Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá một số nguồn ô nhiễm bụi, nước thải trong ngành than trên địa bàn trọng điểm thành phố Hạ Long, thành phố Cẩm Phả của tỉnh Quảng Ninh và đề xuất các giải pháp quản lý, xử lý đến năm 2015

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, đánh giá một cách đầy đủ, khách quan và khoa học về một số nguồn ô nhiễm môi trường trong ngành than trên địa bàn TP Hạ Long và TP Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá một số nguồn ô nhiễm bụi, nước thải trong ngành than trên địa bàn trọng điểm thành phố Hạ Long, thành phố Cẩm Phả của tỉnh Quảng Ninh và đề xuất các giải pháp quản lý, xử lý đến năm 2015

ĐẠI HỌC QUỐC G IA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG VŨ XUÂN LỊCH ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ NGUỒN Ô NHIỄM BỤI, NƢỚC THẢI TRONG NGÀNH THAN TRÊN ĐỊA BÀN TRỌNG ĐIỂM THANH PHỐ HẠ LONG, THÀNH PHỐ CẨM PHẢ CỦA TỈNH QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, XỬ LÝ ĐẾN NĂM 2015 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Hà Nội – Năm 2013 i
ĐẠI HỌC QUỐC G IA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG VŨ XUÂN LỊCH ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ NGUỒN Ô NHIỄM BỤI, NƢỚC THẢI TRONG NGÀNH THAN TRÊN ĐỊA BÀN TRỌNG ĐIỂM THANH PHỐ HẠ LONG, THÀNH PHỐ CẨM PHẢ CỦA TỈNH QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, XỬ LÝ ĐẾN NĂM 2015 Chuyên ngành: Môi trƣờng trong phát triển bền vững (Chƣơng trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN YÊM Hà Nội – Năm 2013 ii
LỜI CẢM ƠN Với tất cả lòng chân thành, em xin bày tỏ lời cảm ơn tới Ban giám hiệu Đại học Quố c gia Hà Nội, Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Quảng Ninh; Thành uỷ, UBND thành phố Cẩm Phả; Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin), Phòng cảnh sát PCTP về môi trƣờng Công an tỉnh Quảng Ninh; Bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, xây dựng và hoàn thành Luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm nghiên cứu Tài nguyên và môi trƣờng – Đại học quốc gia Hà Nội đã ta ̣o điề u kiê ̣n cho tôi trong quá trình nghiên cƣ́u và ho ̣c tâ ̣p tại trƣờng. Tôi xin cảm ơn các cán bộ làm việc tại trung tâm nghiên cứu Tài nguyên và môi trƣờng – Đại học quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện và trực tiếp giúp đỡ tôi trong quá trình học tập thực hiện Luận văn. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự chỉ bảo, giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Trần Yêm – Đại học Quố c gia Hà Nội cùng toàn thể các thầy cô giáo trong trung tâm nghiên cứu Tài nguyên và môi trƣờng – Đại học quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn này./. Tác giả Luận văn Vũ Xuân Lịch iii
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung của Luận văn này đƣợc hình thành và phát triển từ những quan điểm của cá nhân tôi, dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS. TS Trần Yêm. Các số liệu và kết quả có đƣợc trong Luận văn là hoàn toàn trung thực. Hà Nội, ngày......... tháng....... năm 2013 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Xuân Lịch iv
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ viii DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................ix DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... x MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1 Chƣơng I........................................................................................................................... 4 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THAN VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG CỦA CÁC HOẠT ĐỘNG TRONG NGÀNH THAN ........................................................................ 4 1.1. Cơ sở lý luận về bụi và nƣớc thải trong ngành than ................................................. 4 1.1.1. Khái niệm, phân loại, tác hại về bụi ...................................................................... 4 1.1.2. Khái niệm và tác hại của nƣớc thải mỏ ................................................................. 5 1.1.2.1. Khái niệm ............................................................................................................ 5 1.1.2.2. Tác động đến môi trường nước ........................................................................... 5 1.2. Hiện trạng về tình hình sản xuất trên thế giới và ở Việt Nam .................................. 