
ng bao g m d u khí, than khoáng, urani.

D u khí có ti m n ng kho ng 4,300 t t n, trong đó tr l

ng phát hi n là


7
1,208 t t n và tr l

ng d u khí có kh n ng th

ng m i là 814,7 tri u

t n. V i s n l

ng khai thác d u khí hàng n m, hi n nay Vi t Nam đ ng

hàng th ba

ông Nam Á. N

c ta có ti m n ng v than khoáng các lo i,

t p trung vào ba lo i chính: than bi n ch t th p, than bi n ch t trung bình,
than bi n ch t cao. B than Qu ng Ninh là l n nh t v i tr l
t t n và đã đ
trong n

c khai thác t h n 100 n m nay ph c v cho các nhu c u

c và xu t kh u. Các nhà khoa h c đ a ch t đã phát hi n nhi u t

khoáng urani
urani

ng đ t trên 3

B c B , Trung Trung B và Tây Nguyên. T ng tài nguyên

Vi t Nam đ

c d báo trên 218.000 t n U 3 O 8 và đây có th là

ngu n nguyên li u khoáng cho các nhà máy đi n h t nhân trong t

ng lai.

Nhóm khoáng s n kim lo i t i Vi t Nam có nhi u lo i nh s t,
mangan, crôm, titan, đ ng, chì, k m, cobalt, nickel, nhôm, thi c, vonfram,
vàng, b c, platin, v.v... Trong s khoáng s n kim lo i k trên có các lo i có
tài nguyên d

báo l n t m c

th

gi i nh

bôxit (qu ng nhôm),

titan…Qu ng s t hi n nay đã phát hi n và khoanh đ nh đ
có 13 m tr l

c trên 216 v trí,

ng trên 2x106 t n, phân b không đ u, t p trung ch y u

vùng núi phía B c. Bôxit thì phân b ch y u
Gia Lai, Bình Ph

c…, v i tr l

t nh

c Nông, Lâm

ng tài nguyên l n, ch t l

ng t

ng,
ng đ i

t t, phân b t p trung, đi u ki n khai thác thu n l i. Qu ng titan c a Vi t
Nam không nhi u, chi m kho ng 0,5% c a th gi i. Do thu n l i v m t tài
nguyên, công ngh và thi t b đ n gi n và có th t ch t o trong n

c, v n

đ u t không l n, có th tr

ng, l i nhu n cao cho nên khai thác, ch bi n

và xu t kh u qu ng titan n

c ta v n đang

thi c

n

c ta đ

m c đang phát tri n. Qu ng

c khai thác s m nh t t i vùng Pia O c – Cao B ng,

trong đó m thi c T nh Túc là m thi c l n đ u tiên khai thác, ch bi n có
quy mô công nghi p. Hi n nay, công ngh luy n thi c b ng lò đi n h
quang do Vi n Nghiên c u M và Luy n kim nghiên c u thành công và


8
chuy n giao, ng d ng vào s n xu t đã đ t đ
ti n. Qu ng k m – chì đã đ

c nh ng ch tiêu k thu t tiên

c phát hi n và khai thác, ch bi n t hàng

tr m n m nay. Hi n nay, công ty Kim lo i m u Thái Nguyên đã xây d ng
xong nhà máy đi n phân k m kim lo i t i khu Công nghi p Sông Công
Thái Nguyên v i công ngh , thi t b c a Trung Qu c công su t k m đi n
phân là: 10.000 t n/n m. Trên c s n m ch c tài nguyên và d a vào k t
qu th m dò trong các n m 2008-2010, T ng công ty khoáng s n Vi t Nam
s ti n hành đ u t khai thác và tuy n các m k m – chì Nông Ti n – Tràng
à, Th

ng n, Cúc

th m dò nâng c p tr l

ng, Ba B …N u tài nguyên cho phép sau khi đã
ng, thì d ki n đ n n m 2010, s n l

ng k m th i

s đ t 20.000-30.000 t n/n m và kho ng 10.000 t n chì th i/n m, đ a t ng
thu nh p lên 35 tri u USD/n m.
Nhóm khoáng ch t công nghi p n

