ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trƣơng Thị Tâm

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG MỘT SỐ
KIM LOẠI NẶNG TỪ CÁC BÃI THẢI, QUẶNG
ĐUÔI NGHÈO PYRIT (FeS
2
)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2012



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. Đồng Kim Loan HÀ NỘI – 2012
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN 3
1.1. Khoáng vật sunfua 3
1.1.1. Đặc điểm chung các khoáng vật sunfua 3
1.1.2. Quặng pyrit sắt 4
1.2. Quá trình phong hóa quặng sunfua 8
1.2.1. Phân loại quá trình phong hóa 8
1.2.2. Quá trình oxy hóa các mỏ sunfua 13
1.3. Hiện trạng ô nhiễm và các tác động của KLN đến môi trƣờng khu vực khai thác
quặng và vùng lân cận 16
1.3.1. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng 16
1.3.2. Ảnh hƣởng của kim loại nặng đến môi trƣờng và cơ thể sống 20
1.3.3. Giới thiệu một số KLN và tác động của chúng đến môi trƣờng, con ngƣời . 21
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

3.4. So sánh khả năng giải phóng KLN từ hai điều kiện phong hóa bãi thải, quặng đuôi
nghèo pyrit 58
KẾT LUẬN 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. Danh mục thiết bị cần thiết cho nghiên cứu 31
Bảng 2. Danh mục hoá chất cần thiết cho nghiên cứu 32
Bảng 3. Thành phần nƣớc mƣa tự pha [12] 34
Bảng 4. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng nồng độ Fe(II) đến khả năng cố định các
kim loại Zn, Cu, Pb, As, Cd, Mn. 37
Bảng 5. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khả năng cố định Zn, Cu, Pb, As,
Cd, Mn. 38
Bảng 6. Sự biến thiên pH và nồng độ các KLN trong điều kiện ngập nƣớc 40
Bảng 7. Biến thiên nồng độ của SO
4
2-
45

Hình 6b. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình giải phóng Cr, Mn, Co, As, Cd. . 48
Hình 7a. Ảnh hƣởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim loại Fe,
Ni, Cu, Zn, Pb 50
Hình 7b. Ảnh hƣởng của ion photphat đến khả năng giải phóng kim loại Cr,
Mn, Co, As,Cd 50
Hình 8a. Biến thiên của pH và nồng độ các của các kim loại Fe, Cu, Zn, Pb
trong điều kiện xung 52
Hình 8b. Biến thiên nồng độ của các kim loại Mn, Co, Ni, As, Cd, Cr trong
điều kiện xung 53
Hình 9. Biến thiên nồng độ ion sunfat trong điều kiện xung 58
Hình 10. Biến thiên nồng độ Cu trong điều kiện ngập nƣớc và xung 59
Hình 11. Biến thiên nồng độ sắt trong điều kiện ngập nƣớc và xung 59
Hình 12. Biến thiên nồng độ kẽm trong điều kiện ngập nƣớc và xung 60
Hình 13. Biến thiên nồng độ chì trong điều kiện ngập nƣớc và xung 61
Hình 14. Biến thiên nồng độ mangan trong điều kiện ngập nƣớc và xung 61
Hình 15. Biến thiên nồng độ coban trong điều kiện ngập nƣớc và xung 62
Hình 16. Biến thiên nồng độ niken trong điều kiện ngập nƣớc và xung 62
Hình 17. Biến thiên nồng độ Asen trong điều kiện ngập nƣớc và xung 63
Hình 18. Biến thiên nồng độ cadmi trong điều kiện ngập nƣớc và xung 63
Hình 19. Biến thiên nông độ crom trong điều kiện ngập nƣớc và xung 64


hiện thấy sự tồn lƣu của các KLN trong sản phẩm chè trồng tại vùng mỏ thiếc
huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên [16], Môi trƣờng nhiều điểm nhƣ mỏ kẽm,
chì Làng Hích (Thái Nguyên), mỏ đồng Sinh Quyền (Lào Cai), khai trƣờng của
các nhà máy xi măng Bút Sơn, Bỉm Sơn, Tam Điệp đều bị ô nhiễm nặng nề.