5 1.2.1. Sản xuất than trên thế giới..................................................................................... 5 1.2.2. Hiện trạng khai khác than ở Việt Nam.................................................................. 9 1.2.2.1. Thực trạng môi trường do ảnh hưởng của hoạt động trong ngành than ........... 9 1.2.2.2. Tình hình quản lý môi trường ........................................................................... 13 1.2.3. Tổng quan các vấn đề môi trƣờng về ngành than tại TP Hạ Long, TP Cẩm Phả - Tỉnh Quảng Ninh ........................................................................................................... 14 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................................... 16 2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................................... 16 2.1.1. Thành phố Hạ Long ............................................................................................ 16 2.1.1.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................. 16 2.1.1.1. Điều kiện kinh tế xã hội và môi trường ............................................................. 17 v
2.1.2. Thành phố Cẩm Phả ............................................................................................ 19 2.1.2.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................. 19 2.1.2.1. Điều kiện kinh tế xã hội và môi trường ............................................................. 19 2.2. Thời gian nghiên cứu .............................................................................................. 20 2.3. Đối tƣợng nghiên cứu.............................................................................................. 20 2.4. Phƣơng pháp luận.................................................................................................... 20 2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................... 21 2.5.1. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực địa: ............................................................ 21 2.5.2. Phƣơng pháp thu thập tài liệu ............................................................................. 21 2.5.3. Phƣơng pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của ngƣời dân .............................. 21 2.5.4.Phƣớng pháp quan trắc môi trƣờng ...................................................................... 22 2.5.5. Phƣơng pháp so sánh........................................................................................... 22 Chƣơng III ...................................................................................................................... 24 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................................................ 24 3.1. Đánh giá hiện trạng các nguồn gây ô nhiễm không khí của ngành than ................ 24 3.1.1. Bóc đất đá, nổ mìn .............................................................................................. 25 3.1.2. Sàng tuyển than ................................................................................................... 26 3.1.3. Vận chuyển đất đá thải và sản phẩm ................................................................... 29 3.1.4. Đổ thải tại các bãi ................................................................................................ 31 3.1.5. Các kho bãi chứa than ......................................................................................... 34 3.1.6. Bốc dỡ than tại các cảng ..................................................................................... 36 3.1.7. Ảnh hƣởng của bụi từ khai thác hầm lò .............................................................. 38 3.2. Nguồn nƣớc thải từ sản xuất than ........................................................................... 39 3.2.1. Sàng tuyển than ................................................................................................... 39 3.2.2. Nƣớc thải từ khai thác hầm lò ............................................................................. 42 3.2.3. Nƣớc mƣa chảy tràn qua khai trƣờng.................................................................. 45 3.2.4. Nƣớc mƣa chảy tràn qua kho bãi chứa than ........................................................ 46 3.2.5. Nƣớc mƣa chảy tràn qua cảng chứa than ............................................................ 47 vi