c ta c ng đa d ng v ch ng lo i

nh apatit, phosphorit, than bùn, sét g m s , dolomit, pyrophylit, diatomit,
bentonit và th ch anh tinh th …. Các khoáng ch t công nghi p
đã đ

c đánh giá và nhi u m đã đ

Vi t Nam

c khai thác ph c v cho các ngành

nông, công nghi p. Các m v t li u xây d ng đã và đang đ

c khai thác

ph c v cho công cu c xây d ng và phát tri n kinh t c a đ t n
1.2.3. Công ngh khai thác và ch bi n khoáng s n
V i chi n l

c.

Vi t Nam

c phát tri n ngành khai khoáng b n v ng c ng nh

u

tiên cho công tác tìm ki m th m dò phát hi n ngu n tài nguyên m i, t n thu
ngu n tài nguyên trong quá trình khai thác, đ ng th i th c hi n khai thác đi
đôi v i công tác b o v môi tr
bi n khoáng s n

n

c ta có b

ng, hi n nay công ngh khai thác và ch
c phát tri n ti n b rõ r t. Vi c áp d ng

công ngh khai thác tiên ti n nh t đã đ

c quan tâm đ u t áp d ng đem l i


9
hi u qu cao trong khai thác và ch bi n khoáng s n, bao g m có hai ph n:
ph n tuy n qu ng và hòa tách qu ng
a) Ph n tuy n qu ng
Công ngh đ

c l a ch n là s d ng k t h p tuy n tr ng l c b ng

máy l ng phân c p và tuy n n i.
Tuy n tr ng l c: qu ng khai thác t h m lò đ
x

ng tuy n. T i đây qu ng đ

15 mm. Sau đó đ

c v n chuy n v

c đ a vào máy đ p hàm, đ p đ n c h t ≤

c đ a vào máy nghi n bi cùng lúc v i vi c cung c p vôi

t o đ pH thích h p cho quá trình tuy n n i. Dung d ch bùn qu ng sau khi
qua máy nghi n bi đ

c đ a vào máy l ng phân c p. Ph n s n ph m n ng

trong đó là các thành ph n kim lo i và h p kim đ
c p, ti p t c đ

c tách ra t máy phân

c đ a qua tuy n tr ng l c b ng bàn đãi l c.

Quy trình tuy n n i: bùn khoáng và thu c tuy n đ
khu y, đ

c c p vào thùng

c khu y m nh v i t c đ quay c a bánh khu y máy tuy n n i.

Nhanh chóng m van cho không khí vào máy và đi u ch nh l
khí đó, đ ng th i đi u ch nh chi u cao m c n

ng không

c trong ng n máy và ti n

hành đo đ pH, nhi t đ bùn qu ng.
Sau m t th i gian ng n, l p b t bóng khoáng hóa s hình thành trên
m t thoáng c a bùn qu ng. C n c th i gian tuy n đ nh s n mà ti n hành
g t và thu h i trong b ch a. Ph n h n h p bùn qu ng n ng n m d

đ

i đáy

c chuy n qua công đo n tuy n tr ng l c đ thu h i b t kim lo i.

b) Công ngh hòa tách
Hi n nay công ngh hòa tách kim lo i
ph

ng nói riêng, đ c bi t là đ i v i ng

Vi t Nam nói chung và đ a

i dân làm không có gi y phép

đang r t l c h u. Ch t th i sau khi hòa tách th i ra môi tr

ng c c k đ c


10
kh c ph c đi u này, ph

h i.

ng án hòa tách m i k t h p v i vi c t n

thu m t s các kim lo i khác đ t n thu tài nguyên, ti t ki m nguyên nhiên
li u, b o đ m an toàn lao đ ng. Toàn b qui trình khép kín, và dung d ch

sau cùng sau khi th i ra s đ
s không ô nhi m môi tr
v i môi tr

c tái s d ng trong quá trình hòa tách vì v y

ng, đ m b o s c kh e c ng đ ng và thân thi n

ng.