2
Nồng độ các KLN nhƣ đồng, chì, kẽm, sắt… trong các nguồn nƣớc tiếp nhận ở
xung quanh nhiều điểm mỏ đều cao hơn mức cho phép nhiều lần (từ 1,5 đến 7
lần) [1]. Ngoài ra, một số khu vực có khả năng hình thành dòng thải axit mỏ
trong khai thác quặng sunfua do chất độc tồn dƣ trong quặng thải [5].
Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu khả năng giải phóng một số kim loại
nặng từ các bãi thải, quặng đuôi nghèo pyrit (FeS
2
)” đã đƣợc lựa chọn nhằm
mục đích:
- Nghiên cứu khả năng phong hóa giải phóng KLN từ quặng đuôi nghèo
FeS
2
ra môi trƣờng trong điều kiện ngập nƣớc và xung (thấm từng đợt) nƣớc.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phong hóa và các quá
trình tƣơng tác biến đổi cũng nhƣ chuyển hóa các sản phẩm sau phong hóa.
Trên cơ sở đó đề xuất biện pháp quản lý để giảm thiểu tác động của việc
khai thác khoáng đến môi trƣờng, hệ sinh thái nói chung và sức khỏe con ngƣời
nói riêng.

SbS
3

Chalcopyrit Cu
2
S.Fe
2
S
3
Burnonit PbCuSbS
3

Trong một số sunfua, lƣu huỳnh bị mất đi khi nung nóng nhƣ pyrit (FeS
2
),
arsenopyrit (FeAsS). Vernadsky coi những khoáng vật này là các hợp chất của
H
2
S
2
.
Đa số khoáng vật sunfua đều kết tinh ở các hệ tinh thể hạng cao, trừ một
số khoáng vật và sulfo – muối kết tinh ở các hệ tinh thể hạng thấp. Khoáng vật
sunfua thƣờng có dạng tinh thể đẹp, đặc biệt là sunfua và disunfua của sắt, niken,
coban, kẽm và chì. Các loại sulfo - muối và sunfua của nguyên tố bán kim loại
thƣờng có dạng tập hợp hạt, sợi, vảy. Các sunfua thƣờng gặp đa phần là các loại
song tinh đa hợp, liên tinh song song, liên tinh của các khoáng vật khác nhau nhƣ
liên tinh của pyrit – marcasit, tetrahedrit – sphalerit, tetrahedrit – chalcopyrit.

4

.
pyrit là khoáng vật phổ biến nhất trong các khoáng vật sunfua và thƣờng có
mwatj nhiều trong các khoáng vật sunfua. Pyrit có ánh kim và sắc vàng đồng từ

5
nhạt tới thông thƣờng của khoáng vật này đã tạo nên tên hiệu riêng của nó là
“vàng của kẻ ngốc” do nó trông tƣơng tự nhƣ vàng. Pyrit là khoáng vật phổ biến
nhất trong các khoáng vật sulfua. Tên gọi pyrit bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp
πσρίτης (puritēs) nghĩa là “của lửa” hay "trong lửa”, từ πύρ (pur) nghĩa là “lửa”.
Tên gọi này có lẽ là do các tia lửa đƣợc tạo ra khi pyrit va đập vào thép hay đá
lửa. Tính chất này làm cho pyrit trở thành phổ biến trong sử dụng để làm cơ chế
đánh lửa bằng bánh xe trong các dạng súng cổ.
Pyrit đƣợc tạo thành trong các quá trình địa chất khác nhau: magma, nhiệt
dịch, trầm tích, biến chất. Trong đới oxy hóa, pyrit không bền vững, biến đổi
thành limonit. Trong trƣờng hợp này, lƣu huỳnh tham gia vào sự tạo thành thạch
cao và các sulfua. Thƣờng hay gặp giả hình của limonit theo pyrit. Những mũ sắt
của những mỏ quặng thƣờng đƣợc tạo thành do phá hủy sulfua, chủ yếu là pyrit.
Pyrit thông thƣờng đƣợc tìm thấy ở dạng gắn liền với các sulfua hay ôxít
khác trong các mạch thạch anh, đá trầm tích, đá biến chất cũng nhƣ trong các
tầng than, và trong vai trò của khoáng vật thay thế trong các hóa thạch. Mặc dù
có tên hiệu là “vàng của kẻ ngốc”, nhƣng một lƣợng nhỏ vàng đôi khi cũng đƣợc
tìm thấy trong quặng chứa khoáng vật này. Vàng và asen xuất hiện nhƣ là sự thay
thế đi kèm nhau trong cấu trúc pyrit. Tại khu trầm tích vàng ở Carlin, Nevada,
pyrit asen chứa tới 0,37 % theo trọng lƣợng là vàng [4]. Pyrit chứa vàng là loại
quặng vàng có giá trị.
Trong thực tế, pyrit hay bị nhầm lẫn với khoáng vật marcasit (mà tên gọi
của nó có nguồn gốc từ tiếng Ả Rập để chỉ pyrit), do các đặc trƣng tƣơng tự của
chúng. Marcasit là dạng đa hình của pyrit, nghĩa là nó có cùng một công thức
nhƣ pyrit nhƣng khác về cấu trúc và vì thế khác biệt về hình dáng tinh thể và tính
đối xứng. Tuy nhiên, trạng thái ôxi hóa hình thức là giống nhƣ trong pyrit do các

