NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƯƠNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG MÔNG DƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.75 MB, 101 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------
Nguyễn Thị Tâm
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƯƠNG ĐẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG MÔNG DƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2017
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------
Nguyễn Thị Tâm
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƯƠNG ĐẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG MÔNG DƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS. ĐỒNG KIM LOAN
TS. PHẠM THỊ THU HÀ
Hà Nội - 2017
2
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin dành những lời đầu tiên bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các
thầy, cô giáo trong khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã
tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức bổ ích và vô cùng quý báu cho tác giả trong
suốt thời gian theo học tại trường.
Luận văn này được hoàn thành ngoại sự nỗ lực làm việc của bản thân còn có
công rất lớn của hai cô giáo PGS.TS. Đồng Kim Loan và TS. Phạm Thị Thu Hà
(MCB: 1185), những người đã trực tiếp hướng dẫn, đôn đốc, động viên và truyền
thụ kiến thức cho tác giả. Tác giả xin được gửi lời biết ơn chân thành và sâu sắc
nhất đến các cô.
Tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn tới PGS. TSKH. Nguyễn Xuân Hải,
TS. Dương Ngọc Bách và tất cả các cán bộ nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu
Quan trắc và Mô hình hóa Môi trường – nơi tác giả đang công tác, đã tạo điều kiện
và giúp đỡ nhiệt tình trong suốt thời gian tác giả theo học cao học cũng như trong
quá trình thực hiện luận văn.
Trong suốt quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
từ PGĐ. Đỗ Mạnh Dũng và các anh, chị Phòng Môi trường của Công ty Cổ phân
Tin học, Công nghệ, Môi trường – Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt
Nam. Tác giả xin trân trọng cảm ơn đến quý Công ty đã tạo điều kiện giúp đỡ.
Qua đây, tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ thân tình của gia
đình, bạn bè trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Khoa học Tự
nhiên.
Tác giả
Nguyễn Thị Tâm
3
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................ii
MỤC LỤC...............................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH................................................................................................vii
BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT.......................................................................viii
MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
Chương 1 – TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.....................................3
1.1. Tình hình khai thác và tiêu thụ than trên thế giới và tại Việt Nam.................3
1.1.1. Tình hình khai thác, tiêu thụ than trên thế giới........................................3
1.1.2. Tình hình khai thác, tiêu thụ than ở Việt Nam.........................................7
1.2. Giới thiệu về khai thác than ở Quảng Ninh....................................................8
1.2.1. Khai thác than ở Quảng Nınh và các vấn đề môi trường.........................8
1.2.2. Sơ lược về mỏ than Mông Dương.........................................................23
1.3. Đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số chất lượng nước WQI......................26
1.3.1. Giới thiệu chung....................................................................................26
1.3.2. Các phương pháp tính toán và ứng dụng chỉ số chất lượng nước..........27
Chương 2 – ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........33
2.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................33
2.2. Phạm vi nghiên cứu......................................................................................33
2.3. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................34
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu...................................................34
2.3.2. Phương pháp quan trắc và phân tích.....................................................34
2.3.3. Phương pháp đánh giá chất lượng nước................................................39
2.3.4. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu.....................................................45
Chương 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..................................................................46
3.1. Các nguồn thải vào suối H10 và sông Mông Dương....................................46
3.2. Mạng lưới thu gom và hệ thống xử lý nước thải của khu vực Trung tâm mỏ
than Mông Dương...............................................................................................47
3.2.1. Nước thải sản xuất.................................................................................47
4
3.2.2. Nước rửa trôi ngoài mặt bằng................................................................48
3.2.3. Nước thải sinh hoạt...............................................................................49
3.2.4. Hệ thống xử lý nước thải.......................................................................49
3.3. Kết quả phân tích nước thải khu vực Trung tâm mỏ than Mông Dương.......50
3.3.1. Nước thải sản xuất................................................................................50
3.3.2. Nước thải sinh hoạt...............................................................................55
3.4. Đánh giá chất lượng nước sông, suối...........................................................56
3.4.1. Chất lượng nước suối H10 và sông Mông Dương đoạn qua khu vực mỏ
........................................................................................................................ 56
3.4.2. Đánh giá chất lượng nước sông Mông Dương bằng chỉ số chất lượng
nước................................................................................................................62
3.5. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than Mông Dương đối với chất
lượng nước sông Mông Dương...........................................................................71
3.6. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu............................................................74
3.6.1. Giải pháp kỹ thuật, công nghệ...............................................................74
3.6.2. Giải pháp quản lý..................................................................................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................81
PHỤ LỤC................................................................................................................ 83
5
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lượng khai thác than của các quốc gia trên thế giới (triệu tấn)...........3
Bảng 1.2. Thị trường than thế giới (triệu tấn)............................................................4
Bảng 1.3 Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác hầm lò giai đoạn 2005 –
