Nghiên cứu ảnh hưởng của đặc điểm địa hóa khu mỏ pyrit minh quang (ba vì) tới môi trường đất, nước và đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA
KHU MỎ PYRIT MINH QUANG (BA VÌ) TỚI
MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP
GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU ĐẾN MÔI TRƯỜNG
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

TRẦN THỊ KIM DUNG

HÀ NỘI, NĂM 2017


i

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA
KHU MỎ PYRIT MINH QUANG (BA VÌ) TỚI
MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP
GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG XẤU ĐẾN MÔI TRƯỜNG

TRẦN THỊ KIM DUNG
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60440301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS NGUYỄN VĂN PHỔ

HÀ NỘI, NĂM 2017


ii

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: TS. Nguyễn Văn Phổ
Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. Lưu Đức Hải
Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Nguyễn Thị Thục Anh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 20 tháng 09 năm 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày

tháng 09 năm 2017

Tác giả luận văn

Trần Thị Kim Dung


ii

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được hoàn thành tại Viện Công nghệ Địa chất và Khoáng sản.
Để hoàn thành luận văn, học viên đã nhận được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS
Nguyễn Văn Phổ. Trong quá trình hoàn thành luận văn học viên cũng nhận được sự
động viên, góp ý, giúp đỡ tận tình của các nhà khoa học từ Viện Địa Chất, Tổng cục
Địa chất và Khoáng sản Việt Nam và nhiều nhà khoa học cùng các đồng nghiệp
khác.
Luận văn này là sản phẩm của đề tài cấp Nhà nước mã số KHCN–TB 02T/1318 thuộc Chương trình Khoa học và Công nghệ cấp Nhà nước phục vụ phát triển
bền vững vùng Tây Bắc.
Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy hướng dẫn,
lãnh đạo các cơ quan, cá nhân, và các nhà khoa học.


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 1
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................................... v
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
1.Tính cấp thiết của luận văn ............................................................................................. 3

2.Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................... 4
3.Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................... 5
3.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ............................................................................... 5
3.2. Nghiên cứu hiện trạng môi trường nước khu mỏ pyrit Minh Quang ............................ 5
3.3. Nghiên cứu hiện trạng môi trường đất tại khu mỏ pyrit Minh Quang và các vùng xung
quanh ................................................................................................................................ 5
3.4. Xử lý số liệu, khoanh vùng những nơi đất và nước bị ô nhiễm ..................................... 6
3.5. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường ................................. 6
4.Cách tiếp cận đề tài ........................................................................................................ 6
5.Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 6
5.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 6
5.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 7
6.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................................................... 7
6.1. Ý nghĩa khoa học ........................................................................................................ 7
6. 2. Ý nghĩa thực tiễn........................................................................................................ 7
CHƯƠNG I...................................................................................................................... 8
TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU..................................................................... 8
1.1. Tổng quan khu vực Ba Vì – Hà Nội ............................................................................ 8
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên .......................................................................................... 8
1.1.2. Đặc điểm kinh tế nhân văn ..................................................................................... 12
1.1.3. Đặc điểm nước mặt và nước ngầm ......................................................................... 14
1.1.4. Đặc điểm khoáng sản khu vực Ba Vì ..................................................................... 15
1.2. Tổng quan về hoạt động khai thác khoáng sản ...................................................... 18
1.3. Tổng quan xã Minh Quang ..................................................................................... 18
1.4. Tổng quan mỏ pyrit Minh Quang........................................................................... 18


iv

CHƯƠNG 2 ................................................................................................................... 22

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ................................ 22
2.1. Cơ sở lý luận ............................................................................................................ 22
2.1.1. Nguồn ô nhiễm môi trường .................................................................................... 22
2.1.2. Ô nhiễm các kim loại nặng..................................................................................... 25
2.1.3. Ô nhiễm môi trường đất ......................................................................................... 32
2.1.4. Ô nhiễm môi trường nước ...................................................................................... 34
2.2. Phương pháp thực hiện đề tài .................................................................................... 35
2.2.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu ............................................................ 35
2.2.2. Công tác khảo sát thực địa và thu thập, bảo quản các loại mẫu ............................. 36
2.2.3. Gia công và phân tích các loại mẫu đất, nước........................................................ 41
2.2.4. Xử lý số liệu, tính toán các chỉ số địa hóa môi trường ............................................ 43
CHƯƠNG 3 ................................................................................................................... 48
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................................... 48
3.1. Thành phần kim loại nặng trong môi trường đất và nước, kết quả tính toán các chỉ số
địa hóa ............................................................................................................................ 48
3.1.1. Thành phần kim loại nặng trong môi trường đất, kết quả tính toán các chỉ số địa hóa
........................................................................................................................................ 48
3.1.2. Thành phần kim loại nặng trong môi trường nước, kết quả tính toán các chỉ số địa
hóa .................................................................................................................................. 60
3.2. Ảnh hưởng của đặc điểm địa hóa khu mỏ tới môi trường đất, nước và đề xuất biện
pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường.................................................................. 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 98
PHỤ LỤC ............................................................................ Error! Bookmark not defined.


v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

ĐTM:

Đánh giá tác động môi trường

KLN :

Kim loại nặng

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT:

Bộ tài nguyên môi trường

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

Py:

Pyrit

Gh:

Goethit

WHO:

Tổ chức y tế thế giới

PTN:

Phòng thí nghiệm


vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật mẫu quặng của mỏ pyrit Minh Quang
........................................................................................................................................ 20
Bảng 1.2. Kết quả phân tích ICP –MS thành phần mẫu quặng và bãi thải của ................. 20
mỏ pyrit Minh Quang ...................................................................................................... 20
Bảng 2.1. Phân cấp mức độ ô nhiễm dựa vào các chỉ số địa hóa môi trường ................... 46
Bảng 2.2.Phân cấp các mức độ ô nhiễm theo chỉ số Cd .................................................... 46
Bảng 2.3. Phân cấp các mức độ ô nhiễm theo các chỉ số PIAvgvà PLI............................... 46
Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu đất khu vực mỏ Minh Quang ........................................ 51
Bảng 3.2. Kết quả tính toán chỉ số tích lũy chất ô nhiễm (Igeo) trong đất .......................... 52
Bảng 3.3. Kết quả tính toán chỉ số ô nhiễm (CF) trong đất .............................................. 55
Bảng 3.4. Kết quả tính toán chỉ số tổng hợp trong môi trường đất ................................... 58
Bảng 3.5. Kết quả phân tích mẫu nước mặt khu vực mỏ Minh Quang .............................. 62
Bảng 3.6. Kết quả tính toán chỉ số tích lũy chất ô nhiễm (Igeo) trong nước ....................... 64
Bảng 3.7. Kết quả tính toán chỉ số nhiễm bẩn (CF) trong nước........................................ 68
Bảng 3.8. Kết quả tính toán chỉ số tổng hợp trong môi trường nước ................................ 72
Bảng 3.9. Thành phần (%) độ hạt của mẫu đất khu mỏ Minh Quang ............................... 75
Bảng 3.10. Thành phần (%) các khoáng vật trong đất khu mỏ Minh Quang..................... 76
Bảng 3.11. Các chỉ số pH, Eh, Ec của môi trường đất khu mỏ Minh Quang..................... 77
Bảng 3.12. Kết quả đo chỉ số địa hóa môi trường nước khu mỏ Minh Quang ................... 82

viii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Vị trí địa lý khu vực Ba Vì .............................................................................. 8
Hình 1.2. Vườn chè dưới chân núi Ba Vì ...................................................................... 11
Hình 1.3. Cánh đồng dưới chân núi Ba Vì ................................................................... 13
Hình 1.4. Khu nghỉ mát Hồ Suối Hai ........................................................................... 13
Hình 1.5. Biến đổi quặng pyrit (a) biến đổi thành goethit (b) ....................................... 20
Hình 2.1. Khảo sát thực địa khu vực khai thác (cũ) mỏ pyrit Minh Quang ................... 37
Hình 2.2. Lấy mẫu nước khu vực mỏ Minh Quang ....................................................... 38
Hình 3.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất khu vực mỏ pyrit Minh Quang ................................. 50
Hình 3.2 (a). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số Igeo các nguyên tố
Mn, Fe, Co, Ni trong đất.............................................................................................. 54
Hình 3.2 (b). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số Igeo các nguyên tố
Cu, Zn, As, Se, Cd, Pb trong đất .................................................................................. 55
Hình 3.3 (a). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số CF .................. 56
các nguyên tố Mn, Fe trong đất ................................................................................... 56
Hình 3.3 (b). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số CF .................. 57
các nguyên tố Co, Ni, Cu, Zn, As, Se trong đất............................................................. 57
Hình 3.3 (c). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số CF................... 58
các nguyên tố Cd, Pb trong đất.................................................................................... 58
Hình 3.4. Bản đồ phân vùng ô nhiễm theo kết quả tính toán các chỉ số tổng hợp cho các
nguyên tố trong môi trường đất ................................................................................... 59
Hình 3.5. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước khu vực mỏ pyrit Minh Quang .............................. 61
Hình 3.6 (a). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số Igeo .................. 67
các nguyên tố Mn, Fe, Cu, Ni, Zn, As trong nước......................................................... 67
Hình 3.6 (b). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số Igeo .................. 67
các nguyên tố Cd, Pb trong nước ................................................................................. 67

Hình 3.7 (a). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số CF .................. 71
các nguyên tố Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As trong nước......................................................... 71
Hình 3.7 (b). Phân vùng mức độ ô nhiễm theo kết quả tính toán chỉ số CF .................. 71
các nguyên tố Cd, Pb trong nước ................................................................................. 71
Hình 3.8. Bản đồ phân vùng ô nhiễm theo kết quả tính toán các chỉ số tổng hợp cho các
nguyên tố trong môi trường nước................................................................................. 73
Hình 3.9 (a). Phân bố hàm lượng các nguyên tố kim loại Mn, Fe, Co, Ni trong đất khu
mỏ Minh Quang........................................................................................................... 79