và ở dạng bột
dễ bị hòa tan hơn dạng cục.
1.1.2.3. Một số mỏ pyrit sắt ở Việt Nam
Pyrit là nguyên liệu cơ bản để lấy lƣu huỳnh trong sản xuất axit sunfuric
cần cho nhiều ngành công nghiệp, trong đó ngành sản xuất phân lân chiếm một
lƣợng lớn. Ngoài việc điều chế axit sulfuric, xỉ từ quặng pyrit còn có thể sử dụng
nhƣ quặng sắt nếu hàm lƣợng Fe đạt đến 60 ÷ 62% dƣới dạng Fe
2
O
3
; tức là 100
kg pyrit sau khi đốt cháy phải cho khoảng 68-73 kg xỉ. Xỉ pyrit cũng còn dùng để
điều chế muối sunfat và clorua sử dụng cho ngâm gỗ (thanh tà vẹt đƣờng sắt)
hoặc sử dụng nhƣ một chất hấp phụ cho xử lý dòng thải khí từ các lò hơi.

7
Ở Việt Nam có các mỏ quặng pyrit tiêu biểu là [11]:
Mỏ pyrit Giáp Lai
Mỏ pyrit Giáp Lai thuộc xã Giáp Lai, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ, đã
đƣợc đoàn địa chất 25 (cũ) tiến hành tìm kiếm thăm dò năm 1962. Trong những
năm 1970 đến đầu 1990, mỏ đã đƣợc đƣa vào khai thác quặng cung cấp cho nhà
máy supephotphat Lâm Thao. Hiện tại, mỏ đã ngừng khai thác và tạo nên các hồ
nhân tạo. Sự hình thành các hồ nhân tạo đã gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng đất và
nƣớc trong vùng; Mỏ pyrit Giáp Lai có nguồn gốc thành tạo nhiệt dịch nhiệt độ
trung bình. Thân quặng pyrit trong khu mỏ có dạng mạch nằm trong đá hoa
đolomit và đá hoa tremolit màu trắng, màu trắng xám tuổi Proterozoi. Nhìn
chung các thân quặng có hình dáng phức tạp, dạng mạch, chùm mạch, thấu kình
nằm gần song song với nhau và trùng với phƣơng của đá vây quanh. Một số thân
lộ ra trên mặt, một số thân ẩn sâu, phân bố trên chiều dài 1.100m, rộng 180m.
càng xuống sâu và ra hai đầu mút, chiều dài thân quặng giảm, quặng xâm tán