2011 [8]..................................................................................................................... 9
Bảng 1.4. Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác lộ thiên giai đoạn 2005
2011 [8]................................................................................................................10
Bảng 1.5. Nguồn gây tác động của quá trình khai thác than lộ thiên.......................11
Bảng 1.6. Các nguồn gây tác động của mỏ khai thác than hầm lò...........................13
Bảng 1.7. Kết quả phân tích chất lượng nước thải lộ thiên của một số mỏ than
điển hình trong TKV ở khu vực Quảng Ninh.......................................................15
Bảng 1.8. Đặc tính nước thải một số mỏ than hầm lò đi ển hình khu v ực
Quảng Ninh thuộc TKV.........................................................................................16
Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu..........................................................................................35
Bảng 2.2. Phương pháp bảo quản mẫu đối với các chỉ tiêu phân tích......................37
Bảng 2.3. Phương pháp đo nhanh một số chỉ tiêu tại hiện trường...........................37
Bảng 2.4. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm...................38
Bảng 2.5. Các giá trị qi, BPi....................................................................................40
Bảng 2.6. Giá trị BPi và qi đối với DO % bão hòa...................................................40
Bảng 2.7. Giá trị BPi và qi đối với thông số pH.......................................................41
Bảng 2.8. Bảng phân loại chất lượng nước theo Tổng cục môi trường....................42
Bảng 2.9. Bảng phân cấp đánh giá CLN phụ thuộc n..............................................45
Bảng 3.1. Kết quả phân tích nước thải khu vực mỏ Mông Dương đợt 1 [3]............52
Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải khu vực mỏ Mông Dương đợt 2 [3]............53
Bảng 3.3. Kết quả phân tích nước thải sinh hoạt khu trung tâm Mông Dương........55
Bảng 3.4. Chỉ số phụ qi của các thông số (đợt 1) tương ứng với phân hạng B1......64
Bảng 3.5. Chỉ số phụ qi của các thông số (đợt 1) tương ứng với phân hạng B2......64
Bảng 3.6. Chỉ số phụ qi của các thông số (đợt 2) tương ứng với phân hạng B1......65
Bảng 3.7. Chỉ số phụ qi của các thông số (đợt 2) tương ứng với phân hạng B2......65
6
Bảng 3.8. Trọng số của các thông số.......................................................................66
Bảng 3.9. Thang phân cấp đánh giá chất lượng nước..............................................66
Bảng 3.10. WQISI đối với thông số DO...................................................................69
Bảng 3.11. WQISI đối với một số thông số quan trắc đợt 1......................................69
Bảng 3.12. WQISI đối với một số thông số quan trắc đợt 2......................................70
Bảng 3.13. WQI tại các vị trí quan trắc..................................................................70
7
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Biểu đồ thể hiện sản lượng than xuất khẩu (bên trái) và nhập khẩu (bên
phải) của các quốc gia đứng đầu thế giới...................................................................5
Hình 1.2. Biểu đồ sản lượng than Việt Nam giai đoạn 2010 - 2014...........................7
Hình 1.3. Biểu đồ sản lượng than xuất nhập khẩu năm 2014 và 2015.......................8
Hình 1.4. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và dòng thải từ hoạt động khai thác lộ thiên
[8]............................................................................................................................ 10
Hình 1.5. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và dòng thải từ hoạt động khai thác hầm lò
[8]............................................................................................................................ 12
Hình 2.1. Phạm vi không gian khu vực nghiên cứu.................................................33
Hình 2.2. Bản đồ các vị trí lấy mẫu.........................................................................36
Hình 3.1. Đường ống xả thải của các hộ gia đình cạnh suối....................................46
Hình 3.2. Đường ống dẫn nước thải từ trạm xử lý nước thải ra suối H10................48
Hình 3.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò..................................................49
Hình 3.4. Sông Mông Dương tại thời điểm mùa khô (trái) và mùa mưa (phải).......56
Hình 3.5. Suối H10 tại thời điểm mùa khô (trái) và mùa mưa (phải).......................57
Hình 3.6. Nồng độ BOD5 và COD tại các điểm lấy mẫu trong đợt 1.......................58
Hình 3.7. Nồng độ BOD5 và COD tại các điểm lấy mẫu trong đợt 2.......................59
Hình 3.8. Nồng độ Amoni trong các mẫu nước mặt................................................59
Hình 3.9. Hàm lượng Cu trong các mẫu nước được quan trắc.................................61
Hình 3.10. Hàm lượng Mn trong các mẫu nước được quan trắc..............................61
Hình 3.11. Chỉ số chất lượng nước tương đối – Đợt 1.............................................67
Hình 3.12. Chỉ số chất lượng nước tương đối – Đợt 2.............................................68
Hình 3.13. Biểu đồ chỉ số WQI theo phương pháp của Tổng cục môi trường.........71
Hình 3.14. Nước từ suối H10 đổ ra sông Mông Dương có màu đen........................73
Hình 3.15. Lòng sông Mông Dương bị bồi lấp bởi cặn than...................................74
Hình 3.16. Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.............................76
8
BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
CLN
: Chất lượng nước
IEA
: Cơ quan năng lượng quốc tế (International Energy Agency)
Mtce
: Tỉ tấn cacbon tương đương (Metric Tons Carbon Equivalent)
NSF
: Quỹ vệ sinh môi trường Hoa Kỳ (National Sanitation
Foundation)
OECD
: Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (Organisation for
Economic Co-operation and Development)
QCVN
: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
RWQI
: Chỉ số chất lượng nước tương đối (Relative Water Quality
Index)
SMEWW
: Phương pháp chuẩn xét nghiệm nước, nước thải (Standard
methods for Examination of Water and Wastewater)
TCMT
: Tiêu chuẩn môi trường
TCCP
: Tiêu chuẩn cho phép
TKV
: Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam
TWQI
: Chỉ số chất lượng nước tổng cộng (Total Water Quality Index)
VINACOMI
N
: Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (Vietnam
National Coal – Mineral Industries Holding Coporation
Limited
VITE
: Công ty Cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường (Vinacomin
Informatics Technology, Environment Joint Stock Company)
WQI
: Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index)
9
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là quốc gia có vị trí địa lý, địa chất độc đáo, là nơi giao cắt của hai
vành đai sinh khoáng lớn Thái Bình Dương và Địa Trung Hải, lại là nước nhiệt đới
gió mùa phát triển mạnh các quá trình phong hoá thuận lợi cho sự hình thành
khoáng sản do đó ở Việt Nam có mặt hầu hết các khoáng sản quan trọng trên Trái
Đất.
