Nghiên cứu môi trường đất trong khai thác quặng sắt và đề xuất giải pháp phục hồi đất tại huyện đồng hỷ, tỉnh thái nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.53 MB, 218 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM
--------------
QCH HỒNG LONG
NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG ĐẤT TRONG
KHAI THÁC QUẶNG SẮT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI
PHÁP PHỤC HỒI ĐẤT TẠI HUYỆN ĐỒNG
HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Thái Nguyên - 2021
ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM
--------------
QCH HỒNG LONG
NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG ĐẤT TRONG
KHAI THÁC QUẶNG SẮT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI
PHÁP PHỤC HỒI ĐẤT TẠI HUYỆN ĐỒNG
HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN
NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 9.44.03.01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Đỗ Thị Lan
2. PGS.TS. Đào Châu Thu
Thái Nguyên - 2021
i
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng
được ai công bố trên bất kỳ một tạp chí khoa học nào ở trong và ngồi nước hoặc đã
sử dụng trong các luận văn, luận án để bảo vệ và nhận học vị.
Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã
được cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày 27 tháng 02 năm 2021
Nghiên cứu sinh
Quách Hoàng Long
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành cơng trình này, ngồi sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận
được sự quan tâm, giúp đỡ và động viên của nhiều tập thể, các nhà khoa học, đồng
nghiệp và bạn bè. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đến tập thể các thầy, cô
giáo của Khoa Môi trường, Khoa Quản lý Tài nguyên, Phòng Đào tạo, Ban giám
hiệu, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên; Hội Khoa học đất Việt
Nam, đã tạo mọi thuận lợi và tận tình giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập,
nghiên cứu và hồn thành luận án này.
Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến PGS. TS. Đỗ
Thị Lan - Trưởng khoa Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái
Nguyên và PGS.TS. Đào Châu Thu - Hội Khoa học đất Việt Nam, là những người
thầy hướng dẫn khoa học cho đề tài luận án, đã có định hướng về nội dung, phương
pháp giải quyết vấn đề trong suốt quá trình thực hiện và hồn thành luận án này.
Tơi cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Ban giám đốc Sở Tài
nguyên và Môi trường, UBND huyện Đồng Hỷ, UBND thị trấn Trại Cau tỉnh Thái
Nguyên và Ban quản lý mỏ sắt Trại Cau, đã tạo thuận lợi cho tôi trong suốt quá
trình điều tra, thu thập số liệu, tài liệu và thực hiện các thí nghiệm, thực nghiệm mơ
hình của đề tài luận án.
Cuối cùng xin được đặc biệt cảm ơn bạn bè và những người thân đã luôn
động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong cuộc sống để hồn
thành kết quả nghiên cứu của luận án.
Thái Nguyên, ngày 27 tháng 2 năm 2021
Nghiên cứu sinh
Quách Hoàng Long
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. ix
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...............................................................................3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................3
3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................4
4. Đóng góp mới của luận án ......................................................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................5
1.1. Cơ sở khoa học về mơi trường đất sau khai thác khống sản ..............................5
1.1.1. Một số khái niệm về môi trường đất .................................................................5
1.1.2. Thối hóa đất .....................................................................................................7
1.1.3. Ơ nhiễm mơi trường đất ....................................................................................8
1.2. Khai thác khống sản và những tác động đến mơi trường .................................10
1.2.1. Khoáng sản và khai thác khoáng sản ..............................................................10
1.2.2. Tác động gây ô nhiễm môi trường của hoạt động khai thác khống sản ........13
1.3. Kim loại nặng và ơ nhiễm do kim loại nặng trong đất .......................................17
1.3.1. Kim loại nặng trong đất...................................................................................17
1.3.2. Đất ô nhiễm kim loại nặng do khai thác khống sản ......................................20
1.4. Tình hình nghiên cứu, cải tạo mơi trường đất sau khai thác khống sản trên Thế
giới và ở Việt Nam ....................................................................................................24
1.4.1. Tình hình nghiên cứu, cải tạo mơi trường đất sau khai thác khống sản trên
Thế giới .....................................................................................................................24
1.4.2. Tình hình nghiên cứu, cải tạo mơi trường đất sau khai thác khoáng sản ở Việt
Nam ...........................................................................................................................32
1.5. Nhận xét từ nghiên cứu tổng quan và hướng nghiên cứu của đề tài ..................38
iv
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................40
2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu .........................................................................40
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................40
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................40
2.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................40
2.2.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ liên quan đến
khai thác quặng sắt ....................................................................................................40
2.2.2. Hoạt động khai thác quặng sắt ảnh hưởng đến môi trường đất của khu vực mỏ
sắt Trại Cau ...............................................................................................................40
2.2.3. Đánh giá khả năng cải tạo đất sau khai thác quặng sắt của một số loài thực vật
tại khu vực mỏ sắt Trại Cau ......................................................................................40
2.2.4. Đề xuất giải pháp cải tạo đất sau khai thác quặng sắt .....................................41
2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................41
2.3.1. Khung nghiên cứu ...........................................................................................41
2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp .............................................................42
2.3.3. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp ...............................................................42
2.3.4. Xác định các vị trí lấy mẫu phân tích đất, cây và các vị trí tiến hành các thực
nghiệm .......................................................................................................................43
2.3.5. Phương pháp lấy mẫu phân tích, theo dõi các chỉ tiêu nghiên cứu .................49
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................51
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................52