(Bắc Cạn), Tòng Bá (Hà Giang) và tụ khoáng Đồng sinh quyền ở Lào Cai,
1.2. Quá trình phong hóa quặng sunfua
Dƣới sự tác động của nƣớc, các chất khí nhƣ O
2
, CO
2
… và nguồn năng
lƣợng bức xạ mặt trời, các khoáng vật và đá lộ ra ở phía ngoài cùng của vỏ Trái
Đất bị phá hủy. Quá trình phá hủy khoáng vật và đá theo kiểu này đƣợc gọi là
phong hóa.
Có 3 loại phong hoá đá và khoáng vật là phong hoá vật lý, phong hoá hoá
học và phong hoá sinh học. Sự phân chia này chỉ là tƣơng đối vì trong thực tế các
yếu tố ngoại cảnh đồng thời tác động lên đá và khoáng vật, do vậy 3 loại phong
hoá đồng thời cùng diễn ra. Các quá trình phong hoá liên quan mật thiết và hỗ trợ
cho nhau, tuỳ điều kiện cụ thể mà một trong 3 quá trình xảy ra mạnh hơn.
1.2.1. Phân loại quá trình phong hóa [ 4]
1.2.1.1. Phong hóa vật lý
Phong hoá vật lý là sự vỡ vụn của các loại đá thành các hạt cơ giới có kích
thƣớc khác nhau nhƣng chƣa có sự thay đổi về thành phần khoáng vật, thành
phần hoá học của các đá ban đầu. Phong hoá vật lý bao gồm những dạng sau:

9
* Phong hoá nhiệt
Nguyên nhân gây nên việc phá vỡ khoáng vật và đá là do sự thay đổi của
nhiệt độ, áp suất và sự tác động của các hoạt động địa chất ngoại lực nhƣ nƣớc
chảy, gió thổi xảy ra trên bề mặt vỏ Trái Ðất. Sự thay đổi nhiệt độ làm cho các
khoáng vật có trong đá bị giãn nở không đều dẫn đến kết quả đá bị vỡ ra. Các
khoáng vật khác nhau có hệ số giãn nở rất khác nhau. Một loại đá đƣợc cấu tạo
bởi nhiều khoáng vật khác nhau, do đó nhiệt độ thay đổi các khoáng vật co giãn
không giống nhau làm đá bị vỡ vụn. Nhƣ vậy thành phần khoáng vật của đá càng

Trong quá trình phong hóa tự nhiên, nhờ tác dụng phá vỡ, chia nhỏ đất đá
và nham thạch của các tác nhân vật lý ở quá trình phong hóa vật lý xảy ra trƣớc
đó đã làm cho diện tích tiếp xúc của đá với môi trƣờng tăng lên đáng kể. Vì vậy
các quá trình phong hóa hóa học xảy ra sau đó gặp thuận lợi hơn rất nhiều.
Khác với phong hóa vật lý, quá trình phong hóa hóa học do tác dụng của
các tác nhân hóa học không chỉ làm cho đá vỡ vụn mà còn có thể làm cho thành
phần hóa học của khoáng vật và đá thay đổi. Các yếu tố nhƣ H
2
O, O
2
, CO
2
, …
tác động lên khoáng vật và đá làm cho chúng bị phá hủy, thay đổi về hình dạng,
kích thƣớc, thành phần và tính chất hóa học. Có thể nói, phong hóa hóa học chính
là các phản ứng hóa học diễn ra do sự tác động của H
2
O, O
2
, CO
2
lên đá và
khoáng vật. Phong hóa hóa học đƣợc chia thành 4 quá trình chính là oxy hóa,
hydrat hóa, hòa tan và sét hóa.
* Quá trình hòa tan
Xảy ra do nƣớc có thể hòa tan nhiều loại khoáng chất, đất đá và nham
thạch. Theo một số nghiên cứu, quá trình hòa tan phụ thuộc nhiều vào thành phần
của nham thạch và các khoáng vật. Đối với các khoáng vật có chứa các muối dễ bị
hòa tan nhƣ muối clorua, muối sunfat của các cation kim loại kiềm thì khả năng
hòa tan của các khoáng vật trong nƣớc là rất lớn. Nhƣng đối với một số loại nham