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt
động khai thác than và khoáng sản đã và đang góp phần to lớn vào công cuộc đổi
mới đất nước. Ngành công nghiệp khai mỏ ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong
nền kinh tế của Việt Nam. Đi cùng với những lợi ích đem lại, hoạt động khai thác
than cũng làm phát sinh nhiều vấn đề như: gây sạt lở đất đá, suy thoái tài nguyên
rừng, bồi lắng lòng hồ, ô nhiễm nguồn nước, làm phát sinh nhiều khói bụi và chất
thải rắn… tác động nghiêm trọng tới chất lượng môi trường cũng như ảnh hưởng
không nhỏ đến sức khỏe và đời sống của người dân.
Mỏ than Mông Dương là một trong những mỏ khai thác quan trọng của tỉnh
Quảng Ninh. Trong những năm qua, mỏ than Mông Dương đã đóng góp đáng kể
vào sản lượng khai thác chung của toàn ngành, đóng góp không nhỏ vào sự phát
triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ninh. Song trong quá trình khai thác vẫn tồn
tại những hoạt động tác động xấu tới môi trường xung quanh. Nước thải do hoạt
động khai thác, chế biến than tác động tiêu cực tới nguồn nước mặt do hiện tượng
bồi lắng lòng sông, suối làm thay đổi dòng chảy, hạn chế khả năng tiêu thoát nước,
làm thay đổi chất lượng nước, ảnh hưởng lớn đến khả năng cung cấp nước cho sinh
hoạt và sản xuất. Đặc biệt, hoạt động khai thác và chế biến than ở mỏ Mông Dương
hiện đã được mở rộng hơn nhiều về quy mô nên mức tác động đến môi trường
(trong đó có sông Mông Dương là nơi tiếp nhận gần như toàn bộ nước thải của hoạt
động khai thác) có thể cũng gia tăng.
1
Xuất phát từ những lý do đó, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động
khai thác than tại mỏ Mông Dương đến chất lượng nước sông Mông Dương và đề
xuất giải pháp giảm thiểu” được thực hiện.
2. Mục đích
Xem xét thực trạng ô nhiễm và hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải tại mỏ
để đề xuất các giải pháp công nghệ và quản lý nhằm giảm thiểu tác động xấu đến
chất lượng nước sông Mông Dương.
3. Nội dung nghiên cứu
Điều tra các nguồn thải đổ vào suối H10 ra sông Mông Dương đoạn tiếp giáp
với mỏ than Mông Dương, gồm: Các nguồn thải từ khu dân cư, từ các nhà
máy/xí nghiệp xung quanh và các nguồn thải từ mỏ than Mông Dương;
Điều tra mạng lưới thu gom nước thải mỏ, gồm: nước thải sản xuất, nước
thải sinh hoạt, nước mưa chảy tràn;
Quan trắc, lấy mẫu và phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước;
Đánh giá chất lượng nước sông theo chỉ tiêu riêng lẻ và chỉ tiêu tổng hợp;
Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác than Mông Dương đối với chất
lượng nước sông Mông Dương;
Đưa ra các giải pháp kỹ thuật và quản lý để giảm thiểu.
2
Chương 1 – TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình khai thác và tiêu thụ than trên thế giới và tại Việt Nam
1.1.1. Tình hình khai thác, tiêu thụ than trên thế giới
Trong cơ cấu sử dụng năng lượng, than được coi là nguồn năng lượng truyền
thống và cơ bản. Than được dùng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. 65,5% sản
lượng than toàn cầu được dùng để sản xuất điện và nhiệt; ở các quốc gia thuộc Tổ
chức hợp tác và phát triển kinh tế (Organization for Economic Co-operation and
Development- OECD) là 82,7% (năm 2015) [16].
