Nghiên cứu, áp dụng công nghệ tích hợp địa môi trường địa sinh thái nhằm ngăn ngừa, xử lý ô nhiễm môi trường nước tại một số điểm ở các lưu vực sông vùng Tây Bắc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
CITƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRỌNG ĐIỂM CÁP NHÀ N ư ớ c
GIAI ĐOẠN 2013 - 2018 “KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ PHỤC v ụ
PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG VÙNG TÂY BẮC”
MÃ SỐ: KHCN-TB/13-18

BÁO CÁO TỎNG HỢP

N G H IÊ N C Ứ U ,7 Á P D Ụ• N G C Ô N G N G H Ệ• T ÍC H HỢ• P
Đ ỊA M Ô I T R Ư Ờ N G - Đ ỊA SIN H T H Á I N H Ằ M N G Ă N N G Ừ A ,
X Ử LÝ Ô N H IỄ M M Ô I T R Ư Ờ N G N Ư Ớ C TẠI M Ộ T SỐ Đ IẺM

Ở CÁC L ưu VỤC SÔNG VÙNG TÂY BẤC

Mã số: KHCN-TB.02C/13-18

Chủ nhiệm đề tài

Cơ quan chủ trì đề tài

(k ỷ v à g h i r õ h ọ v à tên)

^ [ ĩ ị i e / L

ý tê n v à đ ỏ n g d ấ u )

^ '
V

X.

TS. Nguyễn Thị Hoàng Hà

★

PGS.TS. Nguyễn Văn Phổ

Hà N ội-2 0 1 7



Tập thể tác giả thực hiện đề tài
Các tác giả chính thực hiện đề tài:
TT

Ho và tên

Tổ chức công tác

•

1

TS. Nguyễn Thị Hoàng Hà

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

2

TS. Trần Đăng Quy

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

3

GS.TSKH. Đặng Trung Thuận

Hội Địa hóa Việt Nam

4

PG S.TS.N guyễn Văn Phổ

Hội Địa hóa Việt Nam

5

TS. Phạm Văn Thanh

Hội Địa hóa Việt Nam

6

PG S.T S.C ao Thế Hà

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

7

PGS.TS.ĐỒ Quang Trung

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

8

TS. Quách Đức Tín

Hội Địa hóa Việt Nam

9

TS. Nguyễn Quang Trung

Viện Công nghệ Môi trường - Viện
HLKH&CNVN

10

PG S.T S.L ê Thu Hà

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

11

NCS. Lê Sỹ Chính

Trường Đại học Hồng Đức

Các tác giả tham gia thực hiện đề tài:

TT

Họ và tên

Tô chức công tác

1

G S.TS. Mai Trọng Nhuận

Đại học Quốc gia Hà Nội

2

TS. Bùi Thị Kim Anh

Viện Công nghệ Môi trường - Viện
HLKH&CNVN

3

TS. Trần Thị Huyền Nga

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

4

PGS.TS.N guyên Ngọc Minh

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

5

TS. Nguyền Tài Tuệ

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

6

TS. Hoàng Thị Minh Thảo

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

7

TS. Nguyễn Minh Phương

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

8

TS. Nguyễn Thị Thu Hà

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

9

TS. Nguyễn Thùy Dương

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

10

ThS. Lê Thị Nga

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

11

PG S.TS.N guyễn Trung Minh

Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam
1


TT

Ho và tên
•

Tổ chức công tác

12

ThS. Doãn Đ ình Hùng

Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam

14

CN. Hoàng Thị Nhung

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

14

CN. Nguyễn Thị Hải

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

15

CN. Đặng Ngọc Thăng

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

16

CN. Nguyễn Quốc Biên

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN

17

ThS. Tạ Thị Hoài

Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN


MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG.................................................................................... v n
DANH MỤC H ÌN H ................................................................................................ XI
M Ở ĐẦU....................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài..........................................................................................1
2. Phạm vi nghiên cún và thời gian thực hiện......................................................2
3. C ơ sở pháp lý của đề tài......................................................................................... 3
4. Mục tiêu của đề tài...................................................................................................3
5. Nội dung của đề t à i..................................................................................................3
6. Tổ chức thưc
hiên
đề tài......................................................................................... 4
•
•
7. Sản phẩm của đề tài................................................................................................ 4
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề t à i......................................................... 5
9. Địa chỉ bàn giao sản pham .................................................................................... 6
10. Cấu trúc của báo cáo tổng hợp đề tài............................................................7
CHƯƠNG 1. TỎNG QUAN VÈ ĐỊA M ÔI TRƯỜNG, ĐỊA SINH THÁI
VÀ CÔ NG NGHỆ• TÍCH HỌP
Đ ỊA
M Ô I TRƯỜNG - ĐỊA
SINH THÁI. 8
•
•
•
1.1. Khái niệm địa môi trường và công nghệ địa môi trư ờ n g......................8
1.1.1. Địa môi trư ờ n g ...............................................................................................8
1.1.2. Công nghệ địa môi trư ờ n g ........................................................................... 8

1.2. Khái niệm địa sinh thái và công nghệ địa sinh thái.............................. 9
1.2.1. Địa sinh th á i................................................................................................... 9
1.2.2. Công nghệ địa sinh th á i................................................................................ 9