4
.2H
2
O ; Fe
2
O
3
→ Fe
2
O
3
.nH
2
O
anhydri thạch cao hematit limonit
* Quá trình oxy hóa
Quá trình oxyhóa phụ thuộc chặt chẽ vào sự xâm nhập của O
2
tự do trong
không khí và O
2
hòa tan trong nƣớc. Quá trình oxy hóa làm cho khoáng vật và đá
bị biến đổi về thành phần hóa học. Do trong khoáng vật, đá và quặng thƣờng
chứa các ion có mức oxy hóa thấp nhƣ Fe(II), Mn(II), Cu(I) nên khi gặp môi
trƣờng oxy hóa chúng dễ dàng chuyển thành các dạng có mức oxy hóa cao hơn.
Trong quá trình đó có thể gây ra những biến đổi về thành phần của quặng,
khoáng, đất, đá dần dần hình thành nên một số các dạng mới bền vững hơn trong
môi trƣờng phản ứng. Các khoáng vật có chứa Fe(II) khi tiếp xúc với oxy không
khí thƣờng bị oxy hóa chuyển thành Fe(III) gây ra những thay đổi về thành phần
của quặng. Trong môi trƣờng oxy hóa, ví dụ nhƣ quặng Fe

2FeS
2
+ 7O
2
+ 2H
2
O → 2Fe
2+
+ 4SO
4
2-
+4H
+
logK=198,17 12
* Quá trình sét hóa
Các khoáng vật silicat, nhôm silicat do tác động của H
2
O, CO
2
sẽ bị biến
đổi tạo thành các khoáng sét (keo sét). Các nguyên tố kiềm và kiềm thổ trong
khoáng vật bị proton (H
+
) chiếm chỗ trong mạng lƣới tinh thể đƣợc tách ra dƣới
dạng hòa tan. Nhƣ vậy, thực chất của quá trình sét hóa là quá trình hòa tan,
hydrat hóa chuyển các khoáng vật silicat, nhôm silicat thành các khoáng vật thứ
sinh, các muối và oxit.

2
.nH
2
O
Fenspatkal (orthoclaz) kaolini opan
1.2.1.3. Phong hóa sinh học
Hoạt động của các sinh vật bậc thấp và bậc cao cũng tham gia phá hủy các
khoáng vật và đá. Rễ cây xuyên vào các khe nứt hút nƣớc và các chất khoáng,
theo thời gian, rễ to dần sẽ phá vỡ đá. Mặt khác rễ cây tiết ra H
2
O và CO
2
tạo axit
H
2
CO
3
để hòa tan đá và khoáng vật. Khi chết, xác sinh vật bị phân hủy sinh ra
các axit hữu cơ góp phần hòa tan các khoáng vật và đá.
Do vậy, bản chất của phong hóa sinh học là phong hóa vật lý và hóa học
do sự tác động của sinh vật lên khoáng vật và đá. Cũng trong quá trình này, mẫu
chất đƣợc tích lũy chất hữu cơ do xác sinh vật để lại sau khi chết, làm cho mẫu
chất xuất hiện những thuộc tính mới gọi chung là độ phì và mẫu chất biến đổi
thành đất. Nhà khoa học nổi tiếng ngƣời Nga Vecnatxki cho rằng: “hoạt động
hóa học của vỏ Trái Đất, gần 99% có liên quan tới quá trình sinh hóa học”.
Cũng với các quá trình nhƣ vậy, pyrit bị lộ thiên ra ngoài không khí trong
quá trình khai thác mỏ và khai quật sẽ phản ứng với ôxy và nƣớc để tạo thành
sunfat, gây ra sự thoát nƣớc mỏ axít. Quá trình axit hóa này còn đƣợc tạo ra từ
phản ứng của vi khuẩn chi acidithiobacillus; Các vi khuẩn này tìm kiếm nguồn
năng lƣợng của chúng bằng cách oxyhóa các ion Fe(II) thành các ion Fe(III) với