Tình hình khai thác than trên thế giới
Tổng sản lượng ngành than toàn thế giới năm 2016 là 7268,6 triệu tấn, giảm
458,2 triệu tấn so với năm 2015, đây là mức giảm đáng kể nhất kể từ năm 1971.
Mức sụt giảm này thậm chí còn gấp đôi mức sụt giảm hồi năm 2015 (221 triệu tấn).
Tuy nhiên, mức giảm này vẫn lớn hơn sản lượng năm 2000 tới 56,7% (2,63 tỷ tấn
[16]. Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng này đó là do việc đặt hạn
ngạch khai thác than ở Trung Quốc, cũng như do sự phát triển của ngành dầu khí.
Bảng 1.1. Sản lượng khai thác than của các quốc gia trên thế giới (triệu tấn)
Trung Quốc
Ấn Độ
Hoa Kỳ
Úc
Indonesia
Nga
Nam Phi
Đức
Ba Lan
Kazactan
Các nước khác
Thế giới
2014
3640,2
657,4
918,2
488,8
488,3
332,9
260,5
186,5
137,1
114,0
710,2
7934,1
2015
3563,2
683,1
813,7
512,4
453,5
351,7
258,6
184,7
135,8
107,3
662,8
7726,8
2016
3242,5
707,6
671,8
503,3
460,5
365,5
256,9
175,6
130,9
97,9
656,1
7268,6
(Nguồn: IEA, 2017) [16]
3
Trên thế giới, chỉ có 10 quốc gia có sản lượng khai thác lớn hơn 100 triệu
tấn/năm. Trong đó, Trung Quốc vẫn tiếp tục dẫn đầu thế giới về sản lượng khai thác
kể từ năm 1985. Năm 2016, sản lượng của Trung Quốc là 3242,5 triệu tấn, thấp hơn
năm 2015 là 320,7 triệu tấn (tương ứng khoảng 9,0%). Tuy vậy, mức sụt giảm của
Trung Quốc thậm chí còn nhiều hơn toàn bộ sản lượng khai thác của Nam Phi, mức
sụt giảm sản lượng của Mỹ còn nhiều hơn toàn bộ sản lượng của Colombia (Nam
Phi và Colombia là hai quốc gia xuất khẩu than lớn thứ 4 và thứ 5 thế giới). Trong
lịch sử, sản lượng than của OECD chiếm tới 56,6% sản lượng toàn cầu (năm 1971)
nhưng đến năm 2016, chỉ còn chiếm 23,7% [16].
Trong 10 quốc gia sản xuất than lớn nhất, chỉ có ba quốc gia có sản lượng
khai thác tăng trong năm 2016 là Ấn Độ (+24,5 triệu tấn), Nga (+13,8 triệu tấn) và
Indonesia (+7 triệu tấn). Indonesia, một trong những quốc gia đứng đầu thế giới về
sản xuất và xuất khẩu than đá.
Thị trường xuất nhập khẩu than
Mặc dù sản lượng khai thác than đá, than cốc, và than nâu đều giảm trong
năm 2016 nhưng thị trường thương mại quốc tế năm 2016 lại có bước phát triển đi
lên, với lượng nhập khẩu tăng 1,5% (lên 1313,3 triệu tấn).
Bảng 1.2. Thị trường than thế giới (triệu tấn)
Xuất khẩu than đá
2014
1048,6
2015
995,3
2016
1010,4
Xuất khẩu than cốc
312,4
303,9
314,1
Xuất khẩu than nâu
Nhập khẩu than đá
8.4
1112,1
8,9
1038,5
9,0
1045,0
Nhập khẩu than cốc
295,3
267,9
282,1
Nhập khẩu than nâu
Tổng sản lượng xuất khẩu
5,2
1369,3
5,1
1308,1
4,2
1333,5
Tổng sản lượng nhập khẩu
1412,5
1311,5
1331,3
Cán cân thương mại
43,2
3,4
-2,2
(Nguồn: IEA, 2017) [16]
4
Tính đến năm 2016 thì sản lượng than xuất khẩu tăng 21,7 % so với 2010,
và tăng gấp đôi (105,3%) kể từ năm 2000. Thị trường xuất khẩu tất cả các loại than
năm 2016 tăng 1,9%; so với 2015 (1308,1 triệu tấn). Xuất khẩu than đá tăng 14,6
triệu tấn (1,5%), than cốc tăng 10,2 triệu tấn (3,4%).
Úc và Indonesia tiếp tục giữ vững vị trí là hai quốc gia xuất khẩu than lớn
nhất thế giới năm 2016, chiếm 29,2% và 27,7%. Liên bang Nga với mức xuất khẩu
171,1 triệu tấn (chiếm 12,8% thị phần) đứng thứ ba trong bảng xếp hạng. Nam Phi,
Colombia và Mongolia có bước tăng kỷ lục trong năm 2016, với mức tăng lần lượt
1,3%; 7,1%; 78,3% với năm 2015 [16].