3.2.6. Nƣớc thải sinh hoạt của công nhân lao động trong các công ty than ở khu vực nghiên cứu ..................................................................................................................... 48 3.3. Các vụ vi phạm pháp luật về quản lý môi trƣờng của các doanh nghiê ̣p than trên điạ bàn nghiên cƣ́u. ........................................................................................................ 51 3.4. Đánh giá hiện trạng quản lý môi trƣờng của các doanh nghiệp sản xuất than trong vùng nghiên cứu ............................................................................................................. 53 3.4.1. Đánh giá về thể chế/tổ chức ................................................................................ 53 3.4.2. Đánh giá việc thực hiện các chính sách, luật pháp và các quy định về bảo vệ môi trƣờng của các doanh nghiệp ........................................................................................ 54 3.4.3. Thực hiện các biện pháp quản lý chất thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng do bụi và do nƣớc thải .............................................................................................................. 54 3.5. Dự báo nguồn thải gây ô nhiễm môi trƣờng của sản xuất than đến năm 2015....... 56 3.5.1. Cơ sở dự báo ....................................................................................................... 56 3.5.2. Kết quả dự báo .................................................................................................... 58 3.6. Đề xuất các giải pháp quản lý môi trƣờng trong sản xuất than .............................. 61 3.6.1. Xây dựng hệ thống quản lý môi trƣờng ở từng doanh nghiệp ............................ 61 3.6.2. Xây dựng chính sách quy định cụ thể về bảo vệ môi trƣờng của từng doanh nghiệp ............................................................................................................................ 61 3.6.3. Xây dựng quỹ bảo vệ môi trƣờng của từng doanh nghiệp .................................. 62 3.6.4. Xây dựng chƣơng trình quản lý và giám sát môi trƣờng .................................... 63 3.6.5. Biện pháp xử lý bụi ............................................................................................. 65 3.6.1.1 Đối với công tác khoan, nổ mìn ........................................................................ 66 3.6.1.2. Đối với công tác bốc, xúc, vận chuyển than ..................................................... 69 3.6.6. Biện pháp xử lý nƣớc thải mỏ ............................................................................. 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................ 78 1. Kết luận ...................................................................................................................... 78 2. Kiến nghị .................................................................................................................... 78 vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT HĐKS Hoạt động khoáng sản TNTN Tài nguyên thiên nhiên MT Môi trƣờng TN&MT Tài nguyên và môi trƣờng KS Khoáng sản TP Thành phố TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài nguyên môi trƣờng UNESCO Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hóa của Liên hiệp quốc HĐND Hội đồng nhân dân UBND Ủy ban nhân dân BVMT Bảo vệ môi trƣờng KTV Tập đoàn Than khoáng sản Việt Nam CP Cổ phần COD Nhu cầu ô xy hóa học BOD Nhu cầu ô xy sinh học XLNT Xử lý nƣớc thải XN Xí nghiệp viii
DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Mức độ tạo bụi của các hoạt động khai thác than [3] ................................... 24 Bảng 3.2. Tổng khối lƣợng đất đá đổ thải của các mỏ than lộ thiên [25] ...................... 25 Bảng 3.3. Thống kê một lƣợng đất đá thải do hoạt động nổ mìn tại một số mỏ............ 25 Bảng 3.4. Một số nhà máy tuyển than ở khu vực Hạ Long, Cẩm Phả ........................... 27 Bảng 3.5. Thải lƣợng bụi phát sinh của Công ty tuyển than Cửa Ông .......................... 28 Bảng 3.6. Khả năng phát thải bụi của một số hoạt động................................................ 30 Bảng 3.7. Một số bãi thải điển hình ............................................................................... 31 Bảng 3.8. Tải lƣợng bụi phát sinh từ hoạt động vận chuyển ......................................... 36 Bảng 3.9. Một số cảng bốc dỡ than lớn tại vùng than trọng điểm ................................. 37 Bảng 3.10. Nồng độ bụi ở các lò chuẩn bị dọc vỉa than mức –25/+30 ........................... 