ix

Hình 3.9 (b). Phân bố hàm lượng nguyên tố Cu, Zn, As, Se, Cd, Pb trong đất .............. 80
khu mỏ Minh Quang .................................................................................................... 80
Hình 3.10. Dòng nước thải từ moong khai thác cũ tại khu mỏ Minh Quang ................. 84
Hình 3.11 (a). Phân bố hàm lượng các nguyên tố Mn, Fe, Ni, Cu trong nước mặt ....... 85
khu mỏ Minh Quang .................................................................................................... 85
Hình 3.11 (b). Phân bố hàm lượng các nguyên tố Zn, As, Cd, Pb trong nước mặt khu mỏ
Minh Quang ................................................................................................................ 86
Hình 3.12. Thân quặng pyrit bị oxy hóa ở khu mỏ Minh Quang ................................... 88
Hình 3.13.Dòng nước thải axid mỏ rỉ ra từ các thân quặng khu mỏ Minh Quang......... 88
Hình 3.14. Bãi quặng thải ở khu mỏ Minh Quang ........................................................ 89
Hình 3.15. Bãi đá thải tại khu mỏ Minh Quang với nước thải axit thấm rỉ ra ............... 90
Hình 3.16. Mô hình hệ thống xử lý nước thải axit mỏ ................................................... 92
Hình 3.17. Cây Rau Mương (a) sống ở đất ẩm trên cạn, và cây rau Dừa Nước (b) sống ở
dưới nước có khả năng tích tụ kim loại nặng ............................................................... 95

[

1

MỞ ĐẦU
Đất nước ngày càng phát triển thì nhu cầu về khoáng sản để phục vụ các
ngành công nghiệp ngày một gia tăng, cùng với đó là sự phát triển của hoạt động
khai thác khoáng sản. Chúng ta không thể phủ nhận những lợi ích vô cùng to lớn
của hoạt động khai thác khoáng sản mang lại, nhưng bên cạnh đó thì hoạt động khai
thác khoáng sản ở một số khu vực đã và đang làm ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng, trong đó có môi trường đất và nước.
Trên thực tế, nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường đất và nước của
khu vực mỏ là một vấn đề rất đáng phải quan tâm có ảnh hưởng trực tiếp và lâu dài
đến cuộc sống, sức khỏe của con người, kể cả ở những khu vực mỏ đã ngừng hoạt
động khai thác khoáng sản.
Quặng Pyrit đã được khai thác ở khu vực Minh Quang từ những năm 80 của
thế kỷ trước để cung cấp cho nhà máy superphospat Lâm Thao sản xuất phân bón
và hóa chất cơ bản. Giữa những năm 90, do không cạnh tranh được với nguồn lưu
huỳnh nhập ngoại với giá thành rẻ nên chủ mỏ (Xí nghiệp Địa chất Khoáng sản
303) đã phải đóng cửa mỏ. Mặc dù đã gần 20 năm kể từ khi đóng cửa, hệ lụy từ
khai thác mỏ vẫn đang tác động trực tiếp đến môi trường. Theo phản ánh của dân cư
địa phương, nước thải axid mỏ thấm rỉ từ moong khai thác cũ của mỏ Minh Quang
đã gây ô nhiễm nặng cho dòng suối chảy qua gần mỏ, nhiều khi đã làm chết cá nuôi
của dân ở phía cuối nguồn. Để cung cấp các cơ sở khoa học cho các cơ quan quản
lý môi trường, học viên đã chọn hướng nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trường đất
và nước khu mỏ Pyrit Minh Quang. Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là nguồn tài
liệu đáng tin cậy để các cấp quản lý đưa ra những giải pháp khắc phục ô nhiễm, bảo
vệ môi trường một cách hợp lý nhất.
Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
Nghiên cứu địa hóa môi trường đất và nước tại các khu vực khai thác khoáng
sản là một lĩnh vực đang được quan tâm ở tất cả các nước nói chung và ở Việt Nam
nói riêng. Môi trường đất và nước có ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống sinh hoạt