Năm 2016, sản lượng xuất khẩu của Indonesia tăng 0,9% (từ 365,7 triệu tấn
năm 2015 lên 368,9 triệu tấn). Sự gia tăng này một phần là do mức nhập khẩu lớn
của Trung Quốc. Mặc dù Trung Quốc tiếp tục cắt giảm nhu cầu tiêu thụ than, nhưng
do sự sụt giảm sản lượng khai thác nội địa nên mức nhập khẩu vẫn tăng. Nhập khẩu
than của Trung Quốc chiếm 26,7% tổng lượng xuất khẩu của Indonesia năm 2016.
Hình 1.1. Biểu đồ thể hiện sản lượng than xuất khẩu (bên trái) và nhập khẩu
(bên phải) của các quốc gia đứng đầu thế giới
(Nguồn: IEA, 2017) [16]
5
Tổng sản lượng than nhập khẩu năm 2016 là 1331,3 triệu tấn, tăng 1,5% so
với năm 2015. Quốc gia đóng góp lớn nhất cho sự gia tăng này chính là Trung
Quốc, với mức nhập khẩu tăng tới 25,2% đạt ngưỡng 255,6 triệu tấn, trái ngược
hẳn với mức sụt giảm 30,0% năm 2015 [16].
Tình hình tiêu thụ than trên thế giới
Tổng lượng than tiêu thụ toàn cầu trong lĩnh vực năng lượng năm 2016 giảm
1,9% tương đương với 105,7Mtce (Million tonnes of carbon equivalent - triệu tấn
cacbon tương đương), tiêu thụ than của nhóm các quốc gia OECD giảm 70,8 Mtce
(tương đương 5,3%) và các quốc gia ngoài nhóm OECD giảm 34,9 Mtce (0,9%).
Mức tiêu thụ than của OECD là 1273,1 Mtce – mức thấp nhất kể từ năm 1979 và
nếu so sánh với mức tiêu thụ than lớn nhất của các quốc gia OECD năm 2007
(1665,3 Mtce) thì con số này thậm chí còn thấp hơn 23,5% [16].
Trong năm 2016, tiêu thụ than của Trung Quốc giảm 1,8% (tương ứng với
51,2 Mtce). Nguyên nhân của hiện tượng này là do nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố
thay đổi mô hình tăng trưởng kinh tế cũng như sự quan tâm nhiều hơn đối với vấn
đề ô nhiễm không khí.
Ngành sản xuất thép và xi măng là những ngành công nghiệp phụ thuộc rất
lớn vào than, trong khi đó Trung Quốc lại là nhà sản xuất lớn nhất thế giới trong
lĩnh vực này. Năm 2015, Trung Quốc sản xuất được 446 triệu tấn cốc lò cao (coke
oven coke) (chiếm 66,0% sản lượng toàn cầu), 804 triệu tấn thép nguyên khối
(chiếm 49,6% sản lượng toàn cầu), 696 triệu tấn gang (59,9% sản lượng toàn cầu)
và xấp xỉ 2,35 tỉ tấn xi măng (57,3% sản lượng toàn cầu) [16].
Đối với nhóm các quốc gia OECD, sự thay đổi trong sản lượng tiêu thụ của
Mỹ và Vương quốc Anh là yếu tố then chốt làm thay đổi tổng sản lượng tiêu thụ.
Mỹ giảm tiêu thụ 41,6 Mtce; Vương quốc Anh giảm 17,2 Mtce; 33 quốc gia còn lại
cắt giảm tiêu thụ than cho sản xuất điện, thay vào đó là chuyển sang sử dụng khí
thiên nhiên và tài nguyên tái tạo [16].
6
1.1.2. Tình hình khai thác, tiêu thụ than ở Việt Nam
Việt Nam vốn là quốc gia có truyền thống xuất khẩu than, nhưng từ 2005 đã
trở thành quốc gia nhập khẩu than. Sản lượng nhập khẩu đạt ngưỡng 13,3 triệu tấn
năm 2016, tăng 6,4 triệu tấn so với năm 2015.
Năm 2016, sản lượng than Việt Nam khai thác được khoảng 44 triệu tấn,
thấp hơn sản lượng năm 2015 khoảng 3%. Những năm trước đây, do sản lượng khai
thác thường lớn hơn nhu cầu tiêu thụ, nên Việt nam chủ yếu xuất khẩu than. Nhưng
gần đây, do nhu cầu về điện tăng cao, Việt Nam chú trọng phát triển nhiệt điện nên
sản lượng xuất khẩu bắt đầu chững lại và nhanh chóng trở thành quốc gia nhâp khẩu
than ròng vào năm 2015. Lượng than nhập khẩu năm 2015 nhiều gấp đôi so với thời
kì trước (lên con số 7,7 triệu tấn), trong khi sản lượng xuất khẩu giảm xuống còn
1,9 triệu tấn [18].