13. Khái niệm công nghệ tích họp địa môitrường -địa sinh th ái............... 9
1.3.1. Sự tích họp công n g h ệ ................................................................................... 9
1.3.2. Công nghệ tích hợp địa môi trường - địa sinh th ái................................... 9
1.4. Sự phát triển và ứng dụng công nghệ tích họp địa môi trường - địa
sinh thái...........................................................................................................................10
1.4.1. Trên thế g iớ i.................................................................................................. 10
1.4.2. Tại Việt N a m .................................................................................................37
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP LUẬN
NGHIÊN cửu ĐÈ T À I....................41
•
2.1. Khung logic nghiên cún đề tà i.........................................................................41
2.2. Cách tiếp cậ n ........................................................................................................ 41
2.2.1. Tiếp cận hệ thống.......................................................................................... 41
2.2.2. Tiếp cận sinh th á i..........................................................................................43
2.2.3. Tiếp cận tương tác mỏ - sinh thái - m ôi trư ờ n g .......................................44
2.2.4. Tiếp cận quản lý theo lưu vực sông..........................................................45
2 3 . Phưong pháp nghiên cứu................................................................................. 47
2.3.1. Phương pháp kể thừa, chọn lọc và tổng họp tài liệ u .......................... 47
2.3.2. Khảo sát thực địa và lây mầu nghiên cứu................................................47
2.3.3. Phương pháp xử lý mẫu và phân tích m ẫu ............................................. 52
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệ u ......................................................................... 54
2.3.5. Phương pháp tích họp địa môi trường - địa sinh th á i........................... 54
2.4. Phương pháp thực n gh iệm .............................................................................. 55
2.4.1. Chế tạo, thí nghiệm đánh giá khả năng xử lý của vật liệu che tạo từ
nguyên liệu k h o án g ............................................................................................... 55

2.4.2. Thí nghiệm đánh giá khả năng xử lý nước thải của một sổ thực v ật71
2.4.3. Thí nghiệm phục vụ thiết kế hồ lắng tự lọc, thu hồi, tái sử dụng nước
th ả i.......................................................................................................................... 75

CHƯƠNG 3. NGHIÊN c ứ u s ử DỤNG
NGUYÊN LIỆU
VÀ THỤC
•
•
•
VẬT
ĐỊA
PHU ONG TRONG x ử LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC80
•
*
3.1. Sử dụng nguyên liệu khoáng....................................................................... 80
3.1.1. Sử dụng nguyên liệu khoáng địa phương đê xử lý ô nhiễm nước ....80
3.1.2. Đ ặc trưng của một số vật liệu hấp p h ụ ..................................................81
3.1.3. Khả năng xử lý kim loại nặng trong nước của một số vật liệu hấp
phụ biến tín h ......................................................................................................... 93
3.1.4. Khả năng xử lý kim loại nặng của SB C 2-400-10S.............................. 101
3.2. Sử dung thưc v â t...............................................................................................123
•

o

a

•

3.2.1. Nghiên cứu thực vật địa phương để xử lý ô nlìiễm n ư ớ c ................123
3.2.2. Thực nghiệm khả năng các loài thực vật xử lý kim loại trong nước
thải mỏ chì kèm Chợ Đ ồn................................................................................136
CH Ư Ơ NG 4. ÁP DỤNG
CÔNG NGHỆ• TÍCH HỢP
ĐỊA
MÔI TRƯỜNG
•
•
•
- ĐỊA SIN H THÁI NGĂN NGỪA, x ử LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
NƯỚC LƯU VỤC SÔNG VÙNG TÂY B Ắ C ..................................................149
4.1. Lun vực sông vùng Tây B ắc..........................................................................149

4.2. Hiện trạng môi trường nước các lun vực sông vùng Tây Bắc........151
4.2.1. Lưu vực sông Bằng Giang - Kỳ C ùng....................................................151
4.2.2. Lưu vực sông Hồng - Thái B ình............................................................. 153
4.2.3. Lưu vực sông M ã........................................................................................156


4.2.4. Lưu vực sông C ả ......................................................................................... 157
4.3. Ô nhiễm môi trường do khai thác và chế biến khoáng sản vùng T ây
B ắ c .................................................................................................................................157
4.3.1. Các mỏ khoáng sản vùng Tây B ắ c ......................................................... 157
4.3.2. Công nghệ khai thác và chế biến m ột số mỏ vùng Tây B ắ c ............. 161
4.3.3. Hiện trạng m ôi trường m ột sổ mỏ kim loại vùng Tây B ắ c ............... 166

4.4. Định hướng áp dụng công nghệ địa môi trường,địa sinh thái xử lý ô

nhiễm môi trường nuróc tại mỏ kim loại vùng Tây Bắc............................... 173
4.4.1. Định hưóng áp dụng công nghệ địa m ôi trư ờ n g ..................................173
4.4.2. Định hirớng áp dụng công nghệ địa sinh th á i.......................................184
4.4.3. Định hướng áp dụng tích họp công nghệ địa môi trường - địa sinh
thái xử lý ô nhiễm môi trường nước tại mỏ kim loại vùng Tây B ắc....... 187
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ ÁP DỤNG C Ô N G NGHỆ T ÍC H HỢP ĐỊA MÔI
V