2

của con người tại khu vực khai thác khoáng sản, ở một số diện tích mỏ đã có hiện
tượng ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là ở những mỏ sulfid đã ngừng khai thác.
Trên thế giới, ô nhiễm môi trường do hoạt động khai thác khoáng sản cũng rât
phổ biến, nổi tiếng nhất là vụ ô nhiễm cadimi (bệnh itai-itai) từ việc khai thác và
luyện quặng chì kẽm của công ty Mitsui tại khu vực sông Zin Zu, nguồn nước cung
cấp cho tưới tiêu các khu vực trồng lúa và cấp nước sinh hoạt cho cư dân quận
Nagoya in Kanazawa, Nhật Bản làm hàng nghìn người bị nhiễm bệnh. Các lò luyện
chì thủ công tại nhiều nước đang phát triển đang được tổ chức y tế thế giới (WHO)
xếp vào một trong mười vấn đề môi trường trầm trọng nhất trên thế giới, đặc biệt là
tại Trung Quốc, Ấn Độ và Mehico. Trong những năm gần đây, ô nhiễm chì đã ảnh
hưởng đến chất lượng lúa gạo cung cấp cho hàng trăm triệu người ở miền nam
Trung Quốc.
Trong vài chục năm trở lại đây, thế giới đã nhận thức được các ảnh hưởng
nghiêm trọng của công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản đến môi trường.
Nhiều công trình nghiên cứu đã được tiến hành liên quan đến lĩnh vực môi trường
khai thác mỏ. Các hội nghị quốc tế, các tạp chí chuyên về môi trường, trong đó có
môi trường khai thác mỏ được thành lập. Những đề án đánh giá tác động môi
trường mỏ (IEA), các dự án phục hồi môi trường được tiến hành ráo riết, đặc biệt là
tại những nước phát triển như Đức, Thụy Điển, Canada, Hoa Kỳ, Anh, Australia.
Các nghiên cứu về các biện pháp phòng chống ô nhiễm môi trường, các mô hình xử
lý môi trường sau khai thác cũng như các quy định chặt chẽ về khai thác và bảo vệ
môi trường đã góp phần đáng kể vào việc hạn chế và giảm thiểu tác động của khai
thác mỏ lên môi trường sinh thái và đến cuộc sống của cư dân các nước công
nghiệp phát triển.
Trên lãnh thổ Việt Nam, khai thác khoáng sản đã gâ ra xói mòn đất, làm mất
cân bằng sinh thái, gây ô nhiễm môi trường tại nhiều địa phương như các khu mỏ

than ở Quảng Ninh, Thái Nguyên, Lạng Sơn với các núi đá thải khổng lồ luôn đe
dọa môi trường và đã gây nhiều hậu quả đáng tiếc. Ví dụ như vụ sạt lở bãi thải khai


3

thác vàng tại Phước Thành (Phước Sơn, Quảng Nam) năm 2007, vụ sạt lở bãi thải
khai thác than tại Thái Nguyên (2010), vụ sạt lở bãi thải khai thác chì kẽm tại Yên
Bái (2011), ... đã gây ra tổn thất về người và của.
Trước những hệ lụy nghiêm trọng của việc khai thác và chế biến khoáng sản
đến môi trường, trong hai chục năm trở lại đây, vấn đề môi trường trong đó có môi
trường khai thác mỏ bắt đầu được chú ý tại Việt Nam. Các quy chuẩn về môi trường
bắt đầu được ban hành rộng rãi (1995). Các quy định về việc phải tiến hành các dự
án ĐTM để bảo vệ môi trường trong công tác khai thác và chế biến khoáng sản
cũng đã được chính phủ ban hành, trong đó có đánh giá môi trường chiến lược đối
với những dự án khai thác lớn. Nhìn chung hầu hết các mỏ được đưa vào khai thác
trong vòng 10 năm trở lại đây đã có các báo cáo đánh giá tác động môi trường
(ĐTM) để đảm bảo khai thác và phát triển bền vững. Nhưng nhiều mỏ được đưa
vào khai thác đã lâu hiện chưa có các báo cáo ĐTM và phương án cải tạo phục hồi
môi trường, đặc biệt là đối với những mỏ ngừng hoạt động từ hơn chục năm trước,
vấn đề phục hồi và cải tạo môi trường hầu như không được chú ý tiến hành. Điển
hình là mỏ pyrit Giáp Lai (Thanh Sơn-Phú Thọ) ngừng khai thác từ khoảng 20 năm
trước nhưng đã để lại tàn dư của những moong khai thác là những hồ nước tù trong
hơn chục năm sau đó và cho đến nay ô nhiễm môi trường tại khu vực mỏ vẫn là một
vấn đề lớn cần giải quyết. Ngay tại khu vực mỏ pyrit Minh Quang (Ba Vì) theo
khảo sát sơ bộ thì môi trường đất và nước ở đây đã có biểu hiện bị ô nhiễm kim loại
nặng. Do đó cần có các công trình nghiên cứu chi tiết về môi trường đất và nước ở
khu vực này.
1. Tính cấp thiết của luận văn
Khu mỏ pyrit tại khu vực Minh Quang, nằm trên địa bàn huyện Ba Vì, thành

phố Hà Nội với trữ lượng quặng 400.000 tấn (Nguyễn Văn Nhân và Nguyễn Thị
Hoàng Hà - 2005) [15]. Khu mỏ này đã được công ty Khoáng sản 3 thuộc Tổng
công ty Khoáng sản đưa vào khai thác từ những năm 80 và 90 của thế kỷ trước
nhằm cung cấp quặng để sản xuất axid sunphuric tại nhà máy superphosphat Lâm