60000
50000
nghìn tấn
40000
Khai thác
Tiêu thụ
Nhập khẩu
Xuất khẩu
30000
20000
10000
0
2010
2011
2012
2013
2014
Hình 1.2. Biểu đồ sản lượng than Việt Nam giai đoạn 2010 - 2014
(Nguồn: US.EIA, 2017) [18]
Theo số liệu của Tổng cục Hải quan, năm 2016 cả nước nhập khẩu 13,3 triệu
tấn than – phải chi 927 triệu USD. Điều này khiến cho năm 2016 trở thành năm có
giá trị than nhập khẩu bằng nhiều năm trước cộng lại và Việt Nam chính thức trở
thành nước nhập khẩu than, trong đó nhập khẩu chủ yếu là than Antraxit và than
Bitum [9]. Các nước xuất khẩu than lớn nhất sang Việt Nam lần lượt là Úc, Nga và
Trung Quốc.
7
8000
7000
nghìn tấn
6000
5000
Xuất khẩu
Nhập khẩu
4000
3000
2000
1000
0
2014
2015
Hình 1.3. Biểu đồ sản lượng than xuất nhập khẩu năm 2014 và 2015
(Nguồn: Tổng cục Hải Quan, 2015-2017) [9]
1.2. Giới thiệu về khai thác than ở Quảng Ninh
1.2.1. Khai thác than ở Quảng Nınh và các vấn đề môi trường
Quảng Ninh là một trọng điểm kinh tế, một đầu tàu của vùng kinh tế trọng
điểm phía Băc, trong đó nổi bật là khai thác than và du lịch. Quảng Ninh xếp thứ 5
cả nước về thu ngân sách nhà nước (2014). Trữ lượng than ở Quảng Ninh chiếm
90% trữ lượng than của cả nước. Tuyến mỏ than Quảng Ninh dài 150 km từ đảo Kế
Bào (Vân Đồn) tới Mạo Khê (Đông Triều) với tổng trữ lượng địa chất đã tìm kiếm
thăm dò có thể khai thác là 6,633 tỷ tấn, cho phép khai thác 30-40 triệu tấn /năm.
1.2.1.1. Hiện trạng khai thác than
Khai thác than tại Quảng Ninh được triển khai theo hai phương thức: khai
thác hầm lò và khai thác lộ thiên. Hiện nay, tại vùng than Quảng Ninh có trên 30 mỏ
hầm lò đang hoạt động, trong đó chỉ có 9 mỏ có trữ lượng huy động lớn, có công
nghệ và cơ sở hạ tầng tương đối hoàn chỉnh, khai thác với sản lượng hầm lò từ 1,0
triệu tấn/năm trở lên bao gồm như mỏ: Mạo Khê (1,6 tr.tấn), mỏ Nam Mẫu (1,5
tr.tấn), mỏ Vàng Danh (3,1 tr.tấn), mỏ Hà Lầm (1,77 tr.tấn), mỏ Ngã Hai (Quang
Hanh, 1,05 tr.tấn), mỏ Khe Chàm (1,01 tr.tấn), mỏ Khe Tam (Dương Huy 2,0 tr.tấn),
mỏ Lộ Trí (Thống Nhất 1,59 tr.tấn) và mỏ Mông Dương (1,5 tr.tấn) khai thác trong
năm 2009. Các mỏ còn lại sản lượng khai thác dưới 1,0 triệu tấn/năm, kế hoạch
8
thăm dò, dây chuyền công nghệ và cơ sở hạ tầng chưa đầy đủ bao gồm các mỏ: Bắc
Cọc Sáu (C.ty TNHH MTV than Hạ Long- Vinacomin), mỏ Tây Bắc Khe Chàm
(Tổng công ty Đông Bắc), mỏ Đồng Vông-Uông Thượng (C.ty TNHH MTV than
Uông Bí- Vinacomin) [8]. Bảng 1.3 dưới đây trình bày về tổng sản lượng than
nguyên khai được khai thác hầm lò giai đoạn 2005 2011.