•

•

*

•

TRƯỜNG - ĐỊA SINH THÁI NGĂN NG Ừ A , x ử LÝ Ô NHIỄM MÔI
TRƯỜNG NƯỚC KHU MỞ CHÌ KẼM C H Ợ Đ Ò N ................................. 191
5.1. Đặc điểm địa môi trường, địa sinh thái khu mỏ chì kẽm Chợ’Đ ồn 191
5.1.1. Giới thiệu khu mỏ chì kẽm C hợ Đ ồ n ......................................................191
5.1.2. Đặc điểm địa chất và phân bố quặng hóa khu vực C hợ Đ ồ n ............195
5.1.3. Đặc điểm thành phần vật chất quặng chì - kẽm Chợ Đ ồ n .................201
5.1.4. Đặc điểm m ột số hệ sinh thái khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n ................. 216
5.1.5. Hoạt động khai thác và chế biến quặng chì kẽm mỏ Chợ Đ ồ n ........221
5.1.6. Hiện trạng xử lý nước thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n ......................224
5.1.7. Hiện trạng môi trường nước khu m ỏ .................................................... 226

iv

5.1.8. Hiện trạng m ôi trường đất khu m ỏ .......................................................239
5.1.9. Hiện trạng m ôi trường trầm tích đáy khu vực m ỏ............................. 242
5.1.10. Tác động của khai thác và chế biến quặng đến các hệ sinh thái khu
m ỏ ......................................................................................................................... 247
5.2. Vật liệu và thực vật sử dụng trong quy trình công nghệ tích họ p địa
•

•

•

•

•

o

o

Jl

%J

o

o

•

•

Jl

•

môi trường - địa sinh thái quy mô pilot......................................................... 257
5.2.1. Lựa chọn vật liệu hấp p h ụ ......................................................................257
5.2.2. Lựa chọn thực v ậ t.....................................................................................259
5.3. Áp dụng quy trình công nghệ tích họp địa môi trường - địa sinh thái
quy mô pilot 50 I/ngày đêm ................................................................................. 270
5.3.1. Thiết kế quy trình công nghệ quy mô 501/ngày đêm ........................ 270
5.3.2. Kết quả áp dụng quy trình công nghệ quy mô 501/ngày đ ê m ........ 274

5.4. Áp dung quy trình công nghệ tích họ p đia môi trường - đỉa sinh thái
khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn quy mô 5m Vngày đêm........................................290
5.4.1. Quy trình công nghệ, máy móc thiết b ị............................................... 290
5.4.2. Xây dựng, lắp đặt và vận h à n h .............................................................. 296
5.4.3. Đánh giá sự sinh trưởng và phát triến của cây S ậy .......................... 300
5.4.4. Đánh giá kết quả áp dụng quy trình công nghệ quy mô 5m3/ngày
đ ê m ...................................................................................................................... 304
5.4.5. Chi phí xây dụng và vận hành hệ pilot 5m3 ...................................... 315
5.4.6. Bảo trì hệ pilot 5m3.................................................................................. 316
5.5. Đe xuất công nghệ tích họp địa m ôi trường - địa sinh thái cho khu
chế biến khoáng sản Lũng V á n g .......................................................................317

V


5.5.1. Quy mô và địa điềm xây d ự n ơ ............................................................... 317
5.5.2. Công nghệ và máy móc thiết b ị..............................................................318

5.5.3. Giải pháp đầu tư và tổ chức vận hành.................................................. 340
5.5.4. Đánh giá khả năng xử lý vật liệu và thực vật sau khi sử d ụ n g ........ 346
5.5.5. So sánh tính hiệu quả của công nghệ tích họp địa môi trưòng - địa
sinh thái với một số công nghệ khác............................................................. 349
5.5.6. Đánh giá khả năng và các điều kiện triển khai quy trình công nghệ
tại các điểm ô nhiễm có điều kiện tương tự ...................................................352
KÉT LU Ậ N ............................................................................................................... 355
TÀI LIỆU THAM K H Ả O .................................................................................... 361


DANH MỤC BẢNG
•

Bảng 1.1. Sử dụng bãi lọc trồng cây dòng chảy mặt trong xử lý nước thải... 28
Bảng 1.2. Một số ví dụ về việc sử dụng mô hình bãi

lọc trồng cây với dòng

chảy ngang để xử lý một sổ loại nước thải công nghiệp trên thế g iớ i..............30
Bảng 1.3. Hiệu suất của hệ thống VF - HF Colecott.........................................32
Bảng 1.4. Ví dụ sử dụng bãi lọc trồng cây kết họp xử lý nước thải................32
Bảng 2.1. Sổ lượng mầu đã lấy tại khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n ........................48
Bảng 2.2. Tên họ và loài một số thực vật thu thập tại khu vực nghiên cứu... 50
Bảng 2.3. Tỷ lệ gia công và chế biển một số vật liệu hấp phụ điển hình....... 58
Bảng 2.4. Các thông số hệ thống hấp phụ hệ thống 2 và 3 .................................. 67
Bảng 2.5. Hàm lượng kim loại trong nước (mg/1).................................................72
Bảng 2.6. Các thông sổ của thí nghiệm ................................................................... 78
Bảng 2.7. Thí nghiệm khảo sát hằng số th ấ m ........................................................ 78
Bảnơ 3.1. Thành phần khoáng vật của mẫu vật liệu hấp p h ụ ............................. 84
Bảng 3.2. Ket quả phân tích XRF thành phần hóa học của một số mẫu đá ong