4

Thao. Trong thời kỳ hoàng kim, tại khu mỏ đã tiến hành khai thác và tuyển quặng
pyrit (sản xuất quặng tinh với hàm lượng 35% lưu huỳnh để đưa về nhà máy sản
xuất phân lân). Sau một thời gian tiến hành khai thác, khu mỏ đã dừng hoạt động
vào nửa cuối những năm 90 của thế kỷ trước. Do hoạt động khai thác từ hàng chục
năm trước khi luật bảo vệ môi trường chưa được đưa vào thực hiện nghiêm ngặt nên
công tác bảo vệ môi trường của khu mỏ chưa được chú ý. Việc đóng cửa mỏ không
theo đúng quy trình quy định đã để lại những hậu quả xấu về môi trường, đặc biệt là
môi trường đất và nước. Theo phản ánh của cư dân địa phương, nước thấm rỉ ra từ
các moong khai thác cũ có độ pH rất thấp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường
xung quanh. Ngoài ra, các vật liệu thải trong quá trình khai thác có chứa rất nhiều
kim loại nặng, để lại hậu quả xấu lâu dài đối với môi trường sinh thái. Các kim loại
nặng như As, Pb, Zn, Cu có trong các bãi thải và moong khai thác sẽ bị hòa tan dễ
phát tán vào môi trường đất và nước tại khu vực nghiên cứu. Mặc dù có những nguy
cơ ô nhiễm nghiêm trọng như vậy nhưng cho đến nay vẫn chưa có công trình nào
đánh giá hiện trạng phân bố của các kim loại nặngkhu vực mỏ và các tác động xấu
đến môi trường đất và nước tại khu mỏ và các vùng xung quanh.
Xuất phát từ thực tế đó thì việc nghiên cứu để đánh giá hiện trạng môi trường
khu mỏ, định hướng và đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động xấu của các kim
loại nặng đối với môi trường sinh thái tại khu vực mỏ Minh Quang của huyện Ba Vì
là một vấn đề cấp bách hiện nay góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu những ảnh
hưởng xấu của môi trường đối với cuộc sống của người dân địa phương. Vì vậy học
viên đã lựa chọn thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của đặc điểm địa hóa

khu mỏ pyrit Minh Quang (Ba Vì) tới môi trường đất, nước và đề xuất biện pháp
giảm thiểu tác động xấu đến môi trường”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định các chỉ số địa hóa, thành phần kim loại nặng trong đất và nước tại
khu vực khai thác pyrit Minh Quang.


5

- Đánh giá mối liên hệ giữa các chỉ số địa hóa và sự phân bố hàm lượng kim
loại nặng trong môi trường đất và nước tại khu vực nghiên cứu, đề xuất các biện
pháp giảm thiểu tác động xấu của khai thác mỏ đến môi trường.
3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu của đề tài cần thực hiện các nội dung nghiên cứu sau:
3.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
+ Nghiên cứu tổng quan các tác nhân ảnh hưởng đến môi trường đất và nước
khu vực mỏ pyrit Minh Quang (Ba Vì)
+ Thu thập các tài liệu liên quan về môi trường tự nhiên (thủy văn, khí hậu,
thổ nhưỡng, …) của khu vực Ba Vì nói chung và Minh Quang nói riêng.
+ Điều tra về tình hình lịch sử khai thác và hiện trạng của khu vực mỏ pyrit
Minh Quang.
3.2. Nghiên cứu hiện trạng môi trường nước khu mỏ pyrit Minh Quang
- Khảo sát thực địa, quan trắc và đánh giá khái quát hiện trạng ô nhiễm môi
trường nước trong khu vực nghiên cứu. Xác định mức độ của hiện tượng axid hóa
nước thải ra từ moong khai thác cũ và các bãi thải quặng.
- Đo đạc các thông số môi trường, thu thập và phân tích các mẫu nước nhằm
xác định hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng (As, Pb, Cd, Cu, …) trong môi
trường nước tại khu vực nghiên cứu.
3.3. Nghiên cứu hiện trạng môi trường đất tại khu mỏ pyrit Minh Quang và các
vùng xung quanh

- Khảo sát thực địa, quan trắc và đánh giá khái quát hiện trạng ô nhiễm môi
trường đất trong khu vực nghiên cứu.
- Thu thập và phân tích, xác định hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng
(As, Pb, Cd, Cu, …) và các tổ phần độc hại khác trong môi trường đất tại các
moong khai thác cũ và khu vực xung quanh.


6

3.4. Xử lý số liệu, khoanh vùng những nơi đất và nước bị ô nhiễm
- Đánh giá hiện trạng các kim loại nặng trong nền đất tại khu vực nghiên cứu.
- Đánh giá hiện trạng các kim loại nặng trong môi trường nước mặt tại khu
vực nghiên cứu
- Đặc điểm địa hóa môi trường đất và nước mặt khu vực nghiên cứu
- Mối liên hệ giữa đặc điểm địa hóa và sự phân bố hàm lượng kim loại trong
khu vực nghiên cứu.
3.5. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường
Nghiên cứu ảnh hưởng của khai thác mỏ đối với môi trường của Thế giới và
Việt Nam. Xây dựng cơ sở và xử lý, đề xuất biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến
môi trường.
4. Cách tiếp cận đề tài
Mỏ quặng và các vật liệu thải là một hệ tự nhiên không thể tách rời, bởi lẽ thông
qua các phương pháp khai thác mà từ quặng tạo ra vật liệu thải. Bản chất tự nhiên
của khoáng sản cung cấp lượng thông tin về những biến đổi địa hóa tự nhiên liên
quan tới những ảnh hưởng của việc khai thác, chế biến quặng. Bởi vậy cách tiếp cận
nghiên cứu xuất phát từ quan điểm địa hóa môi trường. Việc đánh giá môi trường
không chỉ là xem xét những tác động nhìn thấy mà cần đề cập được những nguy cơ
môi trường tiềm ẩn xuất phát từ bản chất các quá trình địa hóa của mỏ quặng liên
quan tới sự tạo dòng acid mỏ và quá trình phát tán các kim loại độc hại vào môi
trường. Thành phần khoáng vật nguyên sinh của mỏ khoáng là nguồn cơ bản của