38 Bảng 3.11. Nồng độ bụi ở các lò chợ vỉa 9B Đông -25/+30.......................................... 39 Bảng 3.12. Hàm lƣợng các chất ô nhiễm trong nƣớc thải đƣa vào suối (khi không có biện pháp giảm thiểu) theo tiêu chuẩn 20 TCN-51-84................................................... 43 Bảng 3.13. Lƣợng nƣớc thoát của các vỉa ...................................................................... 46 Bảng 3.14. Lƣợng nƣớc mƣa chảy tràn qua một số cảng chứa than .............................. 47 Bảng 3.15. Tải lƣợng các chất ô nhiễm trong nƣớc thải ................................................ 48 Bảng 3.16. Lƣợng chất ô nhiễm do mỗi ngƣời hàng ngày đƣa vào môi trƣờng ............ 50 Bảng 3.17. Hàm lƣợng chất ô nhiễm trong nƣớc thải sinh hoạt ở mỏ than Núi Béo..... 50 Bảng 3.18. Dự báo tải lƣợng bụi trong khai thác lộ thiên đến năm 2015 ...................... 59 Bảng 3.19. Dự báo thải lƣợng bụi trong khai thác hầm lò đến năm 2015 [20] ............ 59 Bảng 3.20. Dự báo tổng tải lƣợng bụi trong khai thác than trên địa bàn TP Hạ Long, TP Cẩm Phả đến năm 2015.................................................................................................. 59 Bảng 3.21. Dự báo tải lƣợng nƣớc thải trong khai thác lộ thiên đến năm 2015 ........... 60 Bảng 3.22. Dự báo lƣu lƣợng nƣớc thải trong khai thác hầm lò đến năm 2015 [20].... 60 Bảng 3.23. Kinh phí xây dựng quỹ BVMT một số mỏ than .......................................... 62 Bảng 3.24. Nồng độ một số chất khí và bụi ở gƣơng lò ................................................ 68 ix
Bảng 3.25. Hiệu quả giảm thiểu bụi ở lò chuẩn bị [8] .................................................. 70 Bảng 3.26. Hiệu quả giảm thiểu bụi ở lò chợ [8] .......................................................... 71 Bảng 3.27. Một số kết quả giảm thiểu bụi bằng phun nƣớc cao áp ............................... 73 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Dây chuyền sản xuất nhà máy tuyển than Cửa Ông ...................................... 27 Hình 3.2: Hoạt động bốc xúc than ở mỏ than Cao Sơn ................................................. 31 Hình 3.3: Hoạt động chở than ở đƣờng nội bộ mỏ Cao Sơn.......................................... 31 Hình 3.4: Hoạt động tại bãi chứa than của mỏ than Cao Sơn ........................................ 36 Hình 3.5: Hình ảnh bốc than tại cảng than Nam Cầu Trắng .......................................... 38 Hình 3.6: Biểu đồ diễn biến cặn lơ lửng sông hồ khu vực cụm mỏ than ....................... 41 Hòn Gai năm 2005 2009 ................................................................................................ 41 Hình 3.7: Biểu đồ thể hiện diễn biến hàm lƣợng Fe trong nƣớc mặt khu vực Hồng Gai trong các năm 2005-2009 [25] ....................................................................................... 41 Hình 3.8: Công nghệ phun sƣơng dập bụi trong khai thác khoáng sản ......................... 66 Hình 3.9: Chống bụi bằng nƣớc khi nổ mìn .................................................................. 68 Hình 3.10: Thiết bị phun nƣớc tạo sƣơng trong lò chợ [8] ............................................ 69 Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thiết bị phun nƣớc với áp suất cao tạo sƣơng mù ..................... 72 Hình 3.12. Hình ảnh về hệ thống phun nƣớc giảm thiểu bụi ......................................... 73 Hình 3.13: Sơ đồ cấu tạo hố lắng cặn cứng ................................................................... 76 Hình 3.14: Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải mỏ .......................................................... 77 x
MỞ ĐẦU Tỉnh Quảng Ninh là tỉnh duyên hải phía Đông Bắc, nằm trong khu vực trọng điểm phát triển kinh tế xã hội phía Bắc đất nƣớc, có nhiều tài nguyên thiên nhiên tạo nên tiềm năng phát triển kinh tế xã hội rất đa dạng. Là một địa bàn có hoạt động sản xuất công nghiệp khai thác khoáng sản đặc biệt là than đứng đầu cả nƣớc (sản lƣợng than chiếm 90% so với toàn quốc) đồng thời cũng là một địa điểm tham quan du lịch biển đảo lớn của Việt Nam và thế giới. Từ những lợi thế về điều kiện tự nhiên giàu có và phong phú, những năm qua các hoạt động sản xuất khai thác khoáng sản than diễn ra rất mạnh mẽ, sôi động, góp phần cho sự phát triển, tăng trƣởng kinh tế tƣơng đối nhanh cho tỉnh Quảng Ninh nói riêng và cả nƣớc nói chung. Tuy nhiên cũng chính lĩnh vực kinh tế này đã và đang là những nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng lớn, có lúc, có nơi trở