và bùn thải khu chế biến sắt Bản C uôn................................................................. 85
Bảng 3.3. So sánh đặc trưng của một số vật liệu hấp p h ụ ................................... 87
Bảng 3.4. Kết quả nhóm hoạt động bề mặt vật liệu nguyên khai....................... 89
Bảng 3.5. Mức hấp thụ của vật liệu bùn thải chế biến sắt biển tín h .................. 90
Bảng 3.6. Hàm lượng KLN trong dung dịch sau khi thí nghiệm (mg/1)........... 96
Bảng 3.7. Hàm lượng KLN trong dung dịch sau khi thí nghiệm (mg/1)........... 99
Bảng 3.8. Mô hình động học hấp p h ụ ................................................................... 105
Bảng 3.9. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ.................................................................. 110
vii


Bảng 3.10. Khả năng giải hấp từ vật liệu hấp phụ (% ) ................................... 112
Bảng 3.11. Hàm lượng trung bình kim loại giải hấp từ vật liệu (m g/1)....... 112
Bảng 3.12.Các tham số trong phưong trình động học hấp phụ Thom as...... 120
Bảng 3.13. M ột số loài thực vật và khả năng tích tụ KLN vùng Tây Bắc ... 125
Bảng 3.14. Hàm lượng kim loại của các loài thực vật tiềm năng (mg/kg-DW )
.................................................................................................................................... 146
Bảng 4.1. Hệ thống sông chính và các phụ lưu sông ở khu vực Tây B ắc.... 149
Bảng 4.2. Một số mỏ khoáng sản thuộc vùng Tây B ắc.......................................159
Bảng 4.3. Hàm lượng KLN trung bình trong mẫu nước mặt tại các m ỏ......... 168
Bảng 4.4. Hàm lượng KLN trung bình trong mẫu đất tại các m ỏ .................... 170
Bảng 4.5. Thành phần lý-hóa của một số mầu bùn thải đuôi quặng (tính theo
trọng lượng k h ô )...................................................................................................... 172
Bảng 4.6. Thành phần lý-hóa của nước hồ thải đuôi quặng từ chế biến một sổ
khoáng sản kim lo ạ i................................................................................................ 173
Bảng 4.7. Thành phần khoáng vật sét c ổ Định - Thanh Hóa (% )................... 177
Bảng 4.8. Thông sổ ô nhiễm chính trong m ột số mỏ kim loại khu vực Tây Bắc
.................................................................................................................................... 189
Bảns; 5.1. Thành phần hóa học trung binh (%) của sphalerit thuộc các mỏ Chọ'
Đ ồ n ............................ .............................................................................................. 205

Bảng 5.2. Thành phần hóa học trung bình (%) của galenit thuộc các mỏ Chợ
Đ ồ n ............................................................................................................................. 205
Bảng 5.3. Thành phần hóa học (%) của pyrit thuộc các mỏ Chợ Đồn............ 206
Bảnơ 5.4. M ột sổ thông sổ kỹ thuật hồ chứa khu mỏ chì kèm Chợ Đ ồ n ....... 225


Bảng 5.5. Một số ứng dụng của cây S ậ y .............................................................. 267
Bảng 5.6. Hàm lượng kim loại trong nước thải (mg/1)........................................271
Bảng 5.7. Tổng hợp kết quả thí nghiệm pilot 501/ngày đ ê m ............................ 284
Bảng 5.8. Kết quả phân tích nước hồ lắng 3 .........................................................291
Bảng 5.9. Khả năng phát triển của cây Sậy sau 1 tháng..................................... 301
Bảng 5.10. Khả năng phát triển của cây Sậy sau 2 tháng.................................. 302
Bảng 5.11. Khả năng phát triển của Sậy cây sau 3 tháng.................................. 302
Bảng 5.12. Chi phí thiết bị cho bồn chứa và hệ hấp phụ....................................315
Bảng 5.13. Chi phí cho bãi lọc trồng cây.............................................................. 316
Bảng 5.14. Kết quả phân tích nước thải đầu vào của hệ xử lý c ũ ....................320
Bảng 5.15. So sánh kết quả lắng sau lh của các thùng...................................... 321
Bảng 5.16. Bảng kết quả xác định tỷ k h ố i..........................................................321
Bảng 5.17. Bảng tốc độ lắng theo kích thước hạt ở 20°c.................................. 328
Bảng 5.18. Bảng tỷ lệ khối lượng lắng theo độ sâu ở 20°c ...............................329
Bảng 5. ] 9. Một sổ loại vật liệu hấp p h ụ ............................................................... 335
Bảng 5.20. Dự toán chi phí đầu tư xây dụng hồ chứa...................................... 340
Bảng 5.21. Các hạng mục công trình của hệ thống xử lý nước thải Pb-Zn ..341
Bảng 5.22. Tổng chi phí đầu tư hệ thống xử lý nước thải Pb-Zn (không lớp
lọ c )............................................................................................................................. 341
Bảng 5.23. Tổng chi phí đầu tư công trình xử lý nước thải P b -Z n ................343
(có lớp lọc)................................................................................................................ 343
Bảng 5.24. Chi phí xây dụng và vận hành một số hệ thống xử lỷ nước thải 350

ix

Bans; 5.25. Hình thức khai thác và chế biến khoáng sản m ột số mỏ kim loại
vùng Tây B ắ c ............................................................................................................. 353