3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ liên quan đến
khai thác quặng sắt ....................................................................................................52
3.1.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................52
3.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội ..................................................................................62
3.1.3. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Đồng Hỷ liên
quan đến khai thác quặng sắt ....................................................................................64
3.2. Hoạt động khai thác quặng sắt ảnh hưởng đến môi trường đất của khu vực mỏ
sắt Trại Cau ...............................................................................................................65
3.2.1. Khái quát mỏ sắt Trại Cau ..............................................................................65
3.2.2. Ảnh hưởng của khai thác quặng sắt đến hiện tượng sụt lún, mất nước tại khu
vực mỏ .......................................................................................................................69
3.2.3. Ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến tính chất đất khu vực mỏ 74
3.3. Đánh giá khả năng cải tạo đất sau khai thác quặng sắt của một số loài thực vật
tại khu vực mỏ sắt Trại Cau ......................................................................................90
v
3.3.1. Điều tra sự hiện diện và đặc điểm thực vật học của một số loại cây mọc phổ
biến trên đất vùng mỏ sắt Trại Cau ...........................................................................90
3.3.2. Đánh giá khả năng thu hút kim loại nặng của một số loại cây mọc trong đất
khu vực mỏ sắt Trại Cau .........................................................................................100
3.3.3. Tiến hành thí nghiệm và khảo sát mơ hình sử dụng các loại cây tự nhiên và
cây trồng có khả năng phục hồi đất sau khai mỏ ....................................................103
3.4. Đề xuất giải pháp phục hồi đất sau khai thác quặng sắt ..................................121
3.4.1. Căn cứ đề xuất giải pháp ...............................................................................121
3.4.2. Giải pháp về chính sách ................................................................................122
3.4.3. Giải pháp về kỹ thuật ....................................................................................122
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................125
1. Kết luận ...............................................................................................................125
2. Kiến nghị .............................................................................................................126
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN ÁN .....................................................................................................127
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................128
PHỤ LỤC
vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
GDP
Tổng sản phẩm quốc nội
HTX
Hợp tác xã
KLN
Kim loại nặng
MĐ
Mẫu đất
MĐC
MC
Mẫu đất và cây
Mẫu cây
PTNT
Phát triển nông thôn
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
THCS
Trung học cơ sở
TNHH
Trách nhiệm hữu hạn
TKV
Tập đồn Than khống sản Việt Nam
TNHH
Trách nhiệm hữu hạn
UBND
Ủy ban nhân dân
vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hiện trạng chất lượng môi trường đất tại một số mỏ ở Thái Nguyên ......15
Bảng 1.2. Các nguồn kim loại nặng từ một số hoạt động sản xuất công nghiệp ......20
Bảng 1.3. Hàm lượng KLN trong một số loại đất ở khu mỏ hoang Songcheon .......21
Bảng 1.4. Hàm lượng kim loại nặng trong đất của một số mỏ tại Anh ....................22
Bảng 1.5. Một số loài thực vật có khả năng tích luỹ kim loại nặng cao ...................30
Bảng 1.6. Các lồi thực vật có khả năng xử lý kim loại nặng ở Việt Nam...............34
Bảng 2.1. Lấy mẫu đất phân tích nhắc lại 3 lần ở các vị trí có cự ly khác nhau với
khu khai thác mỏ ......................................................................................44
Bảng 2.2. Lấy mẫu đất phân tích nhắc lại 3 lần ở các khu đất khác nhau của mỏ....45
Bảng 2.3. Lấy mẫu đất và cây phân tích đánh giá khả năng thu hút kim loại nặng
của một số loại cây mọc trong đất khu vực mỏ sắt Trại Cau ..................47
Bảng 2.4. Mơ hình trồng keo tai tượng trên đất đã hoàn thổ sau khai thác ..............49
Bảng 3.1. Nhiệt độ, ẩm độ khơng khí và lượng mưa bình qn theo tháng của Đồng
Hỷ.............................................................................................................54
Bảng 3.2. Bảng tổng hợp các mỏ quặng sắt khai thác trên địa bàn huyện Đồng Hỷ 57
Bảng 3.3. Các mỏ quặng sắt trên địa bàn huyện Đồng Hỷ theo doanh nghiệp quản lý ... 59
Bảng 3.4. Danh sách các mỏ sắt đã kết thúc khai thác và hiện trạng sử dụng đất sau
khi kết thúc khai thác ...............................................................................61
Bảng 3.5. Hiện trạng sử dụng đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 ..................................63
Bảng 3.6. Thống kê hố sụt, rạn nứt và mất nước khu mỏ Trại Cau ..........................71
Bảng 3.7. Thực trạng sụt lún đất, mất nước, rạn nứt cơng trình do khai thác mỏ ...72
Bảng 3.8. Một số tính chất lý học đất ở các vị trí so với khu vực khai trường .........75
Bảng 3.9. Một số tính chất hóa học đất ở các vị trí xa dần so với khu vực khai
trường .......................................................................................................76
Bảng 3.10. Kim loại nặng trong đất ở các vị trí xa dần so với khu vực khai trường 78
Bảng 3.11. Một số tính chất lý học đất ở các khu đất khác nhau của mỏ .................82
Bảng 3.12. Một số tính chất hóa học đất ở các khu đất khác nhau của mỏ ..............83
Bảng 3.13. Kim loại nặng trong đất ở các khu đất khác nhau của mỏ......................85
viii
Bảng 3.14. Một số loại cây trồng, cây mọc tự nhiên trên vùng đất sau khai thác mỏ
sắt .............................................................................................................91
Bảng 3.15. Đặc điểm thực vật học của cây Keo lá tràm ...........................................92
Bảng 3.16. Đặc điểm thực vật học của cây Keo tai tượng ........................................93
Bảng 3.17. Đặc điểm thực vật học của cây cỏ Lau ...................................................94
Bảng 3.18. Đặc điểm thực vật học của cây Mua .......................................................95
Bảng 3.19. Đặc điểm thực vật học của cây Dương xỉ ...............................................96
Bảng 3.20. Đặc điểm thực vật học của cây cỏ Mần trầu...........................................97
Bảng 3.21. Đặc điểm thực vật học của cây Ngải dại ................................................98
Bảng 3.22. Đặc điểm thực vật học của cây Đơn buốt ...............................................99
Bảng 3.23. Kết quả phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong đất có cây
mọc trên đất đó ......................................................................................100
Bảng 3.24. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong cây........................101
