Nghiên cứu sự biến đổi một số tính chất lý - hóa
nước suối Tân Long dưới tác động của nước
thải mỏ than Khánh Hòa, tỉnh Thái Nguyên

Dương Văn Hùng

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Minh
Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Thu thập điều tra, tổng hợp đánh giá sơ bộ các hoạt động kinh tế xã hội
ở vùng nước suối Tân Long. Trình bày hiệnn trạng điều kiện tự nhiên, kinh tế xã
hội trong vùng cần nghiên cứu. Nghiên cứu sự rửa trôi khoáng sét tại các bãi thải
mỏ. Đánh giá ảnh hưởng của một số thành phần chất thải đến chất lượng nước mặt
của suối Tân Long. Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiếu các ảnh hưởng của
hoạt động khai thác than tại mỏ Khánh Hòa đến chất lượng nước suối Tân Long.

Keywords: Khoa học môi trường; Thái Nguyên; Ô nhiễm nước

Content
Thái Nguyên là tỉnh có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú cả về chủng loại và
trữ lượng.
Được đánh giá là tỉnh có trữ lượng than lớn thứ hai trong cả nước, với 15 triệu tấn
than mỡ và khoảng 90 triệu tấn than đá, phân bố ở các mỏ lớn thuộc các huyện trên địa
bàn tỉnh như mỏ than Khánh Hòa, mỏ than Phấn Mễ, mỏ than Núi Hồng.
Nhưng bên cạnh nguồn lợi to lớn mà ngành công nghiệp than đem lại thì vấn đề môi
trường liên quan đến hoạt động khai thác than cũng rất đáng quan tâm.
Để xác định được những ảnh hưởng này, cần phải có những nghiên cứu cụ thể.
Được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của giảng

a/ Điều kiện khí tượng:
Mỏ than Khánh hoà nằm tại địa phận xã Phúc Hà - thành phố Thái Nguyên, do đó
có các đặc điểm khí hậu của khu vực thành phố Thái Nguyên và mang những nét đặc
trưng khí hậu của vùng trung du miền núi Bắc bộ, được chia làm hai mùa rõ rệt. Mùa
mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khố kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
b/ Điều kiện thuỷ văn:
- Nước mặt: trong khu vực mỏ than chủ yếu là hệ thống suối Sơn Cẩm, suối Khánh
Hoà suối Huyền), suối Nam Tiền, đây là các phụ lưu chính đổ vào suối Tân Long rồi đổ
ra sông Cầu.
1.2. Hoạt động khai thác tại mỏ than Khánh Hòa và những vấn đề về ô nhiễm
môi trƣờng
Do hiện nay hoạt động khai thác than với công suất lớn dẫn đến tình trạng các bãi
thải xung quanh mỏ than trở nên quá tải, đồng thời không được sự quản lý chặt chẽ mà
các bãi thải mỏ dần biến thành các núi thải với chiều cao đổ thải vượt qua mức cho phép
tới hàng vài chục mét có thể gây ra những sự cố sạt lở bãi thải mỏ. Tác động của bãi thải
đến môi trường xảy ra trên diện rộng và theo chiều sâu
1.2.1. Ảnh hƣởng của nƣớc thải mỏ đến môi trƣờng nƣớc ở các lƣu vực xung
quanh
Ảnh hưởng từ nước thải mỏ đã làm cho chất lượng nước mặt tại các điểm sông,
suối, ao, hồ khu vực lân cận mỏ than bị suy giảm.
1.2.2. Nguy cơ tiềm ẩn tại các bãi đổ thải do đặc tính keo của sét trong thành
phần thải
Trên thế giới đã xảy ra rất nhiều tai biến sạt lợ tại các vùng xung yếu về nền địa
chất cũng như tại các bãi đổ thải mà nguyên nhân là do “hoạt động” của thành phần sét
trong đất. Khoáng sét có khả năng hút giữ nước, trương nở và “di động” trong môi trường
lỏng khi tồn tại ở trạng thái tán keo. Do vậy, việc xác định khả năng “di động” của
khoáng sét là hết sức cần thiết đối với việc quản lý và ngăn ngừa các thảm họa sạt lở tại
các bãi đổ thải.
Chƣơng II
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