Bảng 1.3 Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác hầm lò giai đoạn
2005 – 2011 [8]
ST
T
Tên chỉ tiêu
Đơn vị
2005
200
6
200
7
200
8
2009
201
0
201
1
1
Than nguyên khai
Triệu
tấn
34,5
4
40,8
43,1
42,9
43,9
46,3
47,9
2
Trong đó : than hầm
lò
Triệu
tấn
13,4
8
14,7
16,3
17,6
18,1
7
19,8
21,8
3
Tỉ trọng
%
36
36
38
41
41
42,8
45,5
4
Mét đào lò
km
22,8
26,9
27,5
28,5
31,9
36,2
37,1
Khai thác than lộ thiên luôn đóng vai trò chủ đạo trong việc đáp ứng sản
lượng của ngành than. Theo thống kê, sản lượng khai thác lộ thiên trong những năm
qua chiếm khoảng 55 - 65% tổng sản lượng than khai thác của toàn ngành. Hiện
tại, ngành than có 5 mỏ lộ thiên lớn với công suất trên 2 triệu tấn/năm là: Cao Sơn,
Cọc Sáu, Đèo Nai, Hà Tu, Núi Béo; 15 mỏ lộ thiên vừa và một số công trường khai
thác lộ thiên khác do các Công ty than hầm lò quản lý sản xuất với công suất từ 100
700 ngàn tấn/năm và một số điểm khai thác mỏ nhỏ và lộ vỉa với sản lượng than
khai thác nhỏ hơn 100 ngàn tấn/năm. Tổng sản lượng than nguyên khai được khai
thác lộ thiên giai đoạn 2005 2011 trình bày trong bảng 1.4 sau:
9
Bảng 1.4. Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác lộ thiên giai đoạn
2005 2011 [8]
ST
T
Tên chỉ tiêu
1
Than nguyên khai
200
6
2007
2008
2009
2010
2011
40,8
43,1
42,9
43,9
46,3
47,9
192
211
7,5
7,8
7,9
25,7
6
59
208,
7
8
26,1
165
25,3
3
59
216,
4
8,48
26,5
64
26,7
9
62
47,2
228,
7
8,62
54,5
274,
5
8,74
Đơn vị
2005
3
Trong đó : lộ
thiên
Tỉ trọng
Triệu
tấn
Triệu
tấn
%
34,5
4
22,0
6
64
4
Đất đá bóc
Triệu m3
5
Hệ số đất đá bóc
m3/ tấn
2
24,5
1.2.1.2. Các tác động đến môi trường từ hoạt động khai thác, sàng tuyển và vận
chuyển
a. Các nguồn gây tác động
Đối với hoạt động khai thác than lộ thiên
Các nguồn gây tác động đến môi trường do khai thác lộ thiên được thể hiện
trong hình dưới đây.
10
Hình 1.4. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và dòng thải từ hoạt động khai thác lộ thiên [8]
Bảng 1.5. Nguồn gây tác động của quá trình khai thác than lộ thiên
11
T
T
I
Nguồn phát sinh
Nhân tố tác động
Đối tượng chịu tác động
Nguồn tác động liên quan đến chất thải
Khí thải
- Khoan, nổ mìn- Bốc
xúc đất đá, than
- Vận chuyển và đổ thải
thải.
- Sửa chữa bảo dưỡng
thiết bị, máy móc,
phương
tiện
vận
chuyển...
- Sàng phân loại than.
1
Bụi
Chất thải rắn:
- Đất đá thải, xít thải, chất thải
nguy hại (dầu mỡ thải...)
- Chất thải sinh hoạt: thức ăn
thừa, giấy, gỗ...)
Nước thải khai trường
Nước thải sinh hoạt
II
1
2
3
III
1
Nước thải sản xuất trên mặt
bằng sân công nghiệp (dầu mỡ,
kim loại)
Nguồn tác động không liên quan đến chất thải
- Nổ mìn
- Bốc xúc đất đá, than
- Vận chuyển và đổ
thải
- Sửa chữa bảo dưỡng
thiết bị, máy móc,
Tiếng ồn và độ rung
phương
tiện
vận
chuyển...
- Sàng phân loại than
- Vận tải than và đất đá
thải
- Đổ thải.
Lún đất, suy giảm mực nước
Sử dụng nước ngầm
ngầm...
Tổng hợp các hoạt động Tăng trưởng phát triển, cải thiện
của dự án và ảnh hưởng chất lượng cuộc sống. Thay đổi
của tự nhiên
cơ cấu lao động trong vùng.
Các rủi ro, sự cố môi trường
Trượt lở đất (bờ mỏ, bờ
bãi thải), sụt lún, nứt đất.
2 Các rủi ro khác
Bồi lấp đất đá, than, thay đổi
địa hình diện rộng.
Chập cháy điện, hở điện, sét
đánh, mất an toàn giao thông.
Đối với hoạt động khai thác hầm lò
12
Khí quyển và môi trường không
khí xung quanh, sức khoẻ người
lao động.
Môi trường không khí, sức khoẻ
người lao động.
Bồi lắng dòng chảy; ô nhiễm
nước mặt, đất; hệ sinh thái.
Môi trường nước mặt, nước
ngầm, đất, hệ sinh thái
Môi trường nước mặt, nước
ngầm, đất.
Môi trường nước mặt, nước
ngầm, đất, hệ sinh thái.
Sức khoẻ người lao động
Địa hình, đất đai, hệ sinh thái,
mực nước ngầm...
Nền kinh tế, cơ sở hạ tầng khu
vực, công nhân, dân cư trong
khu vực.
Địa hình, đất đai, hệ sinh thái,
hệ thống thuỷ văn, người lao
động trong khu vực, kinh tế mỏ
Người lao động, dân cư trong
khu vực.
Sơ đồ nguồn gây tác động đến môi trường từ hoạt động khai thác hầm lò
được thể hiện trong hình 1.5 dưới đây.
Hình 1.5. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và dòng thải từ hoạt động khai thác
hầm lò [8]
Có thể phân loại các nguồn gây tác động và đối tượng chịu tác động theo
bảng 1.6 dưới đây:
13
Bảng 1.6. Các nguồn gây tác động của mỏ khai thác than hầm lò
TT
I
Nguồn phát sinh
Nhân tố tác động
Nguồn tác động liên quan đến chất thải
Khí quyển và môi trường không
khí xung quanh, sức khoẻ người
lao động
Môi trường không khí, sức khoẻ
người lao động
Khí thải
Bụi
- Nổ mìn
- Bốc xúc đất đá, than. Vận
chuyển và đổ thải.