thành những nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng tạo ra sức ép rất lớn về môi trƣờng, đe doạ nguy hại tới sức khoẻ của nhân dân và gây ảnh hƣởng triệt tiêu các động lực phát triển kinh tế xã hội của tỉnh ngày càng rõ nét mà việc giải quyết, khắc phục không đơn giản, dễ dàng. Trong số những ngành nghề, doanh nghiệp lớn trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh, hoạt động khoáng sản (HĐKS) là một trong những lĩnh vực phát triển kinh tế quan trọng trên địa bàn tỉnh đã có truyền thống hàng trăm năm và ngày càng phát triển, đặc biệt từ ngày chuyển sang cơ chế thị trƣờng với mật độ dày đặc, chủ yếu tập trung ở Đông Triều, Uông Bí, Hạ Long, Cẩm Phả. Các hoạt động này đã và đang gây ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng, ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khoẻ ngƣời lao động và dân sinh (kể cả ở các vùng đô thị và nông thôn); làm suy thoái nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên (TNTN) quan trọng khác là nguồn lực cho phát triển nhƣ cảnh quan môi trƣờng (MT), tài nguyên rừng, các nguồn nƣớc, tài nguyên đất, các hệ sinh thái trên các lƣu vực và vùng cửa sông ven biển v.v. Để giải quyết triệt để các vấn đề MT của các khu vực có hoạt động khai thác than phải xem xét trong tổng thể của sự phát triển kinh tế xã hội theo một chƣơng trình quy hoạch phát triển thống nhất. 1
Để khắc phục ô nhiễm và giải quyết các vấn đề bức xúc trên địa bàn, tỉnh Quảng Ninh trong thời gian qua đã có những cố gắng trong tổ chức quản lý và xây dựng chƣơng trình hành động vì mục tiêu bảo vệ MT. Bên cạnh đó, công tác bảo vệ MT trong HĐKS đã đƣợc gắn kết với công tác quản lý về tài nguyên, cũng nhƣ quản lý tốt nguồn KS với công nghệ khai thác hợp lý, công nghệ sạch nhằm giảm thiểu tổn thất than đồng thời giảm thiểu ô nhiễm MT từ nguồn phát thải trong công nghệ khai thác, sàng tuyển và vận chuyển. Tuy nhiên, những chuyển biến đó chƣa theo kịp tốc độ phát triển toàn diện về kinh tế xã hội và yêu cầu về môi trƣờng, còn nhiều khu vực vùng mỏ và các đô thị lân cận vẫn trong tình trạng ô nhiễm môi trƣờng. Trong thời gian tới, các cơ quan quản lý cần thực hiện các giải pháp quản lý Tài nguyên và môi trƣờng (TN&MT) nhằm nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nƣớc về MT hƣớng tới hoạt động KS tại Quảng Ninh phát triển bền vững [8]. Để chủ động giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là nguồn ô nhiễm bụi và nƣớc thải từ những hoạt động phát triển kinh tế xã hội nói trên, một nhiệm vụ quan trọng đặt ra đối với cơ quan quản lý là phải tiến hành nghiên cứu, đánh giá cụ thể mức ô độ ô nhiễm môi trƣờng của những nguồn ô nhiễm trong ngành than trên địa bàn TP Hạ Long, TP Cẩm Phả của tỉnh Quảng Ninh; từ đó đề ra các biện pháp xử lý thích hợp, đồng thời đề xuất các chính sách, biện pháp quản lý các loại nguồn ô nhiễm môi trƣờng này một cách có hiệu quả. Với những lý do trên, đề tài "Đánh giá một số nguồn ô nhiễm bụi, nước thải trong ngành than trên địa bàn trọng điểm thành phố Hạ Long, thành phố Cẩm Phả của tỉnh Quảng Ninh và đề xuất các giải pháp quản lý, xử lý đến năm 2015" đã đƣợc chọn để thực hiện trong thời gian từ tháng 2 đến tháng 10/2013 nhằm nghiên cứu, đề xuất các giải pháp quản lý áp dụng nhằm nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nƣớc phục vụ cho chiến lƣợc bảo vệ MT và phát triển bền vững cho hoạt động sản xuất than trên địa bàn TP Hạ Long, TP Cẩm Phả của tỉnh Quảng Ninh trong thời gian tới. 2
1. Các câu hỏi nghiên cứu của đề tài luận văn Làm rõ các nhóm nguồn ô nhiễm trong ngành than trên địa bàn thành phố Hạ Long và thành phố Cẩm Phả là những nguồn nào? Thực tiễn và hiện trạng phân loại quản lý, xử lý, quản lý nguồn ô nhiễm môi trƣờng trên địa bàn TP Hạ Long và TP Cẩm Phả nhƣ thế nào? Đề xuất các giải pháp quản lý bảo vệ môi trƣờng các nhóm nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng trên địa bàn TP Hạ Long và Cẩm Phả của tỉnh Quảng Ninh đến năm 2015. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Nghiên cứu, đánh giá một cách đầy đủ, khách quan và khoa học về một số nguồn ô nhiễm môi trƣờng trong ngành than trên địa bàn TP Hạ Long và TP Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh; Mục tiêu cụ thể: Đề xuất các giải pháp quản lý bảo vệ môi trƣờng các nhóm nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng đó nhằm góp phần cải thiện môi trƣờng TP Hạ Long và TP Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh theo hƣớng phát triển bền vững đến 2015. 3