X


DANH MỤC HÌNH
•

H ình 1.1. Mô hình vách thấm hoạt tín h ................................................................. 18
Hình 1.2. Mặt cắt ngang của hệ thống kiềm hóa liên tiế p .................................... 20
H ình 1.3. Mặt cắt ngang của kênh đá vôi yếm k h í ................................................ 21
Hình 1.4. Mặt cắt ngang công nghệ A lum inator....................................................24
Hình 1.5.

Mô hình bãi lọc trồng

cây dòng chảy

tự do bề m ặt.............27

Hình 1.6.

Mô hình băi lọc trồng

cây dòng chảy

thẳng đ ứ n g ..............29

Hình 1.7.

Mô hình bãi lọc trồng

cây dòng chảy

n g an g ........................ 29

Hình 1.8.Hệ thống bãi lọc trồng cây kết hợp dựa trên quan niệm của Seidel
(trái); Brix và Johansen (p h ả i).................................................................................... 31
Hình 1.9. Sơ đồ mô hình tích họp địa môi trường - địa sinh th á i...................... 34
Hình 1.10. Sơ đồ minh họa hệ thống xử lý tại mỏ chì W est Fork...................... 34
Hình 1.11. Sơ đồ minh họa hệ thống tích họp xử lý nước thải tại S o m e rse t. 36
Hình 2.1. Khung logic nghiên cứu đề tà i................................................................. 42
Hình 2.2. Sơ đồ vị trí lấy m ẫu khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n ....................................48
Hình 2.3. Khu khai thác và chế biến khoáng sản Chợ Đ ồn................................. 49
Hình 2.4. Khảo sát, lấy m ẫu đá ong Tam Dương (Vĩnh Phúc, a) và Thạch
Thất (Hà Tây, b); bùn thải khu chế biến sắt Bản Cuôn (c )...................................52
Hình 2.5 Mầu trước và sau khi s ấ y ........................................................................... 56
Hình 2.6. a) M áy nghiền H ERZO G b) Máy nghiền M R C ...............................56
Hình 2.7. Mầu sau khi nghiền bàng máy MRC và máy H E R Z O G ..................56
Hình 2.8. Chế tạo vật liệu hấp p h ụ .........................................................................58
Hình 2.9. Các dạng hấp phụ đẳng nhiệt................................................................ 63


Hình 2.10. M ột số hình ảnh thí n g h iệm .....................................................................66
Hình 2.11. Sơ đồ thí nghiệm hấp phụ c ộ t ................................................................. 67
Hình 2.12. Đ uìm g cong thoát cột hấp p h ụ ................................................................69
Hình 2.13. Thí nghiệm hấp phụ c ộ t............................................................................ 70

Hình 2.14. Trồng cây trong phòng thí n g h iệm ........................................................ 73
Hình 2.15. Hệ thống trồng D ương x ỉ..........................................................................73
Hình 2.16. Hệ thống trồng cây S ậ y ............................................................................ 73
Hình 2.17. Hệ thống trồng cỏ C h ít..............................................................................73
Hình 2.18. Quy trình làm thí nghiệm trồng cây trong nước có pH khác nhau 74
Hình 2.19. Cây được trồng với các pH khác n h au ..................................................74
Hình 2.20. Mầu nước trước và sau khi lắng trong 1h ............................................75
Hình 2.21. Thiết bị phân tích kích thước h ạ t............................................................77
Hình 3.1. Kết quả đo XRD của m ẫu đá ong Thạch Thất,

H à N ộ i....................82

Hình 3.2. Kết quả đo XRD của mẫu đá ong Tam Dưong, Vĩnh P h ú c.................82
Hình 3.3. Kết quả đo XRD m ẫu bùn thải khu chế biến sắt Bản Cuôn, tỉnh Bắc
K ạ n ...................................................................................................................................83
Hình 3.4. So sánh khả năng hấp phụ của các vật liệu đá ong biến tín h ............ 94
Hình 3.5. Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung tới khả năng hấp phụ của m ột số
vật liệu bùn thải chế biến sắt biến tín h .......................................................................96
Hình 3.6. Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ trộn chất kết dính khác nhau tới khả năng
hấp phụ của m ột số vật liệu bùn thải chế biến sắt biến tín h ................................. 98
Hình 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ Mn,
Zn, Cd, Pb và As của SB C 2-400-10S................................................................... 102


Hình 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc vật liệu đến khả năng
hấp phụ kim loại Mn, Zn, Cd, Pb và As của S B C 2-400-10S ..........................104
H ình 3.9. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kim loại đển khả năng hấp phụ
kim loại Mn, Zn, Cd, Pb và As của S B C 2-400-10S .......................................... 109
Hình 3.10. Sự ảnh hưởng pH tới quá trình giải hấp Mn, Zn, Cd, Pb, As của
SBC 2-400-1 O S .............................................................................................................. 114