2
do hoà tan lƣợng CO
2
sinh ra từ
các chất hữu cơ bị phân huỷ. Vì vậy, vai trò của CO
2
không kém phần quan trọng
so với O
2
và H
2
O là tác nhân phong hoá không thể thiếu đƣợc. Quá trình biểu
sinh các mỏ sunfua thực chất là quá trình oxi hoá.
So với các khoáng vật tạo đá thì các khoáng vật sunfua trong đới biểu sinh
bị biến đổi mạnh mẽ hơn, hoàn toàn hơn và các nguyên tố tạo quặng đƣợc giải
phóng ra nhiều hơn. Sở dĩ các sunfua rất dễ bị biến đổi là vì lƣu huỳnh ở dạng
khử (S
-2
) trong các hợp chất này dễ dàng bị oxi hoá lên mức (+6) ở dạng SO
4
2-

theo phản ứng sau:
S
2-
+ 4H
2
O → SO
4
2-

+ 2CaCO
3
+ 5H
2
O → Cu
2
(OH)
2
[CO
3
] + 2Ca[SO
4
]2H
2
O + CO
2

Malachit Thạch cao
CuSO
4
+ 2FeSO
4
→ Fe
2
(SO
4
)
3
+ Cu
ZnSO

và RSO
4
thấm sâu xuống đến đới quặng nguyên
sinh (thấp hơn mực nƣớc ngầm), ở đây sẽ xuất hiện H
2
S và chúng sẽ tác dụng với
quặng nguyên sinh để tạo sunfua thứ sinh. Phản ứng chung của quá trình thành
tạo sunfua thứ sinh có thể viết nhƣ sau:
MSO
4
+ RS → RSO
4
+ MS (R, M là kim loại)
Ví dụ:
14CuSO
4
+ 5FeS
2
+ 12H
2
O → 12H
2
SO
4
+ 5FeSO
4
+ 7Cu
2
S
Chalcosin

+ 4O
2
+ 2H
2
O = 2FeSO
4
+ 2H
2
SO
4

Với sự có mặt của O
2
, FeSO
4
không bền vững và sẽ bị biến đổi theo phản
ứng sau:
4FeSO
4
+ 2H
2
SO
4
+ O
2
= 2Fe
2
(SO
4
)

O
3
.nH
2
O), cũng nhƣ các hydrooxit Fe khác là hydrohematit Fe
2
O
3
(0-
1)H
2
O, goetit FeO(OH) hầu nhƣ không tan trong nƣớc và nằm lại trong đới
oxyhóa. Do các hợp phần khác của quặng sunfua bị mang đi, nên lƣợng Fe trong
đới oxyhóa tăng lên đáng kể và có thể tạo thành mũ sắt trên cùng.
Khi pyrit tiếp xúc với các dung dịch giàu sunfat thì nó có thể chuyển đổi
thành jarozit có công thức chung là M
+
Fe
3
3+
(SO
4
)
2
(OH)
6
(trong đó M
+
là K
+

(OH)
6
+ 3H
2
O
Axit H
2
SO
4
và Fe(III) đƣợc giải phóng ra trong quá trình oxyhoá sunfua
sắt có thể tác dụng lên các khoáng vật sunfua khác và đẩy nhanh quá trình phân
rã chúng theo phản ứng:
MS + H
2
SO
4
→ H
2
S + MSO
4

2MS + 2Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2H
2
O + 3O

biến khoáng sản là một trong những nguồn gây ô nhiễm có tác động mạnh nhất
lên tất cả các hệ sinh thái trên mặt đất và con ngƣời, mà đặc biệt là tác động của
các kim loại nặng.
Ô nhiễm KLN là một trong các loại hình ô nhiễm rất nguy hiểm của môi
trƣờng. Bản thân đất đá và các mạch quặng, thân quặng khu vực mỏ đã có hàm
lƣợng tập trung cao của các KLN. Trong quá trình tồn tại, chúng chịu tác động
của các quá trình phong hóa và biến đổi ngoại sinh khác đã làm phát tán các
KLN vào hệ thống sông, suối, đất quanh khu vực mỏ.
Thêm vào đấy, quá trình khai thác và chế biến khoáng sản làm phát tán
một lần nữa các KLN vào môi trƣờng nƣớc, đặc biệt sự phát tán lần này diễn ra
với cƣờng độ lớn hơn nhiều làm ảnh hƣởng nghiêm trọng môi trƣờng sống nơi
khai thác và khu vực lân cận. Các nguyên tố này, trong quá trình khai thác sẽ bị
biến đổi và kết hợp với nhau để tạo ra chất mới (thậm chí độc hại hơn nguyên tố
ban đầu), gây suy thái môi trƣờng đất, nƣớc và hệ sinh thái.
1.3.1.1. Hiện trạng ô nhiễm tại một số điểm khai thác mỏ ở Việt Nam
Đầu năm 2007, các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Môi Trƣờng,
Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt
Nam và Đại học Quốc gia Hà Nội, đã lấy hàng trăm mẫu đất và cây tại các vùng
mỏ để phân tích thành phần, hàm lƣợng KLN [3]. Qua phân tích cho thấy, tất cả
các mỏ đều là điểm nóng về ô nhiễm, điển hình là mỏ thiếc xã Hà Thƣợng và mỏ
than núi Hồng bị ô nhiễm asen nghiêm trọng, với hàm lƣợng asen trong đất gấp
17 – 308 lần tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam; thậm chí có nơi hàm lƣợng asen
trong đất lên đến 15.166 ppm, gấp 1.262 lần theo quy định. Mỏ kẽm, chì làng