1.2.4. Ô nhi m đi n hình do khai thác và ch bi n khoáng s n
Ho t đ ng khai thác khoáng s n
đ ng x u đ n môi tr

n

c ta đã và đang gây nhi u tác

ng xung quanh. Bi u hi n rõ nét nh t là s d ng

thi u hi u qu các ngu n khoáng s n t nhiên tác đ ng tr c ti p đ n c nh
quan và hình thái môi tr
nhi m đ t, n
đã đ

ng, vi c tích t ho c phát tán ch t th i gây ô

c. Nh ng ho t đ ng này đang phá v cân b ng h sinh thái

c hình thành t hàng ch c tri u n m, gây ô nhi m n ng n đ i v i

môi tr

ng, tr thành v n đ c p bách mang tính chính tr và xã h i c a

c ng đ ng m t cách sâu s c.
Tác đ ng môi tr

ng c a ho t đ ng khai khoáng là vô cùng l n nh :

xói mòn, s t đ t, m t đa d ng sinh h c, ô nhi m đ t, n

c ng m, n

cm t

do hóa ch t t ch bi n qu ng. Vi c khai thác khoáng s n đang ngày càng
phá v cân b ng đi u ki n sinh thái đ
n m, gây ô nhi m n ng n đ i v i môi tr

c hình thành t hàng ch c tri u
ng, tr thành v n đ c p bách

mang tính chính tr và xã h i c a c ng đ ng b i nh ng v n đ sau:
 Thay đ i c nh quan: không ho t đ ng nào mà c nh quan b thay đ i
nghiêm tr ng nh khai thác l thiên hay khai thác d i, làm t n h i giá tr
c a môi tr

ng t nhiên c a nh ng vùng lân c n. Khai thác than theo d i

hay l thiên s phá h y hoàn toàn h th c v t, phá h y đ t phát sinh, phá


11
h y ho c di chuy n sinh c nh đ ng v t, ô nhi m không khí, thay đ i cách
s d ng đ t hi n t i và

m c đ nào đó thay đ i v nh vi n đ a hình t ng

quan c a khu v c m khai thác. Qu n xã vi sinh v t và quá trình quay vòng
ch t dinh d

ng b đ o l n do di chuy n. Nhìn chung nhi u lo n đ t và đ t

b nén s d b xói mòn. Vi c di chuy n đ t t khu v c chu n b khai thác
m s làm thay đ i ho c phá h y nhi u đ c tính t nhiên c a đ t và có th
làm gi m n ng su t nông nghi p ho c đa d ng sinh h c. C u trúc đ t có th
b nhi u lo n do b t đá ho c v v n k t t p.
Phá b l p th c bì và nh ng ho t đ ng làm đ

ng chuyên ch gây

t n tr đ t m t. Di chuy n ch t th i và chuyên ch đ t làm t ng l
xung quanh vùng khai m . B i làm gi m ch t l

ng b i

ng không khí t i ngay

khu khai m c ng nh vùng lân c n. Hàng tr m ha đ t dành cho khai m s

b b hoáng ch đ n khi tr l i dáng c và c i t o. N u khai m đ

cc p

phép thì c dân ph i di d i kh i khu v c này và nh ng ho t đ ng kinh t
nh nông nghi p, s n b n, thu hái th c ph m, d
Khai m l thiên nh h
n

ng t i th y v n c a khu v c. Ch t l

phù sa đ

ng cao các ch t r n hòa tan trong n

c thoát ra t m và l

ng l n

c đ a vào sông su i.