Hình 3.11. Hấp phụ cộ t của vật liệu SBC2-400-10S với Mn, Zn, Cd, Pb và As
- H ệ thống 2 .................................................................................................................118
H ình 3.12. Hấp phụ cột của vật liệu SBC2-400-10S với Mn, Zn, Cd, Pb và As
- H ệ thống 3 .................................................................................................................118
Hình 3.13. Đ ưòng cong thoát của cột vật liệu SBC2-400- 10S- Hệ thống 2.119
H ình 3.14. Đ ường cong thoát của cột vật liệu SBC2-400- 10S -Hệ thống 3.119
H ình 3.15. Khả năng xử lý Mn, Zn, Cd, Pb và As của SB C 2-400-10S.........121
Hình 3.16. Hàm lượng As trung bình trong mẫu thực vật (m g /k g -D W )...... 127
Hình 3.17. Hàm lượng As cao nhất trong phần thân-lá (m g/kg-D W )........... 128
Hình 3.18. Hàm lượng Pb trung bình trong mẫu thực vật (m g/kg-D W )....... 129
Hình 3.19. Hàm lượng Pb cao nhất trong phần thân-lá (m g /k g -D W )........... 129
Hình 3.20. Hàm lượng Mn trung bình trong m ẫu thực vật (m g/kg-D W ).....130
Hình 3.21. Hàm lượng M n cao nhất trong phần thân-lá (m g/kg-D W )..........130
Hình 3.22. Hàm lượng Fe trung bình trong mẫu thực vật (m g/kg-D W )....... 131
Hình 3.23. Hàm lượng Fe cao nhất trong phần thân-lá (m g/kg-D W )............ 132
Hình 3.24. Hàm lượng Zn trung bỉnh trong mẫu thực vật (m g /k g -D W )...... 133
Hình 3.25. Hàm lượng Zn cao nhất trong phần thân-lá (m g/kg-D W )........... 133


Hình 3.26.

Hàm lượng Cd trung binh trong mẫu thực vật (m g/kg-D W )...135

H ình 3.27.

Hàm lượng Cd cao nliất trong phần thân-lá (m g/kg-D W )........135

Hình 3.28.

Hàm lượng Mn trong nước trồng cây Sậy................................... 137

Hình 3.29.

Hàm lượng Mn tronơ nước trồng cây Thân đốt xòe...................137

Hình 3.30.

Hàm lượng Mn trong nước trồng cây Dương x ỉ ........................ 138

H ình 3.31. Hàm lượng Fe trong nước trồng cây S ậ y ....................................... 138
H ình 3.32.

Hàm lượng Fe trong nước trồng cây Thân đốt x òe....................... 139

Hình 3.33.

Hàm lượng Fe trong nước trồng cây Dương xỉ...........................139

Hình 3.34. Hàm lượng Zn trong nước trồng cây Sậy....................................... 140
Hình 3.35. Hàm lượng Zn trong nước trồng cây Thân đốt xòe....................... 140
Hình 3.36.

Hàm lượng Zn trong nước trồng cây Dưong x ỉ ...........................141

Hình 3.37. Hàm lượng As trong nước trồng câv Sậy....................................... 141
Hình 3.38. Hàm lượng As trong nước trồng cây Thân đốt xòe....................... 142
H ình 3.39.

Hàm lượng As trong nước trồng cây Dươnẹ x ỉ .......................... 142

H ình 3.40. Hàm lượng Cd trong mró'c trồng cây Sậy....................................... 143
Hình 3.41. Hàm lượng Cd trong nước trồng cây Thân đ ổ t x ò e ..................... 143
Hình 3.42.

Hàm ỉượng Cd trong nước trồng cây Dương x ỉ.......................... 143

H ình 3.43. Hàm lượng Pb trong nước trồng cây S ậy ....................................... 144
H ình 3.44. Hàm lượng Pb trong nước trồng cây Thân đốt xòe..................... 144
Hình 3.45.

Hàm lượng Pb trong nước trồng cây Dương x ỉ ........................ 145

Hình 4.1. Sơ đồ phân bố khoáng sản lưu vực sông Tây B ắ c ......................... 158

xiv


Hình 4.2. Bãi tập kết quặng và bãi thải chì kẽm tại mỏ Pù Sáp gần ngay lòng
suối Tủm Tó (Nam Chợ Đồn)................................................................................ 162
H ình 4.3. Băi tập kết quặng và bãi thải chì kẽm tại khu mỏ Bằng Lăng (Nam
Chợ Đ ồ n )...................................................................................................................162
Hình 4.4. M ột trong các moong tái khai thác thiếc sa khoáng Mỏ Bắc Lũng
......................................................................................................................................163
Hình 4.5. M oong tái khai thác mỏ thiếc Son D ương........................................ 163
Hình 4.6. Khu vực khai thác quặng antimon Mậu D uệ.................................... 165
Hình 4.7. Quặng thải đổ ra suối mỏ antimony Mậu D u ệ .................................165
Hình 4.8. Quy trình công nghệ địa môi trư ờ n g ..................................................184
Hình 4.9. Quy trình ĐST trong việc ngăn ngừa và xử lý ô nhiễm nước khu
vực khai thác và chế biến khoáng sản đa kim vùng Tây B ắ c ..........................186
Hình 4.10. Quy trình công nghệ tích hợp ĐMT - Đ S T ................................... 190