vượt tiêu chuẩn cho phép (QCVN 40:2011(B)/BTNMT) từ 3 đến 5,8 lần, và luôn thay
đổi theo mùa trong năm.
3.1.1.4. Tính chất hóa học đặc trƣng của nuớc thải mỏ.
Kết quả khảo sát, phân tích chất lượng nước thải của mỏ tại điểm xả trước khi đổ vào suối
Tân Long từ năm 2009 đến năm 2011 phát hiện nồng độ sunphat khá cao và có dấu hiệu ngày
càng tăng.
3.2. Một số tính chất lý - hóa nƣớc suối Tân Long dƣới tác động của nƣớc thải
mỏ than Khánh Hòa
Nhìn chung một số vấn đề quan trọng đối với chất lượng nước suối hiện nay là sự ô
nhiễm: Độ đục, TSS, SO
4
2-
cao làm cho dòng suối bị bồi lắng bùn sét rất nhiều, thu hẹp dòng
chảy và giảm dần đa dạng sinh học trên lưu vực.
3.2.1. Nhiệt độ
Nghiên cứu biên độ dao động nhiệt độ nước mặt của suối Tân Long từ năm 2009
đến 2011 cho thấy nhiệt độ nước mặt bị ảnh hưởng không đáng kể từ chất lượng nước
thải mỏ do chênh lệch nhiệt độ giữa nước thải và nước suối không đáng kể.
3.2.2. pH
Nghiên cứu cho thấy nước thải mỏ than luôn có chỉ số pH mang tính axit yếu từ (5,2
- 6,8).
3.2.3. Độ đục
Nghiên cứu và lấy mẫu phân tích vào các mùa của năm 2009, 2010 và 2011 cho
thấy chất lượng nước suối Tân Long đoạn chảy qua khu vực mỏ than có dấu hiệu ngày
càng bị ô nhiễm, cụ thể độ đục của nước suối sau khi tiếp nhận nước thải của mỏ cao lên
rõ rệt, năm 2009 độ đục dao động từ (70,4 đến 458 NTU), năm 2010 độ đục dao động từ (
69 đến 502,9 NTU) và đến năm 2011 độ đục dao động (83 đến 573,7 NTU) .
3.2.4. Chất rắn lơ lửng
Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao hơn quy chuẩn cho phép đối với nguồn nước phục
vụ tưới tiêu thủy lợi từ 1,05 đến 4,7 lần.

Kết quả cho thấy sự có mặt của cation hóa trị càng cao thì ảnh hưởng đến khả năng
tụ keo của khoáng sét càng lớn.
Tương đồng với mẫu trầm tích số 1, các mẫu trầm tích số 2;3;4 cũng không nằm
ngoài quy luật.
3.3.2.2. Ảnh hƣởng của anion sunphat (SO
4
2-
) đến khả năng phân tán khoáng
sét trong mẫu trầm tích và độ đục của nƣớc suối.
Thí nghiệm cho thấy sự có mặt của anion sunphat ở các nồng độ khác nhau trong
dung dịch khoáng sét làm biến đổi một lớp điện kép thông qua hai cơ chế: làm tăng điện
tích âm trên bề mặt hoặc cạnh tranh hấp phụ vào các vị trí mang điện tích dương trên “bề
mặt rìa”.
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng anion sunphat đến khả năng phân tán khoáng sét
trong trầm tích phù hợp với kết quả diễn biến chất lượng nước thải, nước mặt của suối
Tân Long.
3.3.2.3. Ảnh hƣởng của pH
Nghiên cứu này cũng góp phần chỉ ra mối liên hệ giữa phân tán khoáng sét
trong ống nghiệm và vấn đề ô nhiễm hàm lượng TSS, độ đục trong nước suối Tân
Long.
3.4. Đặc tính keo của thành phần sét trong các bãi thải mỏ và nguy cơ tiềm ẩn
đối với chất lƣợng nƣớc suối Tân Long
3.4.1. Thành phần cấp hạt sét trong mẫu đất thải mỏ
Hàm lượng cấp hạt > 2µm tương đối lớn (mẫu 1 là 85% và mẫu 2 là 91%), đất có
thành phần cơ giới nhẹ - cấu trúc đất rời rạc, nên khi có tác động của dòng nước dễ xảy ra
hiện tượng sạt lở.
3.4.2. Thành phần khoáng sét trong đất nghiên cứu
Kết quả thu được qua phương pháp nhiễu xạ tia X khi phân tích thánh phần khoáng
sét của mẫu đất cho thấy, ở cả 2 mẫu đất nghiên cứu đều thu được kết quả tương tự nhau,
thành phần khoáng sét trong đất chủ yếu bao gồm: kaolinit, illit, vermiculit.