 Tác đ ng đ n n

c: Khai thác m l thiên c n m t l

r a c ng nh kh c ph c b i.
c m t và n

th p m c n
c ng m.

ng n

cl nđ

th a mãn nhu c u này, m đã chi m ngu n

c ng m c n thi t cho nông nghi p và sinh ho t c a ng

dân vùng lân c n. Bên c nh đó các túi n
n

ng

c sông, su i có th b gi m do axit m ch y tràn, thành ph n đ c t v t,

hàm l

n

c ph m đ u ph i ng ng.

c ng m nông đ

c ng m c a các vùng lân c n và thay đ i h

i

c s d ng gây h
ng ch y trong túi

đ u có than ho c các ch t th i t ho t đ ng khai thác than,

t ng ho t đ ng l c có th t ng ch y tràn c a n

c ch t l

ng kém và xói


12
mòn c a nh ng đ ng ph th i, t đó n p n

c ch t l

ng m nông ho c đ a ch t l

c sông, su i gây ô nhi m c

n

c m t và n

ng kém vào n

c ng m. Axit đ

ng kém vào n

c

c hình thành khi khoáng ch t ch a sunphit

b ô xi hóa do ti p xúc v i không khí có th d n t i m a axit.
 Tác đ ng đ n đ ng, th c v t hoang dã: ho t đ ng khai thác gây
nhi u lo n, di chuy n và tái phân b trên b m t đ t. M t s tác đ ng có
tính ng n h n và ch gi i h n
và nh h

khu khai thác m , m t s l i có tính lâu dài

ng r ng l n đ n nh ng vùng xung quanh. Nh ng lo i thú thì di

chuy n kh i n i khai thác, loài ít di chuy n nh đ ng v t không x
s ng, bò sát thì b
n

nh h

ng

ng tr c ti p. Ao, h , su i b san l p ho c thoát

c thì cá, đ ng v t th y sinh và ch nhái c ng b h y di t. Nhi u lo i

hoang dã ph thu c ch t ch vào nh ng th c v t sinh tr
ki n thoát n

ng trong đi u

c t nhiên. Nh ng th c v t này cung c p ngu n th c n c n

thi , n i làm t và tr n tránh k thù. Ho t đ ng h y ho i th c v t g n h ,
đ m l y và đ t ng p n

c khác đã làm gi m s l

ng và ch t l

c nh. Nh ng đ ng v t l n và nh ng đ ng v t khác có th b c

ng sinh

ng ch đ n

nh ng vùng lân c n mà nh ng vùng này c ng đã đ t t i m c ch u đ ng t i
đa, s quá t i gây xu ng c p sinh c nh, gi m s c ch u đ ng và gi m s c
sinh s n, t ng c nh tranh n i loài. T đó gây gi m s l
v is l

ng ch ng qu n so

ng ban đ u khi m i b di d i.

 M t đ t m t: bóc l p đ t đá n m phía trên qu ng n u không h p lý
s chôn vùi và m t đ t m t, đá m l ra t o m t vùng đ t ki t r ng l n do
quá trình phong hóa. N u không có bi n pháp h i ph c l i đ t ban đ u s
làm m t sinh c nh nguyên s t đó gây hoang hóa đ t và thay đ i toàn b
h th ng không gian khu khai thác m .
 Tác đ ng t i tính th m m và các di tích l ch s : Khai thác m l

thiên đe d a t i nh ng nét đ c tr ng c a đ a ch t mà con ng

i quan tâm,


13
đ a m o, đ a ch t, sinh v t b phá h y, nh ng giá tr v m t kh o c , v n
hóa và nh ng giá tr khác có th b h y ho i.


nh h

ng t i kinh t và xã h i: ho t đ ng khai thác đem l i l i ích

kinh t nh ng ch là m t b ph n, còn ng

i dân sinh s ng ch u nh h

ng

tr c ti p hàng ngày, hàng gi t ho t đ ng khai thác này. N u không có
quy ho ch t chính quy n và ch m thì s không có đ các d ch v tr
h c, b nh vi n đ ph c v cho ng

ng

i dân gây ra nh ng b t n trong c ng

đ ng. Ngu n khoáng s n quan tr ng c a m t qu c gia có th là m t ngu n
l c to l n cho t ng tr

ng b n v ng, xóa đói gi m nghèo c a đ t n

mi n là ph i c u trúc đ

c m i liên k t các l nh v c liên quan gi a ngành

kinh t và đánh giá tác đ ng môi tr

c

ng m t cách khách quan tránh gây

th m h a lên các l nh v c kinh t - xã h i. Tuy nhiên, n u qu n lý kém thì
chính ngu n tài nguyên này l i là nguyên nhân c a nghèo đói, tham nh ng
và xung đ t. Kinh nghi m c a các n