Bảng 3.25. Hệ số tích lũy sinh học của một số loại cây hấp thụ kim loại nặng......102
Bảng 3.26. Sinh khối (thân cành lá) của cây trồng trên đất sau khai khống .........104
Bảng 3.27. Một số tính chất lý học đất ở thí nghiệm cây trồng sau 2 năm .............105
Bảng 3.28. Một số tính chất hóa học đất ở thí nghiệm cây trồng sau 2 năm ..........106
Bảng 3.29. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong cây sau 02 năm trồng .. 108
Bảng 3.30. Kim loại nặng trong đất ở thí nghiệm cây trồng sau 2 năm .................109
Bảng 3.31. Sinh khối (thân cành lá) của keo tai tượng ở các mơ hình trồng ..........113
Bảng 3.32. Một số tính chất lý học đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng ............114
Bảng 3.33. Một số tính chất hóa học đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng .........116
Bảng 3.34. Kim loại nặng trong đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng.................118
ix
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Khung nghiên cứu thực trạng mơi trường và giải pháp phục hồi đất sau
khai thác quặng sắt...................................................................................41
Hình 2.2. Sơ đồ địa điểm tiến hành các nghiên cứu của đề tài .................................46
Hình 3.1. Bản đồ huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Ngun ..............................................52
Hình 3.2. Bản đồ khống sản quặng sắt trên địa bàn huyện Đồng Hỷ .....................58
Hình 3.3. Bản đồ khu vực mỏ sắt Trại Cau ...............................................................65
Hình 3.4. Sơ đồ quy trình khai thác quặng sắt tại mỏ sắt Trại Cau ..........................67
Hình 3.5. Sơ đồ cơng nghệ tuyển khống và các nguồn phát sinh chất thải .............69
Hình 3.6. Hố sụt lún đất tại tổ 12, thị trấn Trại Cau .................................................70
Hình 3.7. Rạn nứt cơng trình xây dựng tại thơn Kim Cương, xã Cây Thị................70
Hình 3.8. Mất nước tại giếng tại thơn Hịa Bình, xã Cây Thị ...................................70
Hình 3.9. Bản đồ hiện trạng và phạm vi tai biến khu vực mỏ sắt Trại Cau ..............73
Hình 3.10. Hàm lượng mùn và N, P2O5, K2O trong đất tầng 0 - 20 cm ở các vị trí xa
dần so với khu vực khai trường ...............................................................76
Hình 3.11. Hàm lượng kim loại nặng As trong đất ở các vị trí xa dần so với khu vực
khai trường ..............................................................................................78
Hình 3.12. Hàm lượng kim loại nặng Pb trong đất ở các vị trí xa dần so với khu vực
khai trường ..............................................................................................79
Hình 3.13. Hàm lượng kim loại nặng Cd trong đất ở các vị trí xa dần so với khu vực
khai trường ..............................................................................................80
Hình 3.14. Hàm lượng kim loại nặng Zn trong đất ở các vị trí xa dần so với khu vực
khai trường ..............................................................................................80
Hình 3.15. Hàm lượng mùn và N, P2O5, K2O trong đất tầng 0 - 20 cm ở các khu đất
khác nhau của mỏ ....................................................................................84
Hình 3.16. Hàm lượng kim loại nặng As trong đất ở các khu đất khác nhau của mỏ ...... 86
Hình 3.17. Hàm lượng kim loại nặng Pb trong đất ở các khu đất khác nhau của mỏ ...... 86
Hình 3.18. Hàm lượng kim loại nặng Cd trong đất ở các khu đất khác nhau của mỏ ........ 87
Hình 3.19. Hàm lượng kim loại nặng Zn trong đất ở các khu đất khác nhau của mỏ ...... 88
x
Hình 3.21. Hàm lượng mùn và N, P2O5, K2O trong đất ở các cơng thức thí nghiệm
khác nhau ...............................................................................................107
Hình 3.22. Hàm lượng kim loại nặng As trong đất ở các cơng thức thí nghiệm cây
trồng sau 2 năm ......................................................................................110
Hình 3.23. Hàm lượng kim loại nặng Pb trong đất ở các cơng thức thí nghiệm cây
trồng sau 2 năm ......................................................................................111
Hình 3.24. Hàm lượng kim loại nặng Cd trong đất ở các cơng thức thí nghiệm cây
trồng sau 2 năm ......................................................................................111
Hình 3.25. Hàm lượng kim loại nặng Zn trong đất ở các cơng thức thí nghiệm cây
trồng sau 2 năm ......................................................................................112
Hình 3.26. Độ xốp đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng......................................115
Hình 3.27. Hàm lượng mùn và N, P2O5, K2O trong đất ở mơ hình trồng keo tai tượng... 116
Hình 3.28. Hàm lượng As trong đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng ................119
Hình 3.29. Hàm lượng Pb trong đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng.................120
Hình 3.30. Hàm lượng Cd trong đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng ................120
Hình 3.31. Hàm lượng Zn trong đất ở các mơ hình trồng keo tai tượng ................121
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt
động khai thác khống sản đã và đang góp phần rất lớn vào công cuộc đổi mới đất
nước. Ngành công nghiệp khai thác mỏ đã và đang ngày càng chiếm vị trí quan
trọng trong nền kinh tế của Việt Nam. Trong những năm qua, hoạt động khai
khoáng sản đã đóng góp tới 5,6 % GDP. Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực
đạt được, chúng ta cũng đang phải đối mặt với nhiều vấn đề về mơi trường. Q
trình khai thác mỏ phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã làm thay đổi môi
trường xung quanh. Đến nay, ngành Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đã tìm kiếm,
phát hiện hơn 5.000 mỏ và điểm quặng của khoảng 60 loại khoáng sản khác nhau.
Một số khoáng sản đã được phát hiện và khai thác từ rất lâu như vàng, thiếc, chì,
kẽm, than đá và các loại vật liệu xây dựng; số khác mới được phát hiện và khai thác
như dầu khí, sắt, đồng… Một số nơi, có những mỏ nằm tập trung như than ở Quảng
Ninh, bôxit ở Tây Nguyên và apatit, đất hiếm ở miền núi phía Bắc.
Trong các tỉnh vùng núi khu vực Đơng Bắc Việt Nam, Thái Nguyên là một
trung tâm kinh tế - xã hội lớn của khu vực Đông Bắc hay cả vùng trung du và miền
núi phía Bắc, có tổng diện tích tự nhiên 3.534 km², là một trong những tỉnh có trữ
lượng khống sản lớn nhất cả nước, đặc biệt là các khoáng sản phục vụ cho ngành
luyện kim và chế biến vật liệu xây dựng như: Sắt, chì, kẽm, barit, wolfram, titan,
than, thiếc, đồng, đá, sét,... Các khoáng sản này được phân bố tập trung tại các
huyện Võ Nhai, Đại Từ, Đồng Hỷ, Phú Lương. Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thái
Ngun có khoảng 200 điểm mỏ khống sản, gồm 24 loại khống sản rắn thuộc 4
nhóm (Nhiên liệu khống; khống sản kim loại; khống chất cơng nghiệp và vật
liệu xây dựng). Số lượng doanh nghiệp, đơn vị tham gia khai thác, chế biến khoáng
sản cũng gia tăng nhanh chóng. Hoạt động khống sản của các doanh nghiệp đã
đóng góp vào nguồn thu ngân sách của tỉnh tăng trưởng liên tục qua từng năm. Đây
là hoạt động có vai trò rất lớn đối với phát triển kinh tế xã hội của địa phương.