các kim loại, độ acid và trong một số trường hợp tạo ra cả độ kiềm trong các hệ này.
Sự có mặt của pyrit cũng là nguồn của các hợp chất sắt hòa tan, nó làm tăng khả
năng phát sinh acid của quá trình phong hóa. Thành phần hóa học của quặng cũng
chỉ ra được các nguyên tố có mặt trong chất thải.
5. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
5.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu


7

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là môi trường đất và nước khu mỏ pyrit Minh
Quang (huyện Ba Vì) hiện nay đã dừng hoạt động khai thác khoáng sản.
5.2. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập, tổng hợp tài liệu lưu trữ về vùng nghiên cứu.
- Khảo sát thực địa và thu thập có hệ thống các loại mẫu.
- Gia công và phân tích các loại mẫu đất, nước, đá, quặng.
- Xử lý số liệu bằng các phần mềm chuyên dụng.
- Thành lập sơ đồ phân bố các kim loại nặng trong nền đất và nước tại khu vực
nghiên cứu, khoanh vùng các khu vực ô nhiễm bằng phần mềm vẽ bản đồ địa chất
Mapinfo.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
6.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài bước đầu làm sáng tỏ hiện trạng môi trường đất
và nước khu mỏ pyrit Minh Quang, nghiên cứu quy luật phân bố hàm lượng các
kim loại nặng trong đất và nước. Kết quả nghiên cứu góp phần nhận thức đầy đủ
hơn về mức độ ô nhiễm môi trường đất và nước của khu mỏ pyrit Minh Quang,
đồng thời góp phần dự báo nguy cơ ô nhiễm môi trường đối với các khu vực đã và
đang diễn ra hoạt động khai thác khoáng sản.
6. 2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần làm sáng tỏ đặc điểm môi trường đất

và nước, đặc điểm phân bố của các kim loại nặng và hàm lượng của chúng trong
môi trường đất-nước khu mỏ pyrit Minh Quang; nhằm đánh giá và dự báo những
ảnh hưởng có thể có từ sự ô nhiễm môi trường đất và nước đối với môi trường sinh
thái và sức khỏe của người dân tại khu mỏ pyrit Minh Quang (Ba Vì), từ đó đề xuất
các biện pháp giảm thiểu tác động xấu đến môi trường.


8

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan khu vực Ba Vì – Hà Nội
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Ba Vì là một huyện ngoại thành của Hà Nội và nằm về phía tây bắckhu vực
trung tâm của thủ đô Hà Nội, có tổng diện tích hơn 420 km2.
Huyện Ba Vì tiếp giáp với các huyện và tỉnh lân cận như sau:
- Phía Bắc giáp tỉnh Vĩnh Phúc
- Phía Tây giáp tỉnh Phú Thọ
- Phía Nam giáp huyện Thạch Thất và tỉnh Hòa Bình
- Phía Đông giáp thị xã Sơn Tây (Hình 1.1)

Hình 1.1. Vị trí địa lý khu vực Ba Vì
b. Đặc điểm địa hình


9

Nhìn chung vùng nghiên cứu là một vùng có địa hình phức tạp. Địa hình của
vùng mang tính chất chuyển tiếp giữa đồng bằng và miền núi, địa hình thấp dần từ

phía Tây Nam sang phía Đông Bắc.
Trong vùng có địa hình đồng bằng là chủ yếu, một phần địa hình đồi núi thấp
và trung bình, cá biệt có địa hình núi cao. Dựa vào đặc điểm địa hình của vùng có
thể phân chia ra các bậc địa hình như sau:
- Địa hình núi cao: chỉ có một dải nhỏ ở phía tây của vùng bao gồm các núi:
núi Ba Vì, núi Chẹ, núi Gia Dê. Đây là nơi địa hình cao nhất có độ cao tuyệt đối từ
1.000m đến 1.296m (đỉnh núi Ba Vì cao 1.296m là đỉnh núi cao nhất)
- Địa hình núi thấp và trung bình: phân bố ở phía tây nam và phía nam vùng
nghiên cứu, có độ cao tuyệt đối từ 100m đến 1.000m. Ở đây hầu hết các đồi có đỉnh
tròn, sườn thoải.
- Địa hình đồng bằng có độ cao tuyệt đối từ 20m đến 100m, phân bố ở phía
đông và đông bắc, một phần ở phía tây – tây nam. Thuộc địa hình này là các
đồng bằng ven sông Đà và sông Hồng, đất đai màu mỡ thuận lợi cho phát triển
nông nghiệp.
c. Đặc điểm mạng sông suối
Trong vùng nghiên cứu mạng lưới sông suối có mật độ khá dày. Các sông
chảy qua phạm vi vùng nghiên cứu là sông Đà, sông Hồng, sông Hằng và sông Con.
Sông lớn nhất là sông Đà chảy qua vùng nghiên cứu theo hướng Nam - Bắc
với chiều dài khoảng 20km, lòng sông uốn lượn. Sông Đà có ý nghĩa vô cùng quan
trọng trong công tác nghiên cứu địa chất và phục vụ cho nông nghiệp, giao thông
vận tải của vùng.
Sông Hồng chảy qua vùng nghiên cứu theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, sông
Hồng cũng có ý nghĩa trong nghiên cứu địa chất và đặc biệt quan trọng trong lĩnh
vực giao thông vận tải.