Hình 5.1. Bãi thải tại mỏ Pb-Zn Nà B ố p .............................................................199
Hình 5.2. Khu mỏ Lũng H o ài................................................................................ 199
Hình 5.3. Kết quả phân tích mầu quặng mỏ Pù Sáp bằng nhiễu xạ tia
R oentgen.................................................................................................................... 201
Hình 5.4. Kết quả phân tích mẫu quặng mỏ Nà Bốp bàng nhiễu xạ tia Rơntgen

............................................................................................................................... 202
Hình 5.5. Kết quả phân tích mẫu đá mỏ Nà Bốp bàng nhiễu xạ tia Rơntgen202
Hình 5.6. Kết quả phân tích mẫu đá mỏ Bắc Lũng Hoài bằng nhiễu xạ tia
R ơ n tg en ......................................................................................................................203
Hình 5.7. Khoáng vật được soi dưới kính hiên vi điện tử lát mỏng quặng ...203
N B 15-04 tại mỏ Nà Bốp.........................................................................................203
XV


Hình 5.8. Một sô khoáng vật trong mâu quặng D AI 5 -0 2 Đèo A n..................207
Hinh 5.9. Một số khoáng vật trong mầu quặng B T 15-01 tại mỏ Bình Trai 208
Hình 5.10. Một số khoáng vật trong mầu đá N B15-R2 tại mỏ Nà B ốp....... 208
Hình 5.11. Hàm lượng Zn trong quặng khu mỏ chì kẽm C hợ Đ ồn..................210
Hình 5.12. Hàm lượng Zn trong đuôi thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồn.............210
Hình 5.13. Hàm lượng Pb trong quặng khu mỏ chì kẽm C hợ Đ ồ n .................. 211
Hình 5.14. Hàm lượng Pb trong đuôi thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n ............. 211
Hình 5.15. Hàm lượng As trong quặng khu mỏ chì kẽm C hợ Đ ồn................. 212
Hình 5.16. Hàm lượng As trong đuôi thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồn.............212
Hình 5.17. Hàm lượng Cd trong quặng khu mỏ chì kẽm C hợ Đ ôn..................213
Hình 5.18. Hàm lượng Cd trong đuôi thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồn.............213
Hình 5.19. Hàm lượng Fe 2Ơ 3 trong quặng khu mỏ chì kẽm C hợ Đ ồ n ........... 214
Hình 5.20. Hàm lượng Fe 2Ơ 3 trong đuôi thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồn.... 214
Hình 5.21. Hàm lượng MnO trong quặng khu 1Ĩ1Ỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n ...........215
Hình 5.22. Hàm lượng MnO trong đuôi thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n ......215

Hình 5.23. Biểu đồ cơ cấu sử dụng đất của huyện C hợ Đ ồ n ...........................216
Hình 5.24. Đất trồng lú a.......................................................................................... 217
Hình 5.25. Đất ở ........................................................................................................217
Hình 5.26. Đất rừng tự n h iên ..................................................................................217
Hình 5.27. Đất tự nhiên sau nương rẫ y .................................................................217
Hình 5.28. Bãi đất trồng ngô, cây hoa màu khu vực gần mỏ Ba B ồ ............. 218
Hình 5.29. Ruộng trồng ngô c ạ n h ......................................................................... 218


bãi thải khu mỏ Nà B ố p ........................................................................................... 218
Hình 5.30. Bãi trồng ngô cạnh khu vựcmỏ Nà T ùm ...........................................218
Hình 5.31. Ruộng lúa, bãi ngô khu vực suối chảy đến mỏ Ba B ồ ...................218
Hình 5.32. Hệ sinh thái rừng trên núi đá v ô i........................................................ 219
Hình 5.33. Suối chảy dọc theo mỏ Nà B ốp.......................................................... 220
Hình 5.34. Điểm xuất lộ khe suối mỏ Đèo A n .................................................... 220
Hình 5.35. Sơ đồ công nghệ chế biến chì kẽm .................................................... 223
Hình 5.36. Sơ đồ hiện trạng công nghệ xử lý nước thảichì kẽm .....................225
Hình 5.37. Biểu đồ hàm lượng BOD5 và COD trong các mẫu nước...............226
khu chế biến Lũng V á n g ..........................................................................................226
Hình 5.38. Biểu đồ hàm lượng BOD5 và COD trong các mẫu nước...............227
khu Nam Chợ Đ ồn..................................................................................................... 227
Hình 5.39. Biểu đồ hàm lượng

COD trong các mẫu nước khu vực Bắc Chợ

Đ ồn................................................................................................................................227
Hình 5.40. Hàm lượng Mn trong môi trường nước khu chê biên Lũng Váng
......................................................................................................................................228
Hình 5.41. Hàm lượng Mn trong môi trường nước khu mỏ Nam Chợ Đồn .228
Hình 5.42. Hàm lượng Mn trong môi trường nước khu vực Bắc Chợ Đ ồn..229