Tuy nhiên, với tiềm năng lớn về khống sản, trên địa bàn tỉnh có rất nhiều cơ
sở khai thác, chế biến khống sản từ quy mơ nhỏ đến lớn và đây là một ngành
2
chiếm dụng diện tích đất nơng nghiệp lớn. Cũng như việc khai thác, vấn đề cải tạo
phục hồi môi trường sau khai thác khống sản, đảm bảo chất lượng mơi trường
xung quanh trong q trình khai thác vẫn cịn hạn chế và thực tế việc bảo vệ môi
trường chưa cao. Sự phát triển của ngành khai thác khống sản khơng đồng bộ với
biện pháp bảo vệ môi trường đã để lại những hậu quả suy thối mơi trường của
nhiều vùng khai thác khống sản, như: Một diện tích lớn đất nơng, lâm nghiệp trước
đây bị chiếm dụng cho mục đích khai thác khống sản vẫn để hoang hóa sau khi
khai thác; Tầng đất mặt bị xáo trộn, gây khó khăn cho việc hồn thổ phục hồi mơi
trường; Cân bằng nước khu vực bị phá vỡ, gia tăng các hiện tượng trượt lở, bồi lấp,
tích tụ các chất rắn do sự biến đổi chế độ thủy văn của dòng chảy mặt và dòng chảy
ngầm; Hệ sinh thái và cảnh quan khu vực bị biến đổi. Biểu hiện rõ nét nhất là suy
thối thảm thực vật, suy giảm diện tích rừng, cạn kiệt trữ lượng gỗ, suy giảm về
chủng loại và số lượng các loài động vật hoang dã.
Sau thời gian hoạt động của các mỏ khai thác và chế biến khoáng sản, thường
phải mất nhiều năm chúng ta mới khắc phục được những hậu quả của nó. Sau khai
thác, tầng đất mặt bị xáo trộn, trơ sỏi đá, các hiện tượng trượt lở, bồi lấp và tích tụ các
chất rắn khiến cho chất lượng nước và đất ở các vùng khai thác khoáng sản bị ảnh
hưởng. Một số khu vực đất đá thải cịn có tiềm năng hình thành dịng axit mỏ, có khả
năng hịa tan các kim loại nặng độc hại là nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng đối với nước
mặt và nước ngầm của khu vực. Q trình ơ nhiễm đất và nước dẫn đến làm giảm năng
suất cây trồng, làm nghèo thảm thực vật, suy giảm sự đa dạng sinh học. Đồng thời
chúng có tác động ngược lại làm cho q trình xói mịn, rửa trơi thối hóa đất diễn ra
nhanh hơn. Nhiều diện tích đất canh tác nơng nghiệp phải bỏ hoang, diện tích đất trống
đồi trọc tăng lên. Sự tích tụ cao các chất độc hại, các kim loại nặng trong đất sẽ làm
tăng khả năng hấp thụ các nguyên tố có hại trong cây trồng, vật nuôi và gián tiếp gây
ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người (Lưu Thế Anh, 2007).
Việc xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng rất phức tạp và thường khơng triệt để
do tính chất của đất bị thay đổi khi liên kết với kim loại nặng. Nhiều phương pháp
hóa học, lý học đã được lựa chọn để xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng như: rửa
đất, bê tơng hóa, đào đất bị ơ nhiễm chuyển đến nơi chơn lấp thích hợp, kết tủa hóa
học, oxy hóa khử, phản hấp phụ ở nhiệt độ thấp, xử lý nhiệt, trao đổi ion,... Vấn đề
3
hạn chế của những phương pháp này là chi phí quá cao so với điều kiện kinh tế ở
các nước đang phát triển, mặt khác môi trường đất sau khi xử lý không thể tái sử
dụng được (Lê Văn Khoa và cs, 2005). Do vậy, ngoài những phương pháp xử lý đất
ơ nhiễm truyền thống trước đây thì phương pháp sử dụng thực vật đang là hướng
nghiên cứu có triển vọng, thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên Thế giới
bởi tính hiệu quả về kinh tế, đơn giản và thân thiện với môi trường. Phương pháp
này tuy mới mẻ ở Việt Nam nhưng đã được thực hiện như một công nghệ thương
mại trên Thế giới từ những năm 1990 của thế kỷ trước. Tuy nhiên chưa có các biện
pháp hữu hiệu và đáp ứng vấn đề đặt ra của sản xuất và bảo vệ môi trường.
Tại huyện Đồng Hỷ, hiện tại đang có 18 mỏ sắt đang hoạt động với tổng diện
tích chiếm đất là 743,92 ha, trong đó mỏ sắt Trại Cau chiếm tới 291,04 ha. Mỏ sắt
Trại Cau cũng là mỏ được khai thác sớm nhất, từ năm 1969, còn 17 mỏ sắt khác chỉ
mới bắt đầu khai thác từ những năm 2009 cho tới nay. Q trình khai thác lâu dài,
với diện tích chiếm đất lớn, ngày càng xuất hiện những vấn đề về môi trường tại mỏ
sắt Trại Cau đang cần phải quan tâm.
Xuất phát yêu cầu nêu trên và nhằm đóng góp cơ sở dữ liệu cho thiết lập giải
pháp nâng cao hiệu quả sử dụng đất đai sau khi khai thác khống sản, chúng tơi tiến
hành thực hiện đề tài với trường hợp nghiên cứu khai thác quặng sắt tại Thái
Nguyên là “Nghiên cứu môi trường đất trong khai thác quặng sắt và đề xuất giải
pháp phục hồi đất tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Đánh giá được thực trạng môi trường đất trong khai thác quặng sắt.
- Đánh giá được hiệu quả giải pháp phục hồi đất sau khai thác quặng sắt.
- Đề xuất giải pháp phục hồi đất sau khai thác quặng sắt bằng một số loại
thực vật.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở dữ liệu mới về môi trường đất khu
vực mỏ sắt ở tỉnh Thái Nguyên. Giải pháp phục hồi đất sau khai thác quặng sắt bằng
thực vật đã góp phần bổ sung vào danh mục các giải pháp cải tạo đất ở khu vực khai
thác quặng sắt tại địa phương.
4
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở dữ liệu tham khảo tốt cho các nghiên
cứu cũng như đào tạo trong lĩnh vực tài nguyên đất ở Việt Nam.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả đánh giá thực trạng về tác động của khai thác quặng sắt đến một số
tai biến như nứt, sập sụt lún mặt đất, mất nước cũng như làm suy giảm độ phì và
gây ô nhiễm đất sau khai thác quặng sắt là cơ sở cho xác định các giải pháp phục
hồi cho đất sau khai khoáng sản ở Thái Nguyên.
- Sử dụng các loại thực vật theo tiêu chí dễ thích nghi với đất có độ phì thấp,
đất bị ơ nhiễm đồng thời phải sinh trưởng phát triển nhanh đem lại sinh khối lớn trả
lại cho đất là giải pháp tối ưu cho phục hồi đất sau khai thác quặng sắt ở Thái
Nguyên và những nơi có điều kiện tương tự.