Chƣơng I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THAN VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG CỦA CÁC HOẠT ĐỘNG TRONG NGÀNH THAN 1.1. Cơ sở lý luận về bụi và nƣớc thải trong ngành than 1.1.1. Khái niệm, phân loại, tác hại về bụi a. Khái niệm Bụi là tập hợp nhiều hạt có kích thƣớc lớn nhỏ khác nhau tồn tại lâu trong không khí dƣới dạng: + Bụi bay: khi những hạt bụi lơ lửng trong không khí (gọi là aerozon) + Bụi lắng: khi chúng đọng lại trên bề mặt vật thể (gọi là aerogen) + Các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, mù. Các loại bụi nói chung thƣờng có kích thƣớc trong không khí từ 0,001 – 10μm bao gồm tro, muội, khói và những hạt chất rắn tồn tại dƣới dạng hạt rất nhỏ, chuyển động theo kiểu Brown hoặc rơi xuống đất theo định luật Stock. b. Phân loại Trong khoa học ngƣời ta thƣờng phân loại bụi theo 2 cách: - Bụi có thể có nguồn gốc hữu cơ hoặc vô cơ: + Bụi hữu cơ: nhƣ bụi thực vật (gỗ, bông), bụi động vật (len, lông, tóc), bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao du). + Bụi vô cơ: nhƣ bụi khoáng chất (amiang,than), bụi kim loại (sắt, đồng..) - Theo kích thƣớc: + Bụi nhỏ hơn 0,1μm lơ lửng trong không khí, không ở lại phế nang. + Bụi từ 0,1 - 5μm ở lại phổi, chiếm tới 80 -90% + Bụi 5-10μm vào phổi nhƣng lại đƣợc đào thải ra. + Bụi lớn hơn 10μm thƣờng đọng lại ở mũi. c. Tác hại của bụi * Đối với cơ thể sống - Bụi gây nhiễm độc chung: bụi chì, thủy ngân. - Bụi gây dị ứng, viêm mũi, hen, nổi ban: bụi bông, gai, sợi hóa học. 4
- Bụi gây ung thƣ: bụi quặng và các chất phóng xạ. - Bụi gây nhiễm trùng: lông, xƣơng, tóc. - Bụi gây xơ hóa phổi: bụi than, amiang. * Đối với thực vật Sự tích tụ bụi trên lá cây làm giảm khả năng quang hợp, bụi chứa các độc tố gây ảnh hƣởng đến sự phát triển của cây. * Đối với các công trình vật liệu, máy móc Do bụi chứa các chất hóa học, khi bám vào bề mặt của vật liệu sẽ gây các phản ứng hóa học làm xuống cấp chất lƣợng các công trình máy móc. 1.1.2. Khái niệm và tác hại của nước thải mỏ 1.1.2.1. Khái niệm Nƣớc thải mỏ là nƣớc thải đƣợc thải ra trong quá trình sản xuất của ngành than, có thể là từ công đoạn sàng tuyển, chế biến than, hay do nƣớc mƣa chảy từ các khai trƣờng có chứa bụi bẩn, than… 1.1.2.2. Tác động đến môi trường nước - Nƣớc từ khai trƣờng chảy ra có độ đục lớn và có chứa các thành phần độc hại nhƣ kim loại nặng, nồng độ BOD, COD cao. - Nƣớc mƣa chảy qua các mặt bằng cửa lò và đất đá thải, bãi chứa than sẽ hòa tan các thành phần khoáng chất có trong đất, làm tăng độ đục, gây ô nhiễm nguồn nƣớc. - Nƣớc thải trong quá trình sàng tuyển, chế biến than nếu không đƣợc xử lý triệt để sẽ gây ảnh hƣởng lớn đến môi trƣờng. - Ngoài ra một lƣợng không nhỏ nƣớc thải từ quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viên sinh hoạt trong nhà máy, xí nghiệp. 1.2. Hiện trạng về tình hình sản xuất trên thế giới và ở Việt Nam 1.2.1. Sản xuất than trên thế giới Than đá là nguồn năng lƣợng chủ yếu của loài ngƣời với tổng trữ lƣợng trên 700 tỷ tấn, có khả năng đáp ứng nhu cầu con ngƣời khoảng 180 năm. Có thể coi than là một ngành công nghiệp mang tính toàn cầu, lƣợng than thƣơng mại đƣợc 5
khai thác tại hơn 50 quốc gia và tiêu thụ tại trên 70 quốc gia trên toàn thế giới, toàn thế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than mỗi năm. Sản lƣợng khai thác than tăng nhanh nhất ở châu Á, trong khi đó châu Âu khai thác với tốc độ giảm dần. Các nƣớc khai thác nhiều nhất không tập trung trên một châu lục mà nằm rải rác trên thế giới, các nƣớc khai thác lớn nhất hiện nay là: Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Australia, Cộng hoà Liên bang Đức và Nam Phi. Hầu hết các nƣớc khai thác than cho nhu cầu tiêu dùng nội địa, chỉ có khoảng 18% than giành cho thị trƣờng xuất khẩu. Lƣợng than khai thác đƣợc dự báo tới năm 2030 vào khoảng 7 tỷ tấn, trong đó Trung Quốc chiếm khoảng hơn một nửa sản lƣợng. Than đóng vai trò sống còn với sản xuất điện và vai trò này sẽ còn đƣợc duy trì trong tƣơng lai. Khoảng 39% lƣợng điện sản xuất ra trên toàn thế giới là từ nguồn nguyên liệu này và tỷ lệ này sẽ vẫn đƣợc duy trì trong tƣơng lai (dự báo cho đến năm 2030). Lƣợng tiêu thụ than cũng đƣợc dự báo sẽ tăng ở mức từ 0.9% đến 1.5% từ nay cho đến năm 2030. Tiêu thụ về than cho nhu cầu trong các lò hơi sẽ tăng khoảng 1.5%/năm trong khi than non, đƣợc sử dụng trong sản xuất điện, tăng với mức 1%/năm. Nhu cầu về than cốc, loại than đƣợc sử dụng trong công nghiệp thép và kim loại đƣợc dự báo tăng với tốc