mồi; chất rắn lắng đọng và che phủ lên trứng, nên cản trở sự nở trứng của các loài động
vật nước… Mặt khác TSS cao sẽ làm giảm thẩm mỹ nguồn nước, làm giảm chất lượng
nước cấp cho các mục đích khác nhau.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
- Nước thải, nước mặt luôn hiện diện thành phần chính là chất rắn lơ lửng cao,
anion sulfate rất nhiều và pH trung tính, độ đục cao.
- Các kim loại nặng hiện diện trong nước không đáng kể
- Yếu tố mùa ảnh hưởng rõ rệt đến chỉ số: Nhiệt độ, pH, độ đục và hàm lượng chất
rắn lơ lửng, sunphat và độ đục.
- Thành phần khoáng sét trong đất thải mỏ và trầm tích suối Tân Long gồm
vermiculite, kaolinit và illit. Những khoáng sét này thuộc nhóm không hoặc ít có khả
năng trương nở. Do đó, nguy cơ giữ nước, tăng tính chảy, dẻo, làm yếu cấu trúc là khá
hạn chế. Tuy nhiên, trong đất đá thải, nước thải có lượng anion vô cơ cao, đặc biệt là
SO
4
2-
có thể làm tăng khả năng phân tán của sét, đặc biệt là khoáng sét 1:1 mang điện tích
biến thiên (kaolinit). Ngoài ra, tác động của dòng chảy thúc đẩy sự rửa trôi keo sét phân
tán và ảnh hưởng đến chất lượng nước các thủy vực xung quanh. Do đó, kỹ thuật xác
định đặc tính keo của khoáng sét là cơ sở cho việc đánh giá các ảnh hưởng của hoạt động
khai thác than đến vấn đề ô nhiễm môi trường nước mặt xung quanh, đồng thời bước đầu
lựa chọn các giải pháp nhằm phục hồi lại bãi đất thải mỏ than gây ô nhiễm môi trường
đất, đồng thời xử lý hiện tượng nguồn nước xung quanh bị vẩn đục
- Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy sự ô nhiễm nồng độ sulfate trong chất thải
là nguyên nhân làm cho dòng suối luôn luôn có màu đục và có hàm lượng chất rắn lơ
lửng cao.
2. Kiến nghị
- Kiểm soát chặt chẽ các nguồn nước thải của mỏ, đặc biệt là ở cửa thải nước thải

Môi trường Công nghiệp lần 2, 4/2001;
[12]. Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam; Cẩm nang Công nghệ và thiết bị
mỏ, Quyển 2 - Khai thác mỏ hầm lò, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2008;
[13]. Đỗ Hữu Lực (2010), Ô nhiễm hậu khai thác than - Kỳ 2: Hủy hoại nước ngầm.
ngày 5/8/2010.
[14]. Huỳnh Ngọc Phương Mai (2008); Giáo trình Hóa học môi trường;
[15]. Trần Miên – trưởng ban môi trường – Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam ” Cải
tạo, phục hồi môi trường bãi thải mỏ than trong điều kiện Việt Nam”(30.05.2012);
[16]. Nguyễn Ngọc Minh, Đào Châu Thu (2010), Khoáng Học Đất và Môi Trường
[17]. Nguyễn Võ Châu Ngân (2003); Giáo trình – tài nguyên nước lục địa; Đại học Cần
Thơ;
[18]. QCVN 40:2011/BTNMT được ban hành theo Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT
ngày 28 tháng 12 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường – Việt
Nam; 2011;
[19]. QCVN 08:2008/BTNMT của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam;
2008;
[20]. Quản lý sự thoát nước chứa axit và kim loại (2/2007) – Chính phủ Australian.
www.ret.gov.au/resources/Documents/LPSDP/LPSDP-AcidVietnamese.pdf;
[21]. Yon Sik Shim (2008), Xử lý nước thải mỏ và các trường hợp tham khảo , Tạp chí
Khoa học – Công nghệ Mỏ, Số 6, trang 18, 2008;
[22]. Nguyễn Xuân Tặng (2010), Ô nhiễm và suy thoái nguồn nước do khai thác khoáng
sản. www.tmmt.gov.vn/ /print_it.aspx? Bộ TNMT ngày 5/8/2010;
[23]. Đào Châu Thu (2003); Khoáng sét và sự liên quan của chúng với một vài chỉ tiêu lý
hóa học trong một số loại đất Việt Nam;
[24]. Trung tâm Quan trắc và phân tích Môi trường - Sở TNMT Quảng Ninh, Đánh giá
hiện trạng môi trường nước mặt, nước biển, nước ngầm, nước sinh hoạt tỉnh Quảng
Ninh giai đoạn (2006 – 2010), 2010;
[25]. Thông tấn xã Việt Nam (2010), cơn đói than đang lan rộng khắp thế giới

[26]. Nguyễn Ngọc vinh ; Khoa công nghệ hóa học, bộ môn hóa phân tích; trường ĐHCN

solution concentrations and biodegradation rates”, Soil Biology and Biochemistry,
35, pp.1015 – 1026.
[37]. Penner D., Lagaly G. (2001), “Influence of anion on the fheological properties of
clay mineral dispersions”, Applied Clay Science, 19, pp.131 – 142
[38]. Shaobin Wang, Mehdi Soudi, Li Li and Z.H. Zhu (2008), "Environmental Impacts of
Coal Mining"; www.anl.gov/PCS/acsfuel/preprint%20archive/Files/ /Vol-41_1-
0005.pdf
[39]. Van Olphen, H. (1977): An introduction to clay colloid chemistry. 2
nd
edn., Wiley,
New York.