4. Đóng góp mới của luận án
- Kết quả đánh giá thực trạng về ảnh hưởng của khai thác quặng sắt làm suy
giảm độ phì và gây ơ nhiễm đất là cơ sở dữ liệu mới góp phần xác định các giải
pháp phục hồi cho đất sau khai thác khoáng sản.
- Giải pháp nhanh chóng phục hồi độ phì đất sau khai thác quặng sắt là bằng
trồng các loại cây theo tiêu chí dễ thích nghi với đất có độ phì thấp, đất bị ô nhiễm
đồng thời phải sinh trưởng phát triển nhanh đem lại sinh khối lớn trả lại cho đất. Kết
quả đánh giá đã chọn được các loại cây ngắn ngày (đơn buốt, ngải dại, mần trầu và
dương xỉ) và cây lâu năm như keo tai tượng cho phục hồi độ phì đất và xử lý được đất
bị ơ nhiễm kim loại nặng As, Pb và Cd ở vùng khai thác quặng sắt Thái Nguyên.
5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học về mơi trường đất sau khai thác khống sản
1.1.1. Một số khái niệm về môi trường đất
1.1.1.1. Khái niệm đất
Đất là một phần của vỏ trái đất, nó là lớp phủ của lục địa mà bên dưới nó là
đá và khống sinh ra nó, bên trên là thảm thực bì và khí quyển.
Theo nguồn gốc phát sinh, Đokutraiep định nghĩa: Đất là một vật thể tự
nhiên được hình thành do sự tác động tổng hợp của năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ,
địa hình, sinh vật và thời gian (tuổi của đất). Sau đó các nhà khoa học đất đã bổ
sung thêm sự hình thành đất gồm 5 yếu tố tự nhiên và 1 yếu tố hoạt động của con
người đối với đất có sự tác động của con người (Nguyễn Mười và cs., 2000). Đất
được xem như một thể sống, nó ln ln vận động, biến đổi và phát triển.
Đối với sản xuất nông lâm nghiệp, đất là một tư liệu sản xuất vô cùng quý
giá, cơ bản và khơng gì thay thế được.
1.1.1.2. Khái niệm mơi trường đất
Mơi trường đất là mơi trường bao gồm có đất (trong đất có các vật chất vơ
cơ, hữu cơ sắp xếp thành cấu trúc nhất định), các thực vật, động vật và vi sinh vật
sống trong đất và trên mặt đất và con người (Nguyễn Thế Đặng và cs., 2020). Các
thành phần này có liên quan mật thiết và chặt chẽ với nhau. Môi trường đất được
xem như là môi trường thành phần của hệ mơi trường bao quanh nó gồm nước,
khơng khí, khí hậu.
Sự hình thành và phát triển của môi trường đất phụ thuộc rất nhiều yếu tố
môi trường. Vì vậy mỗi một loại đất và vị trí khác nhau sẽ có sự biến đổi khác nhau.
Trong đất tự nhiên, không chịu sự tác động của con người, thường sẽ tạo ra một môi
trường đất phát triển thuận lợi theo quy luật tự nhiên vốn có của nó nên không bị ô
nhiễm. Ngược lại, môi trường đất bị tác động thiếu bảo vệ của con người cơ bản sẽ
bị ô nhiễm.
Vai trò của môi trường đất: Đất là môi trường cho cây mọc trên đó, cung cấp
chất dinh dưỡng và nước cho cây sinh trưởng phát triển. Như vậy khả năng sản xuất
6
ra sản phẩm cây trồng (độ phì của đất) là thuộc tính khơng thể thiếu được của đất.
Mơi trường đất là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái. Đất được coi như
một “hệ đệm”, như một “phễu lọc” luôn luôn làm trong sạch môi trường với tất cả
các chất thải do hoạt động sống của sinh vật nói chung và con người nói riêng trên
trái đất (Nguyễn Thế Đặng và cs., 2016).
Tuy nhiên, môi trường đất một khi đã bị ô nhiễm sẽ là mối đe dọa nghiêm
trọng cuộc sống của sinh vật nói chung và con người sống trên đó.
Từ lâu mơi trường đất được coi là một hệ thống động trong đó bao gồm nhiều
thành phần hóa học phức tạp và có nhiều q trình hóa học xảy. Theo Coleman và
cộng sự (1998) đất là một hệ thống động trong đó dung dịch đất là mơi trường của các
q trình vật lý, hố học và sinh học trong đất. Dung dịch đất tồn tại ở trạng thái cân
bằng động với các chất vô cơ, chất hữu cơ, vi sinh vật và khơng khí đất. Vì thế nó đóng
vai trị quan trọng trong sự chuyển hố và vận chuyển các phân tử và các ion cần thiết
cũng như các phân tử và các ion có hại trong một hệ sinh thái.
Các q trình chuyển hố của đất gắn liền với sự sinh trưởng của thực vật,
động vật và môi trường phát triển của con người. Các quá trình xảy ra trong mơi
trường đất là nền tảng cho sự tiến hố của địa quyển, sinh quyển và mơi trường sống
của con người. Vì vậy mơi trường đất đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của
tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường và sự bền vững của hệ sinh thái. Việc nắm
vững bản chất của các phản ứng và các q trình chuyển hố trong đất ở các mức độ
nguyên tử, phân tử và vi mô là rất cần thiết đối với các chiến lược quản lý nguồn tài
nguyên mới phát triển và để hiểu được và điều chỉnh các hoạt động của hệ sinh thái
trên mặt đất trong phạm vi vùng và toàn cầu (Nguyễn Thế Đặng và cs., 2016).
Môi trường đất nông nghiệp là mơi trường bao gồm có đất canh tác, các loại
cây trồng vật ni sống trên đó và hoạt động canh tác của con người cũng như tác
động của khí hậu (Nguyễn Thế Đặng và cs., 2020).
1.1.1.3. Khái niệm chỉ thị môi trường đất
Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường 2014: Tiêu chuẩn môi trường
là giới hạn cho phép các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm
lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền
quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường.
7
Khái niệm chỉ thị môi trường:
Chỉ thị (indicator) là một tham số (parameter) hay số đo (metric) hay một giá
trị kết xuất từ tham số, dùng cung cấp thông tin, chỉ về sự mơ tả tình trạng của một
hiện tượng/mơi trường/khu vực, nó là thơng tin khoa học về tình trạng và chiều
hướng của các thông số liên quan môi trường. Các chỉ thị truyền đạt các thông tin
phức tạp trong một dạng ngắn gọn, dễ hiểu và có ý nghĩa vượt ra ngoài các giá trị
đo liên kết với chúng. Các chỉ thị là các biến số hệ thống đòi hỏi thu thập dữ liệu
bằng số, tốt nhất là trong các chuỗi thứ tự thời gian nhằm đưa ra chiều hướng, các
chỉ thị này kết xuất từ các biến số, dữ liệu.