10

Sông Hằng và sông Con là hai con sông nhỏ, ngắn, dốc, đều bắt nguồn từ núi
Ba Vì chảy ra sông Đà. Cả hai ít có giá trị về mặt giao thông, chỉ có giá trị trong

canh tác trồng trọt và chăn nuôi.
Ngoài ra trong vùng nghiên cứu có rất nhiều con sông nhỏ bắt nguồn từ sườn
núi Ba Vì đổ vào hồ Suối Hai.
Hệ thống suối trong vùng phát triển khá dày đặc nhưng có sự phân bố không
đồng đều, tập trung phần lớn về hướng đông nam của vùng nghiên cứu.Trong vùng
hầu hết các suối đều bắt nguồn từ núi Ba Vì đổ về hai phía, hướng chảy vuông góc
hoặc gần vuông góc với đường phương của đá. Dựa theo phương phát triển của
chúng có thể chia ra 3 hệ thống chính:
- Hệ thống suối chảy theo hướng Tây Nam – Đông Bắc bao gồm: suối Giao đổ
về sông Con, suối Quanh, suối Chằm Soi, suối Đê đổ vào hồ Suối Hai.
- Hệ thống suối chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam bao gồm: suối Làng
Gy, suối Ngòi Lặt đổ ra sông Đà.
- Hệ thống suối chảy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam gồm: suối Ngòi Rút,
suối Ngòi Tôm đổ ra sông Đà.
d. Đặc điểm khí hậu
Vùng nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mang tính chất của vùng trung
du và miền núi. Có hai mùa rõ rệt:
- Mùa mưa (nóng) bắt đầu từ tháng 4 đến hết tháng 9. Nhiệt độ cao nhất từ 30390C, thấp nhất từ 10-190C, trung bình từ 27-310C (tháng 6,7,8 là ba tháng nóng
nhất trong năm). Sự chênh lệch nhiệt độ trong mùa mưa khá lớn gây ra hiện tượng
phong hóa đá gốc mạnh mẽ tạo một lớp phủ bề mặt dày, dẫn đến khó khăn trong thi
công các công trình địa chất.
- Mùa khô (lạnh) bắt đầu từ tháng 10 đến hết tháng 3 năm sau. Mùa này nhiệt
độ thấp, thường có nhiều sương mù. Nhiệt độ cao nhất từ 21-290C, thấp nhất từ 6150C. Mùa này khá thuận lợi để tiến hành các lộ trình thực địa.


11

Nhiệt độ trung bình hàng năm khá cao thường từ 20 – 220C.
Lượng mưa trung bình hàng năm vào khoảng 1.500 – 2.000mm và phân bố
không đều trong năm.

e. Đặc điểm động thực vật
Trong vùng động thực vật phát triển rất phong phú. Hiện nay các nhà thực vật
học Việt Nam ước tính khoảng 2.000 loại, gồm thực vật nhiệt đới, á nhiệt đới, động
vật có 44 loài thú, 104 loài chim, 15 loài bò sát, 9 loài lưỡng cư. Trong đó có vườn
quốc gia Ba Vì đã được quy hoạch và quản lý.
Trên núi cao có nhiều cây cổ thụ to và quý, nhiều động vật rừng như: lợn,
hoẵng, chồn, cáo, chim, sóc….. Dưới đồi núi thấp phát triển các cây công nghiệp do
người dân trồng như: chè, sơn, một số trang trại nuôi bò giống, gà. Miền đồng bằng
chủ yếu trồng lúa và có các hồ nuôi thả cá.
Tuy nhiên do chịu ảnh hưởng của dịch vụ du lịch, nạn chặt phá rừng lấy củi và
làm nương rẫy nên thảm thực vật kém phát triển, động vật cũng kém phong phú hơn
do mất nơi cư trú. Thực hiện chính sách của Đảng và Nhà Nước về phủ xanh đất
trống, đồi trọc mà hiện nay Ba Vì đang được phủ bởi màu xanh của những cánh
rừng nhân tạo. (Hình 1.2)

Hình 1.2. Vườn chè dưới chân núi Ba Vì


12

1.1.2. Đặc điểm kinh tế nhân văn
a. Dân cư
Ba Vì có mật độ dân cư phân bố không đồng đều. Trong vùng có các dân tộc:
Kinh, Mường, Dao…, trong đó phần lớn là người dân tộc Kinh, Mường. Hầu hết
dân cư đều làm ruộng và một phần nhỏ làm việc trong các công, nông, lâm trường,
xí nghiệp.
Trong vùng có các trường trung học chuyên nghiệp, phổ thông trung học, phổ
thông cơ sở, nhà trẻ. Mạng lưới bệnh viện, trạm xá, cửa hàng bách hóa, cửa hàng
lương thực, thực phẩm phục vụ cho nhu cầu của nhân dân. Đời sống nhân dân trong
vùng tương đối đầy đủ, trình độ nhận thức khá cao.