độ 0.9%. Thị trƣờng than lớn nhất là châu Á, chiếm khoảng 54% lƣợng tiêu thụ toàn thế giới, trong đó nhu cầu chủ yếu là Trung Quốc. Một số nƣớc khác không có nguồn nhiên liệu tự nhiên phải nhập khẩu than cho các nhu cầu về năng lƣợng và công nghiệp nhƣ Nhật Bản, Đài Loan và Hàn Quốc. Không chỉ những nƣớc không thể khai thác than mới phải nhập khẩu mà ngay cả các quốc gia khai thác lớn nhất thế giới cũng phải nhập than. Nhu cầu nhập khẩu phục vụ cho dự trữ hay những nguồn than có chất lƣợng, than sẽ vẫn đóng vai trò quan trọng, đặc biệt tại các khu vực có tốc độ tăng trƣởng cao. Tăng trƣởng của thị trƣờng than dành cho đốt lò hơi và than cốc sẽ mạnh nhất tại châu Á, nơi mà nhu cầu về điện, sản xuất thép, sản xuất xe hơi và nhu cầu dân sinh tăng cao theo mức sống ngày càng đƣợc cải thiện.[27] 6
Một số nƣớc khác không có nguồn nhiên liệu tự nhiên phải nhập khẩu than cho các nhu cầu về năng lƣợng và công nghiệp nhƣ Nhật Bản, Đài Loan và Hàn Quốc. Không chỉ những nƣớc không thể khai thác than mới phải nhập khẩu mà ngay cả các quốc gia khai thác lớn nhất thế giới cũng phải nhập than. Nhu cầu nhập khẩu phục vụ cho dự trữ hay những nguồn than có chất lƣợng, than sẽ vẫn đóng vai trò quan trọng, đặc biệt tại các khu vực có tốc độ tăng trƣởng cao. Tăng trƣởng của thị trƣờng than dành cho đốt lò hơi và than cốc sẽ mạnh nhất tại châu Á, nơi mà nhu cầu về điện, sản xuất thép, sản xuất xe hơi và nhu cầu dân sinh tăng cao theo mức sống ngày càng đƣợc cải thiện.[27] Để sản xuất ra 1 tấn than thì phải cần bóc đi 8 -10m3 đất đá phủ, thải từ 1 – 3 m3 nƣớc thải mỏ. Hàng năm có khoảng 4.030 triệu tấn than đƣợc khai thác, con số này đã tăng 38 % trong vòng 20 năm qua. Với số lƣợng đó, ƣớc tính một năm có khoảng 32.240 – 40.300 triệu m3 đất đá phủ trên toàn thế giới bị bóc tách, sẽ thải ra môi trƣờng khoảng 4.060 – 13.090 triệu m3 nƣớc thải mỏ. Việc khai thác với số lƣợng khổng lồ trên toàn thế giới kéo theo ảnh hƣởng lớn tới môi trƣờng tự nhiên và con ngƣời. Các nƣớc trên thế giới cũng đã có những biện pháp nhằm giảm thiểu tối đa những ảnh hƣởng tới môi trƣờng. Tuy nhiên, các vấn đề môi trƣờng chung của ngành than hiện nay đang tồn tại: Khai thác than đá bằng phƣơng pháp lộ thiên tạo nên lƣợng đất đá thải lớn, ô nhiễm bụi, ô nhiễm nƣớc, mất rừng. Khai thác than bằng phƣơng pháp hầm lò hiện nay làm mất 50% trữ lƣợng, gây lún đất, ô nhiễm nƣớc, tiêu hao gỗ chống lò và gây các tai nạn hầm lò. Chế biến và sàng tuyển than tạo ra bụi và nƣớc thải chứa than, kim loại nặng. Ðốt than tạo ra khí SO2, CO2. Theo tính toán một nhà máy nhiệt điện chạy than công suất 1.000 MW hàng năm thải ra môi trƣờng 5 triệu tấn CO2, 18.000 tấn NOx, 11.000 - 680.000 tấn phế thải rắn. Trong thành phần chất thải rắn, bụi, nƣớc thải thƣờng chứa kim loại nặng và chất phóng xạ độc hại. 7
* Một số mỏ than lớn trên thế giới a. 3 mỏ ở vùng Illawarra và Wollondilly (Australia) Úc là nƣớc xuất khẩu than lớn nhất thế giới, tại thời điểm cuối năm 2003, nƣớc này xuất khẩu trên 207 triệu tấn than cứng trong tổng số hơn 274 triệu tấn than khai thác tại nƣớc này. Đây là một trong những hàng hoá xuất khẩu có giá trị nhất của nƣớc này. Mặc dù ¾ lƣợng xuất khẩu của Úc là vào thị trƣờng châu Á tuy nhiên than của nƣớc này đƣợc tiêu thụ trên toàn thế giới trong đó châu Âu, châu Mỹ và châu Phi. Mở mỏ trong năm 1962, mỏ Appin Colliery là một trong những mỏ đầu tiên ở Úc áp dụng công nghệ khai thác cột dài theo phƣơng ở độ sâu 550 m, khai thác than mỡ cứng, chất lƣợng cao từ mạch than Bulli. Công ty Than Illawarra của BHP Billiton khai thác hầm lò tại 3 mỏ ở vùng Illawarra và Wollondilly, cách Sydney gần 80 km về phía Nam. Công ty Iilawarra có ba mỏ là Appin, Appin/West, West Cliff và Dendrobium – và hai mỏ chuẩn bị đi vào khai thác-West Cliff và Port Kembla. Công ty sử dụng 1.300 lao động trực tiếp để khai thác than mỡ chất lƣợng cao. Tuy nhiên hiện nay công ty quản lý đã áp dụng các biện pháp để khai thác đi đôi với phát triển bền vững. Sydney thiếu nƣớc và ngƣời dân ở đây phải tuân theo những quy định tiết kiệm sử dụng nƣớc. Mỏ Appin sử dụng một lƣợng nƣớc đang kể, khoảng 1.600 m3 mỗi ngày. Công ty phải tìm cách giảm thiểu sử dụng nƣớc. Nằm trong chiến lƣợc giảm tiêu thụ nƣớc, một nhà máy lọc thấm ngƣợc trị giá 6 triệu AUD đƣợc xây dựng để xử lý và tái sử dụng 2300 m3 nƣớc mỗi ngày. Trong tháng 11, 2007, Công ty Cấp nƣớc Sydney công nhận thành quả này đã giảm đƣợc 660 m3 nƣớc sạch mỗi ngày và cấp cho Công ty IIlawarra giải thƣởng giảm sử dụng khối lƣợng nƣớc lớn nhất. Bằng cách chuyển hoá nƣớc ngầm nhiễm muối nhẹ để sử dụng lại tại chỗ và cấp cho các mỏ gần kề, nhà máy có thể giảm lƣợng nƣớc ngọt lấy từ Công ty cấp nƣớc Sydney tới 2300 m3 nƣớc mỗi ngày. Hiện tại nhà máy vận hành với công suất 1.450-1.800 m3/ngày. Nhà máy cũng nâng cao chất lƣợng và giảm độ mặn của nƣớc trong mỏ và cho chảy vào sông Nepean. Nƣớc muối hiện tại đƣợc chuyển đến một điểm xả, tuy nhiên nhà máy có kế hoạch làm muối là sản phẩm phụ của mình để bán. Nhà máy 8