Theo Thông tư 08/2010/TT-BTNMT: Chỉ thị môi trường là thông số cơ bản
phản ánh các yếu tố đặc trưng của mơi trường phục vụ mục đích đánh giá, theo dõi
diễn biến chất lượng môi trường, lập báo cáo hiện trạng môi trường.
Sinh vật chỉ thị môi trường hay chỉ thị sinh học môi trường là căn cứ vào
sinh vật sống để đánh giá mơi trường mà nó đang sống (Nguyễn Thế Đặng, 2014).
1.1.2. Thối hóa đất
Thối hố là khái niệm để chỉ sự suy giảm theo chiều hướng xấu đi so với
ban đầu. Thoái hoá đất được hiểu là quá trình suy giảm độ phì nhiêu của đất từ đó
làm cho sức sản xuất của đất bị suy giảm theo.
Thối hố đất là các q trình thay đổi các tính chất hố lý và sinh học của
đất dẫn đến giảm khả năng của đất trong việc thực hiện các chức năng của đất như:
Cung cấp chất dinh dưỡng và tạo ra không gian sống cho cây trồng, vật ni và hệ
sinh thái, điều hồ và bảo vệ lưu vực thông qua sự thấm hút và phân bố lại nước,
mưa, dự trữ độ ẩm, hạn chế sự biến động của nhiệt độ, hạn chế ô nhiễm nước ngầm
và nước mặt bởi các sản phẩm rửa trơi.
Ở Việt Nam nhóm đất đồi núi mà đa số là đất dốc là bị thối hóa nghiêm trọng
hơn cả, kế theo là đất cát ven biển của các địa phương Nam Trung Bộ, Đơng Nam Bộ.
Trong vùng đất đồi núi, thì đất khu vực bán sơn địa nằm ở vùng tiếp giáp
giữa vùng núi và đồng bằng bị thối hóa mạnh mẽ nhất do cường độ canh tác lớn và
dốc. Mặt khác rất nhiều vùng khai thác khoáng sản, làm thay đổi và đảo lộn đất đã
làm cho đất sau khai thác bị thối hóa nghiêm trọng (Nguyễn Tử Siêm và Thái
Phiên, 1999).
8
Đặc biệt, đối với các vùng đất sau khai thác khống sản trở nên thối hóa
nghiêm trọng do q trình khai thác đã làm đảo lộn các tầng đất, đến khi hồn thổ
thì khơng cịn theo như gốc tự nhiên trước khi khai thác. Vì vậy, từ suy giảm hàm
lượng chất hữu cơ, giảm độ xốp, mất kết cấu đã làm giảm khả năng thấm nước và
sức chứa ẩm (Mai Văn Trịnh và cs, 2015).
1.1.3. Ơ nhiễm mơi trường đất
1.1.3.1. Khái niệm ô nhiễm môi trường đất
(1) Đất bị ô nhiễm được hiểu là khi hàm lượng một số nguyên tố hóa học có
trong đất vượt quá ngưỡng thường có của loại đất đó, hoặc đất chứa một một số
chất gây độc trực tiếp.
(2) Ơ nhiễm mơi trường là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại
hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe con
người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường. Đất được xem là ô nhiễm khi
nồng độ các chất độc tăng lên quá mức an toàn, vượt lên khả năng tự làm sạch của
môi trường đất.
(3) Ô nhiễm môi trường đất là hậu quả các hoạt động của con người làm thay
đổi các nhân tố sinh thái vượt qua những giới hạn sinh thái của các quần xã sống
trong đất. Đất bị ô nhiễm nghiêm trọng hay ơ nhiễm trong một thời gian dài thì sẽ
dẫn đến tình trạng suy thối đất, khiến đất mất dần đi khả năng sản xuất vốn có của
đất (Nguyễn Thế Đặng và cs., 2016).
(4) Ơ nhiễm đất khơng những làm giảm khả năng sản xuất của đất mà còn
làm ảnh hưởng đến cây trồng, gia súc và con người.
(5) Ô nhiễm đất cịn làm hại đến mơi trường khác như nước ngầm, nước mặt
và khơng khí, từ đó ảnh hưởng đến con người.
1.1.3.2. Nguồn gốc ơ nhiễm đất
Ơ nhiễm mơi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm hàm lượng
các chất tự nhiên trong đất tăng lên, hoặc thêm các độc chất lạ (đến mức vượt tiêu
chuẩn cho phép), gây độc hại cho môi trường, sinh vật và làm xấu cảnh quan. Như
ta biết, đất là tài nguyên thiên nhiên quan trọng nhất trong sản xuất nông lâm
nghiệp. Ngoài ra đất được dùng làm nơi ở, đường giao thông, kho tàng, mặt bằng
sản xuất công nghiệp…
9
- Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất (Nguyễn Thế Đặng và cs., 2016):
+ Ô nhiễm đất do sử dụng phân bón hóa học trong sản xuất nơng nghiệp:
Khi sử dụng với lượng lớn và liên tục phân bón hóa học sẽ gây ơ nhiễm đất.
Trong thực tế khi bón phân đạm quá nhiều và liên tục sẽ dẫn đến tích lũy NO3trong đất và nhất là trong nước ngầm. Hàm lượng NO3- có thể lên đến trên 10mg/lít
nước trong các giếng khoan ở vùng đồng bằng do bón phân đạm hóa học.
+ Ơ nhiễm đất do sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp:
Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường được sử dụng như: Thuốc diệt sâu
bệnh, diệt cỏ, diệt chuột...khi sử dụng bao giờ cũng để lại lượng tồn dư trong đất.
Tùy theo loại thuốc và số lượng sử dụng mà lượng tồn dư nhiều hay ít, lâu hay
chóng tồn tại trong đất và gây ô nhiễm đất (Nguyễn Minh Hưng, 2019).
Thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng ở nước ta khơng nhiều trong vịng 10
năm gần đây, tính bình qn chỉ đạt 0,3 - 0,4 kg hoạt chất/ha/năm (năm cao nhất
cũng mới đạt 0,6 - 0,7 kg hoạt chất/ha/năm). Tuy nhiên, vì người dân sử dụng
khơng đúng quy trình nên vẫn gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. Đặc
biệt, hiện nay vẫn cịn một số loại thuốc bị cấm mà người dân vẫn đang sử dụng.