- Lắp đặt thiết bị trong hầm
lò.
- Khấu than.
- Sửa chữa bảo dưỡng thiết bị,
máy móc, phương tiện vận
chuyển...
1
Chất thải rắn:
- Đất đá thải, chất thải
nguy hại (dầu mỡ thải,
bình ắc quy...).
- Chất thải sinh hoạt:
thức ăn thừa, giấy, gỗ...)
Bồi lắng lòng suối; ô nhiễm
nước mặt, đất; hệ sinh thái.
Nước thải sinh hoạt
Môi trường nước mặt, nước
ngầm, đất.
Nước thải sản xuất trên
mặt bằng công nghiệp
(dầu mỡ, kim loại) và
nước thải hầm lò khai
thác than (thường có pH
thấp, độ đục lớn).
Nguồn tác động không liên quan đến chất thải
Xói mòn, trượt lở, bồi
- Đào đắp, san gạt mặt bằng.
lắng lòng suối, sông hồ,
- Xây dựng đường xá và các suy thoái biến đổi đa
công trình phụ trợ: nhà dạng sinh học...
xưởng, nhà ở công nhân,...
Tiếng ồn và độ rung
II
1
2
3
III
Đối tượng chịu tác động
Đào lò, xây dựng các đường
lò
Lún đất
Tiếng ồn và độ rung
Tổng hợp các hoạt động của
dự án và của ảnh hưởng của
tự nhiên
Tăng trưởng phát triển,
cải thiện chất lượng
cuộc sống. Thay đổi cơ
cấu lao động trong vùng.
Rủi ro sự cố: trượt lở
đất, sụt lún, cháy nổ khí,
bục nước....
Môi trường nước mặt, nước
ngầm, đất, hệ sinh thái, sức khoẻ
người lao động
Địa hình, đất đai, hệ sinh thái, hệ
thống thuỷ văn, cơ sở hạ tầng
của khu vực, văn hoá xã hội,
kinh tế của địa phương, sức khỏe
người lao động...
Địa hình, đất đai, hệ sinh thái,
mực nước ngầm, sức khỏe người
lao động...
Nền kinh tế, cơ sở hạ tầng khu
vực, công nhân, dân cư trong
khu vực.
Người lao động trong khu vực,
địa hình, thảm thực vật, các công
trình, vật tư, kinh tế của mỏ.
Các rủi ro, sự cố môi trường
1
Trượt lở đất, sụt lún
Bồi lấp lớn, sập hầm lò,
sụt lún địa hình diện
rộng.
2
Cháy nổ khí
Cháy ngầm, nổ khí
3
Bục nước
4
Các rủi ro khác
Sập lò, ngập hầm lò do
nước.
Chập cháy điện, hở điện,
mất an toàn giao thông...
14
Địa hình, đất đai, hệ sinh thái, hệ
thống thuỷ văn, người lao động
trong khu vực.
Người lao động, các công trình
mỏ, kinh tế của mỏ.
Người lao động, dân cư trong
khu vực.
b. Đặc trưng nước thải của ngành khai thác than
Đối với nước bơm thoát từ khai trường
Trong than và đất đá ở mỏ có nhiều chất với thành phần hóa h ọc khác
nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn… Quá trình nước được lưu trong moong, có các
điều kiện vật lý, hóa học, sinh học diễn ra đã hình thành m ột d ạng n ước có
những đặc tính cơ bản cho nước thải mỏ than lộ thiên đó là có độ pH th ấp
(3
Quá trình tạo axit của nước thải mỏ như sau: Lưu huỳnh trong than tồn
tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nhưng ở dạng vô cơ chiếm tỷ trọng cao. Lưu
huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrite, khi b ị oxy hóa trong môi
trường có nước sẽ tạo thành axit theo các phản ứng:
FeS2 + 7/2 O2 + H2O = FeSO4 + H2SO4 (1)
2FeSO4 + ½ O2 + H2SO4 = Fe (SO4)3 + H2O (2)
FeS2 + Fe2(SO4)3 = 3 FeSO4 + 2S (3)
S + H2O + 3/2 O2 = H2SO4 (4)
Fe2(SO4)3 + 2H2O = 2Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5)
Các vi sinh vật ưa khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như
chủng Thiobacillus ferooxidans… hay tồn tại trong môi trường nước mỏ, khi
tham gia phản ứng có tác dụng như chất xúc tác, làm tăng c ường đ ộ và ph ạm
vi của phản ứng.
Các phản ứng (1), (2), (4) xảy ra dưới tác động của các vi sinh v ật còn
các phản ứng (3), (5) là các phản ứng hóa học.
Bảng dưới đây thể hiện kết quả phân tích chất lượng n ước th ải từ quá
trình khai thác lộ thiên của một số mỏ đi ển hình ở Quảng Ninh.
15