Hình 5.43. Hàm lượng Fe trong môi trường nước khu chế biến Lũng Váng 230
Hình 5.44. Hàm lượng Fe trong môi trường nước khu mỏ Nam Chợ Đ ồn...230
Hình 5.45. Hàm lượng Fe trong môi trường nước khu mỏ Bắc Chợ Đ ồ n ....231
Hình 5.46. Hàm lượng Z n trong môi trường nước khu chế biển Lũng Váng
......................................................................................................................................232
xvii


Hình 5.47. Hàm

lượng Zn trong môi trường nước khu mỏ Nam Chợ Đ ồn . 232

Hình 5.48. Hàm

lượng Zn trong môi trường nước khu mỏ Bắc Chợ Đồn... 233

Hình 5.49. Hàm lượng As trong m ôi trường nước khu chế biển Lũng Váng
....................................................................................................................................... 234
Hình 5.50. Hàm

lượng As trong môi trường nước khu mỏ Nam Chợ Đ ồn . 234

Hình 5.51. Hàm

lượng Astrong môi trường nước khu mỏ Bắc Chợ Đồn... 235

Hình 5.52. Hàm lượng Cd trong môi trường nước khu chế biến Lũng Váng
....................................................................................................................................... 235
Hình 5.53. Hàm lượng C d trong môi tim m g nước khu mỏ Nam C hợ Đ ồ n . 236
Hình 5.54. Hàm lượng C d trong m ôi trường nước khu mỏ Bắc Chợ Đồn... 236

Hình 5.55. Hàm lượng Pb trong m ôi trường nước khu chế biến Lũng V áng237
Hình 5.56. Hàm lượng Pb trong môi trường nưóc khu mỏ Nam Chợ Đồn.. 238
Hình 5.57. Hàm lượng Pb trong khu mỏ Bắc C hợ Đ ồ n .................................. 238
Hình 5.58. Phân bố hàm lượng M n trong đất tại khu vực Chợ Đ ồ a ............ 239
Hình 5.59. Phân bố hàm lượng Fe trong đất tại khu vực Chợ Đ ồ n ...............240
Hình 5.60. Phân bố hàm lượng kẽm trong đất tại khu vực Chợ Đ ồ n ...........240
Hình 5.61. Phân bố hàm lượng As trong đất tại khu vực Chợ Đ ồn............. 241
Hình 5.62. Phân bố hàm lượng C d trong đất tại khu vực Chợ Đ ồ n ............241
Hình 5.63. Phân bố hàm lượng chì trong đất tại khu vực Chợ Đ ồ n ............242
Hình 5.64. Phân bố hàm lượng M n trong trầm tích tại khu vực Chợ Đồn... 243
Hình 5.65. Phân bố hàm lượng Fe trong trầm tích tại khu vực Chợ Đ ồn.... 243
Hình 5.66. Phân bổ hàm lượng Z n trong trầm tích tại khu vực Chợ Đồn.... 244
Hình 5.67. Phân bô hàm lượng As trong trâm tích tại khu vực Chợ Đôn.... 245
xviii


Hình 5.68. Phân bố hàm lượng C d trong trầm tích tại khu vực C hợ Đồn ....246
Hình 5.69. Phân bố hàm lượng Pb trong trầm tích tại khu vực Chợ Đ ồ n .....246
Hình 5.70. Bãi thải đất đá mỏ N à Bổp cạnh cánh đồng hoa m à u ...................251
Hình 5.71. Bãi tập kết đuôi quặng khu chế biến Lũng V án g ........................... 251
H ình 5.72. H oạt động KT& CB Lũng V áng chiếm dụng diện tích rừng lớn .252
Hình 5.73. Băi đất thải trước nhà m áy chế biến khu Lũng V án g ....................252
Hình 5.74. Nước thải x ả trực tiếp ra ruộng lúa.................................................... 253
Hình 5.75. Băi đá thải cạnh ruộng lú a ................................................................... 253
Hình 5.76. Hàm lưọng kim loại trong các mẫu ngô và lúa (m g/kg-D W ) trồng
xung quanh khu mỏ chì kẽm C hợ Đ ồ n ................................................................... 254
Hình 5.77. T ỷ lệ giữa hàm lượng kim loại trong lúa trồng xung quanh khu
mỏvới mẫu đối sánh................................................................................................... 255
Hình 5.78. Tỷ lệ giữa hàm lượng kim loại trong ngô trồng xung quanh khu
mỏ với mẫu đối sánh.................................................................................................... 255

Hình 5.79. Lá cây Sậy................................................................................................260
Hình 5.84. T ình trạng cây Sậy khi kết thúc thí n g h iệ m ....................................265
Hình 5.85. Sự phân bố của cây Sậy trên thế giớ i................................................ 269
Hình 5.86. C ây Sậy mọc ven suối khu mỏ chì kẽm Chợ Đ ồ n .........................270
Hình 5.87. C ộ t vật liệu...............................................................................................271
Hình 5.88. Thiết kế hệ thống dòng chảy m ặt và dòng chảy n g ầ m ................. 273
Hình 5.89. Hệ pilot 501/ngày đêm sử dụng vật liệu và hệ thống dòng chảy mặt
- dòng chảy ngầm ........................................................................................................ 274

XIX