+ Ô nhiễm đất do ảnh hưởng của nước thải thành phố, khu công nghiệp:
Hiện nay nước thải của đa số đô thị và nhà máy công nghiệp hầu như không
được xử lý, vì vậy gây ơ nhiễm nặng cho đất vùng lân cận, nhất là đất nông nghiệp
sử dụng nước tưới từ nước thải.
Nước thải của đô thị và khu công nghiệp ngồi chứa muối mặn, chất kiềm
hoặc axit cịn thường chứa các kim loại nặng như Hg, Pb, Cd, As.... Mặc dù các
chất này khi thấm vào đất được vi sinh vật phân giải làm giảm bớt hàm lượng,
nhưng dù chỉ tồn tại trong đất một thời gian ngắn vẫn làm ơ nhiễm đất.
+ Ơ nhiễm đất do khai thác khống sản:
Đất bãi thải, đất hồn thổ của khu vực khai thác khống sản đều bị ơ nhiễm
do tác động làm đảo lộn đất của quá trình khai thác. Đất xung quanh khu khai thác
khống sản cũng bị ơ nhiễm do ảnh hưởng của dịng chảy và khơng khí (Đặng
Văn Minh, 2011).
+ Ô nhiễm đất do các nguyên nhân khác:
10
Hoạt động của các phương tiện giao thông được coi là một ngun nhân làm ơ
nhiễm mơi trường khơng khí và đất nước xung quanh đường giao thơng bởi khí CO....
Vùng đất xung quanh các trạm xăng dầu cũng bị ô nhiễm kim loại nặng Pb…
1.2. Khai thác khoáng sản và những tác động đến mơi trường
1.2.1. Khống sản và khai thác khoáng sản
1.2.1.1. Khoáng sản
Khoáng sản là khoáng vật, khống chất có ích được tích tụ tự nhiên ở thể rắn,
thể lỏng, thể khí tồn tại trong lịng đất, trên mặt đất, bao gồm cả khoáng vật, khoáng
chất ở bãi thải của mỏ. Khoáng sản là những dạng vật chất rất gần gũi và đóng vai
trị to lớn trong đời sống con người như sắt, than đá, kẽm, vàng, dầu khí, nước
khống thiên nhiên… Giá trị to lớn của khống sản cũng như tính phức tạp của các
quan hệ xã hội phát sinh trong quá trình khảo sát, thăm dị, khai thác, chế biến
khống sản tất yếu dẫn tới Nhà nước quản lý khoáng sản bằng pháp luật (Cục Địa
chất và Khống sản Việt Nam, 2008).
Vậy dưới góc độ pháp luật, Khoáng sản được hiểu bao gồm các tài ngun
trong lịng đất, trên mặt đất dưới dạng những tích tụ tự nhiên khống vật, khống
chất có ích ở thể rắn, thể lỏng, thể khí, hiện tại hoặc sau này có thể khai thác. Khống
vật, khống chất ở bãi thải của mỏ mà sau này có thể được khai thác lại, cũng là
khoáng sản (khoản 1 Điều 3 Luật Khoáng sản 1996; Luật sửa đổi, bổ sung một số điều
của Luật khoáng sản 2005).
Luật Khoáng sản 2010 được Quốc hội thơng qua ngày 17 tháng 11 năm 2010
có quy định Khống sản là khống vật, khống chất có ích được tích tự nhiên ở thể
rắn, thể lỏng, thể khí tồn tại trong lịng đất, trên mặt, bao gồm cả khống vật,
khống chất ở bãi thải của mỏ”.
Theo tính chất của cơng dụng, khống sản được chia ra làm bốn nhóm:
khống sản kim loại, khoáng sản phi kim, khoáng sản nhiên liệu và khoáng sản
nước như sau (Nguyễn Văn Lâm, 2009):
- Khống sản kim loại là những quặng, qua q trình chế luyện, lấy ra kim
loại hoặc hợp chất của chúng, thuộc nhóm này gồm: Nhóm khống sản sắt và hợp
kim sắt (sắt, Mangan, Crơm…); Nhóm kim loại cơ bản (Thiếc, Đồng, Chì, Kẽm…);
11
Nhóm kim loại nhẹ (Nhơm, Titan, Magiê…); Nhóm kim loại phóng xạ (Uran, thori,
rađi) và nhóm kim loại hiếm và đất hiếm.
- Khoáng sản phi kim là những quặng được sử dụng trực tiếp hoặc qua chế
biến để lấy ra đơn chất hoặc hợp chất khơng kim loại: nhóm khống sản hóa chất và
phân bón (lưu huỳnh, apatit, phơtphorit…); Nhóm nguyên liệu gốm sứ - chịu lửa
(sét, kaolin…) và nhóm nguyên liệu kiến trúc xây dựng (cát, đá vôi, đá hoa…).
- Khống sản nhiên liệu gồm các đá có nguồn gốc sinh vật (than bùn, than
đá, dầu…). Loại khoáng sản này ngồi việc làm chất đốt, khống sản nhiên liệu cịn
để sản xuất ra hóa phẩm, dược phẩm và các thành phần khác (sợi nhân tạo, vật liệu
khn đúc.v.v…).
- Khống sản nước: Là các loại nước được dùng cho sinh hoạt và cơng
nghiệp như nước khống, bùn khống sử dụng trong y tế và sinh hoạt.
1.2.1.2. Khai thác khoáng sản
Khai thác khoáng sản là hoạt động xây dựng cơ bản mỏ, khai đào, sản xuất
và các hoạt động có liên quan trực tiếp nhằm thu hồi khoáng sản (khoản điều 3 Luật
Khống sản 1996). Theo Luật khống sản 2010 thì khai thác khoáng sản là hoạt
động nhằm thu hồi khoáng sản, bao gồm xây dựng cơ bản mỏ, khai đào, làm giàu và
các hoạt động có liên quan. Đây là hoạt động được tiến hành sau khi đã có giấy
phép khai thác khống sản của cơ quan Nhà nước có thẩm quyền và được tính từ
khi mỏ bắt đầu xây dựng cơ bản (hay còn gọi là mở mỏ), khai thác bình thường theo
cơng thức thiết kế, cho đến khi mỏ mỏ kết thúc khai thác (đóng cửa mỏ - phục hồi
môi trường).