b. Kinh tế
Ba Vì phát triển: nông – lâm nghiệp, công nghiệp, thủ công nghiệp.
Là vùng có vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên thuận lợi do đó Ba Vì phát triển
được cả kinh tế trung ương và kinh tế địa phương.
Trong vùng có các xí nghiệp công nghiệp, nông trường quốc doanh nhằm khai
thác tiềm năng của địa phương. Nông trường lớn nhất là nông trường dâu tơ Sông
Đà có khoảng 1.600 cán bộ công nhân viên, hàng năm cung cấp lượng dâu tơ đáng
kể cho nhà nước.
Trong vùng có liên hiệp công nghiệp chăn nuôi gia súc, gia cầm do Cu Ba hợp
tác xây dựng cũng rất phát triển bao gồm các trại bò giống, gà giống, thỏ giống với
nhiều thiết bị hiện đại cung cấp một lượng đáng kể thịt, sữa, trứng cho thành phố.
Các lâm trường chủ yếu làm nhiệm vụ tu bổ, bảo vệ và trồng mới rừng. Việc
phát nương làm rẫy ở rừng đầu nguồn vùng Ba Vì đã được ngăn chặn và bảo vệ
được hệ thực động vật quý hiếm.
Lâm trường Ba Vì có khoảng 3.000 cán bộ công nhân viên và sinh học nghề,
hiện nay vẫn đang tập trung nhiều vào việc cải tạo đồi trọc để trồng một số cây công
nghiệp như: thông, tre, nứa. Ngoài ra trong vùng còn một số trại chăn nuôi và trồng
chè nhằm tự cung tự cấp. (Hình 1.3)


13

Hình 1.3. Cánh đồng dưới chân núi Ba Vì
c. Thương nghiệp và dịch vụ du lịch

Hình 1.4. Khu nghỉ mát Hồ Suối Hai
Mạng lưới thương nghiệp của vùng không phát triển mạnh chỉ tồn tại dưới
dạng trao đổi mua bán nhỏ. Vùng này chỉ có các cửa hàng tư nhân nhỏ do nhân dân
tự mua hàng ở nơi khác về bán và trao đổi lấy các sản phẩm của dân tộc ít người.
Hiện nay trong vùng phát triển mạnh dịch vụ du lịch với những điểm du lịch

đang rất thu hút khách tham quan như: vườn quốc gia Ba Vì, khu nghỉ mát Hồ Suối
Hai, khu du lich Ao Vua… (Hình 1.4)


14

d. Đời sống văn hóa – chính trị
Tuy trình độ văn hóa chưa cao, đặc biệt là vùng dân tộc thiểu số. Nhưng cùng
với thời gian đời sống văn hóa của nhân dân cũng không ngừng được nâng cao, tiến
tới xóa bỏ nạn mù chữ.
Các huyện đều có nhà văn hóa, các xã đều có trường phổ thông cơ sở, thêm
vào đó là quy mô đào tạo ngày càng tăng. Bên cạnh sự đi lên về văn hóa thì đời
sống của nhân dân cũng đã được cải thiện khi mạng lưới điện quốc gia đã được đưa
về từng thôn xóm.
e. Giao thông vận tải
Ba vì có một hệ thống đường giao thông thủy bộ rất thuận lợi nối liền các tỉnh
Tây Bắc, Việt Bắc với toàn bộ đồng bằng Bắc Bộ, trong đó có thủ đô Hà Nội - trung
tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của cả nước.
Từ trung tâm huyện lỵ theo quốc lộ 32 đi Sơn Tây về Hà Nội và các tỉnh đồng
bằng Bắc Bộ, hoặc ngược Trung Hà đi Tây Bắc, Việt Bắc. Đồng thời cũng từ trung
tâm huyện lỵ theo sông Hồng ngược Trung Hà theo sông Lô, sông Thao lên Tây
Bắc, hoặc theo sông Đà đi Hòa Bình.
Ngoài ra trên địa bàn huyện còn có một số tuyến đường tỉnh lộ như: 411A, B,
C; 412, 413, 414, 415 và các đường liên huyện, đê sông Đà, sông Hồng…thông
thương giữa các vùng miền, các tỉnh huyện khác.
1.1.3. Đặc điểm nước mặt và nước ngầm
a. Đặc điểm nước trên mặt
Nước trên mặt tồn tại ở các ao, hồ, sông, suối. Quan trọng nhất là nước ở các
sông, suối. Nước mặt có động thái thay đổi theo mùa và thường không ổn định.
Mạng lưới sông, suối trong khu vực Ba Vì khá phát triển. Sông Đà là sông chính

chảy qua vùng nghiên cứu, chứa nhiều nước nhất. Nguồn cung cấp nước cho sông là
các suối bắt nguồn từ các dãy núi.