lọc nƣớc hiện đại của Công ty là nhà máy đầu tiên loại này ở IIlawarra, áp dụng công nghệ và chu trình hiện đại đem lại lợi ích lâu dài cho khai thác mỏ của công ty, cho cộng đồng và môi trƣờng xung quanh. Công ty sẽ tiếp tục tăng lƣợng nƣớc tái chế và thu hồi lại, cũng sẽ tìm kiếm những công nghệ để tiết kiệm nƣớc ở mỏ than này. Suốt thế kỷ 20, công nghệ khai thác than tại vùng này chủ yếu là khai thác lộ thiên, tuy nhiên những năm gần đây vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ảnh hƣởng quá nghiêm trọng đến cuộc sống con ngƣời nên những công nghệ khai thác chuyển dần sang hầm lò. b. Mỏ than lớn của Trung Quốc Trung Quốc là nƣớc sản xuất nhiều than nhất và có trữ lƣợng than lớn thứ ba thế giới. Trữ lƣợng than đá của nƣớc này hiện vào khoảng 128 tỷ tấn, tƣơng đƣơng 13% trữ lƣợng toàn cầu và đứng thứ 3 thế giới sau Mỹ và Nga. Than đá đang đƣợc khai thác tại 27 tỉnh ở Trung Quốc. Một số mỏ than lớn của Trung Quốc đƣợc khai thác từ rất sớm nhƣ mỏ than Bản Khê Hồ lần đầu tiên đƣợc khai thác vào năm 1905. Ngoài ra một số mỏ than tại khu vực miền Nam Trung Quốc nhƣ Nam Ninh, Tứ Xuyên…, tuy nhiên chủ yếu là khai thác hầm lò nên thƣờng gây nguy hiểm. Các tai nạn trong khi khai thác thƣờng xuyên xảy ra nhƣ sập hầm, bục túi nƣớc, ngạt khí… 1.2.2. Hiện trạng khai khác than ở Việt Nam 1.2.2.1. Thực trạng môi trường do ảnh hưởng của hoạt động trong ngành than a. Tổng quan về các loại than tại Việt Nam Than ở Việt Nam có 5 loại chính: Than antraxit, than mỡ, than bùn, than ngọn lửa dài, than nâu. Than antraxit (than đá) Trữ lƣợng than đá đƣợc đánh giá là 3,5 tỷ tấn trong đó ở vùng Quảng Ninh trên 3,3 tỷ tấn (tính đến độ sâu -300m); còn lại gần 200 triệu tấn nằm rải rác ở các tỉnh Thái Nguyên, Hải Dƣơng, Bắc Giang,... Bể than Quảng Ninh đƣợc phát hiện và khai thác rất sớm, đã bắt đầu cách đây trên 170 năm dƣới thời Pháp thuộc. Hiện nay sản lƣợng than khai thác từ các 9
mỏ ở bể than Quảng Ninh chiếm trên 90% sản lƣợng than cả nƣớc. Trong địa tầng chứa than của bể than Quảng Ninh gồm rất nhiều vỉa than: Dải phía Bắc (Uông Bí- Bảo Đài) có từ 1 đến 15 vỉa, trong đó có 6 đến 8 vỉa có giá trị công nghiệp; Dải phía Nam (Hòn Gai, Cẩm Phả) có từ 2 đến 45 vỉa, có giá trị công nghiệp là 10-15 vỉa. Tính chất đặc trƣng của than Antraxit tại các khoáng sàng bể than Quảng Ninh là kiến tạo rất phức tạp, tầng chứa than là những dải hẹp, đứt quãng dọc theo phƣơng của vỉa, góc dốc của vỉa thay đổi từ dốc thoải đến dốc đứng (90-510). Các mỏ than có nhiều vỉa, với cấu tạo và chiều dày vỉa thay đổi đột ngột. Đối với việc khai thác than ở bể Quảng Ninh trƣớc đây, có thời kỳ sản lƣợng lộ thiên đã chiếm đến 80%, tỷ lệ này dần dần đã thay đổi, hiện nay còn 60%, trong tƣơng lai sẽ còn xuống thấp hơn. Vì các mỏ lộ thiên lớn đã và sẽ giảm sản lƣợng, đến cuối giai đoạn 2015-2020 có mỏ không còn sản lƣợng; các mỏ mới lộ thiên lớn sẽ không có, nếu có là một số mỏ sản lƣợng dƣới 0,5-1 triệu tấn. Tỷ lệ sản lƣợng than hầm lò tăng, nói lên điều kiện khai thác khó khăn tăng, chi phí đầu tƣ xây dựng và khai thác tăng, dẫn tới giá thành sản xuất tăng cao. Cho nên, tuy trữ lƣợng địa chất của bể than Quảng Ninh là trên 3 tỷ tấn, nhƣng trữ lƣợng kinh tế là 1,2 tỷ tấn và trữ lƣợng công nghiệp đƣa vào quy hoạch xây dựng giai đoạn từ nay đến 2010- 2020 mới ở mức 500-600 triệu tấn. Mức độ khai thác xuống sâu là -150m. Từ - 150m đến -300m, cần phải tiến hành thăm dò địa chất, nếu kết quả thăm dò thuận lợi, thiết bị và công nghệ khai thác tiên tiến, việc đầu tƣ cho mức dƣới -150m sẽ đƣợc xem xét vào sau năm 2020. Bên cạnh đó than antraxit còn phân bố rải rác ở các tỉnh: Hải Dƣơng, Bắc Giang, Thái Nguyên, Sơn La, Quảng Nam, với trữ lƣợng từ vài trăm nghìn tấn đến vài chục triệu tấn. Ở những nơi này, quy mô khai thác thƣờng từ vài nghìn tấn đến 100-200 nghìn tấn/năm. Than mỡ Trữ lƣợng tiềm năng đƣợc đánh giá sơ bộ là 27 triệu tấn, trong đó trữ lƣợng địa chất là 17,6 triệu tấn, chủ yếu tập trung ở 2 mỏ Làng Cẩm (Thái Nguyên) và mỏ 10