c cho th y, s tham gia m t cách có

hi u qu c a t t c các bên liên quan trong đ u t và ch bi n khoáng s n
có th tránh đ

c nh ng mâu thu n trong t

ng lai và giúp t i u hóa ph n

đóng góp c a khoáng s n vào phát tri n b n v ng, xóa đói gi m nghèo.
Ngoài ra, s ti n thu đ

c t ngành khai thác khoáng s n nh m đóng góp

vào s phát tri n c a các ngành kinh t khác c a đ t n

c và c n thi t là s

minh b ch hóa các ngu n thông tin trong khai khoáng.
Có th nói, khai thác m không ch gây nhi u tác đ ng đ n môi
tr

ng, s c kh e con ng

i và đ ng th c v t hoang dã…mà các giá ph i

tr có th s còn l n h n r t nhi u so v i nh ng ngu n l i có đ
khai thác và ch bi n khoáng s n.

c t vi c


14
1.2. Hi n tr ng khai thác và ch bi n khoáng s n
1.2.1. Khai thác và ch bi n khoáng s n

Thái Nguyên

Thái Nguyên

Trong công cu c công nghi p hoá, hi n đ i hoá

n

c ta hi n nay,

ngành khai khoáng có m t v trí đ c bi t quan tr ng. N

c ta v n luôn

đ

c bi t đ n v i ngu n tài nguyên khoáng s n khá phong phú, đa d ng

v i trên 5.000 m và đi m qu ng c a h n 60 lo i khoáng s n khác nhau.
Thái Nguyên là m t t nh

ông B c, ti p giáp v i th đô Hà N i và là t nh

n m trong quy ho ch vùng th đô Hà N i. Ho t đ ng khai thác và ch bi n
khoáng s n là th m nh kinh t c a t nh. Theo báo cáo c a S Tài nguyên
và Môi tr

ng t nh Thái Nguyên (2009), trên đ a bàn t nh công nghi p

khai khoáng và luy n kim g m: than, s t, chì, k m, thi c, đôlômit, pirit,
barit, titan, đá xây d ng, sét…đ
thi c đ

c phân b

các huy n phía B c. Tr

c ch bi n tinh, các lo i qu ng khác sau khi khai thác đ u đ

c

bán thô. Công nghi p s n xu t v t li u xây d ng g m: cát, s i, xi m ng, đá
x , g ch xây…t p trung
Nguyên, Phú L

huy n

ng H , Võ Nhai, thành ph Thái

ng, Ph Yên. Ngành khai thác cát s i t p trung

khu v c

sông C u, sông Công. Có 9 doanh nghi p và 4 nhà máy xi m ng lò đ ng
công su t nh . Có 2 nhà máy s n xu t g ch tuy-nen: nhà máy g ch Cao
Ng n có công su t 20.106 viên/n m và nhà máy g ch Ph Yên m i đ a vào
v n hành có công su t thi t k 50.106 viên/n m [7].
Toàn t nh Thái Nguyên hi n có 113 m khoáng s n g m kim lo i,
than, v t li u xây d ng…đã đ

c c p phép khai thác. G n đây, tuy công tác

qu n lý tài nguyên khoáng s n đã có nhi u chuy n bi n nh ng v n còn m t
s v n đ t n đ ng nh đ x y ra th t thoát tài nguyên, ô nhi m môi tr
t i m t s khu v c: m qu ng s t Tr i Cau (huy n

ng

ng H ), m titan t i


15
xã

ng

t (huy n Phú L

ng), m vàng sa khoáng t i xã Th n Sa

(huy n Võ Nhai) [7].
Khoáng s n kim lo i c a T nh Thái Nguyên qua th ng kê s b , toàn
t nh Thái Nguyên hi n có 47 m .
huy n Ð ng H v i tr l

i m m qu ng s t phân b ch y u

ng nghiên c u đ a ch t

m c đ th m dò là

40,9 tri u t n, trong đó có 2 c m m l n là c m m Tr i Cau (tr l
tri u t n) và c m m Ti n B (tr l
M titan v i s l

ng titan c a c n

Vàng sa khoáng (t p chung
v i tr l
g c có

ng kho ng 30 tri u t n).