Trước đây, trong thời kỳ bao cấp hoạt động khai thác khống sản chủ yếu do
các tổng cơng ty, công ty nhà nước thực hiện tại các mỏ đã được tìm kiếm, thăm dị
bằng nguồn vốn của Nhà nước như apatit, quặng sắt, than, đá vôi, sét làm nguyên
liệu xi măng, thiếc… với số lượng rất ít. Sau năm 1996 khi Luật khống sản được
ban hành, với chính sách đầu tư của Nhà nước, hoạt động khai thác đã phát triển
nhanh cả về quy mô và thành phần kinh tế tham gia hoạt động khoáng sản, nhất là
trong vài năm trở lại đây.
Khai thác khoáng sản, hay khai thác mỏ là hoạt động khai thác khoáng
sản hoặc các vật liệu địa chất từ dưới mặt đất, thường là các thân quặng, mạch
12
hoặc vỉa than. Các vật liệu được khai thác từ mỏ như kim loại cơ bản, kim loại quý,
sắt, urani, than, kim cương, đá vôi, đá phiến dầu, đá muối và kali cacbonat. Khai
thác mỏ ở nghĩa rộng hơn bao gồm việc khai thác các nguồn tài nguyên không tái
tạo (như dầu mỏ, khí thiên nhiên, hoặc thậm chí là nước (Nguyễn Văn Lâm, 2009).
1.2.1.3. Đất sau khai thác khoáng sản
Trong khai thác khoáng sản, nhất là mỏ lộ thiên, để đến được quặng người ta
bắt buộc phải đào lớp đất đá phủ bên trên hoặc giữa các lớp quặng. Lượng đất đá
này sẽ được đưa đến các bãi thải. Ngoài ra, với các mỏ đã hết chu kỳ khai thác, đất
đá sẽ được chuyển trở lại để lấp các khu vực đã lấy hết quặng. Tất cả các loại đất đá
trên chính là đất sau khai thác khống sản (Luật Khoáng sản, 1996).
Đất sau khai thác mỏ là đất đã bị thay đổi tính chất lý, hóa, sinh học, thảm
thực vật... sau quá trình khai thác tài nguyên trong đất của con người, cụ thể (Đặng
Văn Minh và cs., 2011):
- Một diện tích lớn đất nơng, lâm nghiệp trước đây bị chiếm dụng cho mục
đích khai thác khống sản vẫn để hoang hóa sau khi khai thác.
- Tầng đất mặt bị xáo trộn, gây khó khăn cho việc hồn thổ phục hồi môi trường.
- Cân bằng nước khu vực bị phá vỡ, gia tăng các hiện tượng trượt lở, bồi lấp, tích
tụ các chất rắn do sự biến đổi chế độ thủy văn của dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm.
- Chất lượng nước ở các vùng khai thác khoáng sản bị ảnh hưởng. Phần lớn
nước ở các vùng khai thác khoáng sản đều bị ảnh hưởng bởi độ đục cao do lượng
bùn mịn trong nước thải cao. Các loại thuốc tuyển khống cịn dư lại trong bùn thải
cũng có khả năng gây ơ nhiễm nguồn tiếp nhận. Ở một số khu vực đất đá thải cịn
có tiềm năng hình thành dịng axit mỏ, có khả năng hịa tan các kim loại nặng độc
hại là nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng đối với nước mặt và nước ngầm của khu vực.
- Hệ sinh thái và cảnh quan khu vực bị biến đổi. Biểu hiện rõ nét nhất là suy
thoái thảm thực vật, suy giảm diện tích rừng, cạn kiệt trữ lượng gỗ, suy giảm về
chủng loại và số lượng các loài động vật hoang dã.
- Các sự cố và rủi ro môi trường tại các vùng khai thác như trượt lở,
sập hầm….
13
1.2.2. Tác động gây ô nhiễm môi trường của hoạt động khai thác khống sản
1.2.2.1. Các tác động gây ơ nhiễm môi trường trong hoạt động khai thác mỏ
Các hoạt động khai khoáng xả vào đất một lượng lớn các phế thải của chúng.
Các lượng phế thải đó, nguy hiểm nhất là các chất thải nguy hại, được thông qua khí
thải, nước thải và rác thải hoặc thải trực tiếp xuống đất. Chúng làm ô nhiễm môi
trường đất, phá huỷ sự cân bằng của hệ sinh thái đất.
Quá trình khai khống gây ơ nhiễm và suy thối mơi trường đất ở mức
nghiêm trọng nhất. Do khai thác, một lượng lớn phế thải, quặng… từ lòng đất được
đưa lên trên bề mặt. Mặt khác thảm thực vật trong khu vực khai khống bị hủy diệt,
đất có thể bị xói mịn. Tiếp theo là một lượng lớn phế thải, xí quặng theo khói bụi
bay vào khơng khí rồi lại lắng đọng xuống đất và làm nhiễm bẩn đất trong một
phạm vi lớn.
Các chất thải này thường xuyên chứa những sản phẩm độc hại ở dạng dung
dịch và dạng rắn. Khoảng 50 % chất thải công nghiệp là dạng rắn (than, bụi, chất
hữu cơ xí quặng…) và trong đó 15 % có khả năng gây độc nguy hiểm. Độ pH của
đất giảm do mưa axít và chất thải cơng nghiệp. Tương ứng sự giảm đi 50 % độ no
bazơ nghĩa là 1/2 cation bazơ đã được thay thê bằng H+ và Al3+ (Anderson, J. C.,
& Gerbing D.W.,1988).
Tác động môi trường của hoạt động khai thác mỏ bao gồm xói mịn, sụt đất,
mất đa dạng sinh học, ô nhiễm đất, nước ngầm và nước mặt do hóa chất từ chế biến
quặng. Trong một số trường hợp, rừng ở vùng lân cận còn bị chặt phá để lấy chỗ
chứa chất thải mỏ. Bên cạnh việc hủy hoại mơi trường, ơ nhiễm do hóa chất cũng
ảnh hưởng đến sức khỏe người dân địa phương, ở những vùng hoang vu, khai
khống có thể gây hủy hoại hoặc nhiễu loạn hệ sinh thái và sinh cảnh. còn ở nơi
canh tác thì hủy hoại hoặc nhiễu loạn đất trồng cấy và đồng cỏ (Wikipedia, 2020).
• Tác động cơ học của hoạt động khai thác khống sản
Q trình đào xới, vận chuyển đất đá và quặng làm địa hình khu khai thác bị
hạ thấp, ngược lại, quá trình đổ chất thải rắn làm địa hình bãi thải được nâng cao.
Những thay đổi này sẽ dẫn đến những biến đổi về điều kiện thủy văn, các yếu tố của
dòng chảy trong khu mỏ như thay đổi khả năng thu, thoát nước, hướng và vận tốc
dòng chảy mặt, chế độ thủy văn của các dòng chảy.