ng kho ng 17 m , đi m v i tr l

tri u t n, chi m 39% tr l

ng 20

ng kho ng 20

c.

huy n Ð ng H , Võ Nhai, Ph Yên

ng nh , b khai thác t do trái phép nên hi n đã c n ki t), vàng
Ð ng H , Ð i T , Võ Nhai, Ph Yên ch a đ

c đ u t nghiên

c u đ a ch t.
Qu ng thi c g c phân b ch y u
qu ng thi c sa khoáng tr l

Ð i T v i tr l

ng 12.650 t n,

ng còn l i 665 t n, qu ng chì k m tr l

còn l i nh (m Lang Hích) là 272.673 t n, qu ng volfram phân b
Ð i T v i tr l

ng

huy n

ng l n.

Than đá phân b ch y u

huy n Ð i T và Tây B c thành ph Thái

Nguyên. Trong đó than antraxit có 2 m chính là: m Núi H ng tr l
còn l i đ n 31/12/2001 là 8,34 106 t n, m Khánh Hoà tr l

ng

ng còn l i

trên 40 106 t n. Than m có 2 m là B c Làng C m và Nam Làng C m,
t ng tr l

ng 9,3 106 t n. Tr l

Nh v y, có th th y đ

ng còn l i kho ng 8.106 t n [5].
c ti m n ng v khoáng s n Thái Nguyên là

vô cùng phong phú không ch góp ph n thúc đ y n n kinh t c a t nh mà
còn đ y m nh n n công nghi p khai khoáng nói chung c a c n

c. Tuy


16
nhiên, hi n nay v n đ này v n ch a đ

c quan tâm đ u t đ y đ đúng

m c b i v n ch a có dây chuy n ch bi n sâu, đ i đa s khoáng s n đ
khai thác và ch bi n
ch a t

d ng thô. Vì v y, giá tr và hi u qu s d ng th p,

ng x ng v i giá tr tài nguyên khoáng s n, đ ng th i gây lãng phí

r t l n tài nguyên do không t n d ng đ

c đáng k s n ph m khoáng s n

khác đi kèm. Nhi u m quy mô khai thác nh ch l y đ
l

c

c nh ng ph n tr

ng giàu nh t, b đi toàn b qu ng nghèo và khoáng s n đi kèm, d n đ n

lãng phí tài nguyên do m c đ c gi i hóa th p và công ngh khai thác l c
h u. Vì v y, c n có nh ng bi n pháp, chính sách khai thác h p lý đ đ m
b o tính lâu dài, tránh lãng phí ngu n tài nguyên và đi song song là b o v
môi tr

ng.

1.2.2. Ô nhi m môi tr
s n

ng do ho t đ ng khai thác và ch bi n khoáng

Thái Nguyên

1.2.2.1. Ô nhi m môi tr

ng đ t

Ho t đ ng khai thác khoáng s n trên đ a bàn t nh Thái Nguyên đã và
đang phát tri n nhanh chóng. Tuy nhiên, do s d ng công ngh l c h u, đa
ph n khai thác theo ki u l thiên… nên đ t t i các khu v c khai khoáng
đ u b ô nhi m, nh h
h

ng tr c ti p đ n ch t l

ng đ n s c kh e, đ i s ng c a ng

ng đ t và gián ti p nh

i dân trong khu v c.

Thái Nguyên hi n có 66 đ n v ho t đ ng khai thác khoáng s n v i
t ng s m đ

c c p phép khai thác lên t i 85, trong đó có 10 đi m khai

thác than, 14 đi m khai thác qu ng s t, 9 đi m khai thác qu ng chì k m, 24
đi m khai thác đá vôi, 3 đi m khai thác qu ng titan… T ng di n tích đ t
trong ho t đ ng khai thác chi m h n 3.191 ha, t
đ t t nhiên c a t nh.

ng ng g n 1% di n tích