17
Hích (Thái Nguyên) cũng có hàm lƣợng chì gấp 186 lần tiêu chuẩn và kẽm gấp
49 lần. Việc khai thác mỏ thiếc, quặng đuôi thƣờng chứa arsenopyrit (1 – 2%),
chalcopyrit (1%) và pyrit (10 – 15%) [1, 5, 6].
Các khoáng vật sunfua này bị oxi hoá tạo ra dòng thải axit mỏ có nồng độ
các kim loại cao. Sự lan toả của As và sự oxyhoá các kim loại độc hại nhƣ Cu,

Kết quả phân tích các chỉ số địa hóa có thể thấy phần lớn các mẫu phân tích đều
có độ axit cao (pH = 4-5) hoặc có độ dẫn điện vƣợt quá giới hạn cho phép (Ec >
1,0 mS/cm). Đồng thời hàm lƣợng SO
4
2-
vƣợt quá khoảng hàm lƣợng SO
4
2-
trung
bình trong các sông hồ. Điều này phản ánh môi trƣờng hiện tại là môi trƣờng axit
cao, oxy hóa mạnh ảnh hƣởng xấu đến việc nuôi thả cá trong các hồ nhân tạo mới
hình thành [9, 14, 15].
1.3.1.2. Hiện trạng ô nhiễm tại một số điểm khai thác mỏ trên thế giới
Môi trƣờng tại các khu vực khai thác quặng trên thế giới hiện cũng đang
bị ô nhiễm trầm trọng. Trong 10 thành phố ô nhiễm nhất thế giới thì có 5 thành
phố ô nhiễm do hoạt động khai thác và xử lý quặng [23,30].
Từ những thập niên đầu thế kỷ 20 những ảnh hƣởng của khai thác mỏ đến
đời sống con ngƣời đã đƣợc phát hiện do gây ra các chứng bệnh. Vào năm 1946,
ở vùng Funchen thuộc quận Toyoma (Nhật Bản), xuất hiện một hội chứng với
đặc điểm là biến dạng xƣơng, dễ gãy xƣơng, đau cơ, rối loạn thận, nhất là ở phụ
nữ lớn tuổi sinh đẻ, làm hàng trăm ngƣời chết đã thu hút chú ý của giới y học
trong vùng[26]. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện các bệnh nhân hấp thụ mỗi
ngày 600 mg Cd do ăn gạo nhiễm nƣớc sông Jinsu bị ô nhiễm bởi quặng và xỉ từ
một nhà máy chế biến cadmi [27]. Tại thành phố Sukinda ở Ấn Độ là thành phố
có những mỏ quặng crom lộ thiên lớn nhất thế giới, có tới 60% nƣớc sinh hoạt ở
đây chứa Cr(VI). Theo ƣớc tính của một tổ chức y tế, ở Ấn Độ khoảng 84,75%
số trƣờng hợp tử vong tại các khu vực khai thác quặng do các bệnh liên quan tới
Cr(VI) [28].
Năm 2008, Manfred Felician Bitala đã nghiên cứu ô nhiễm KLN đƣợc
tích luỹ trong đất và cây trồng từ mỏ vàng ở Geita, Tanzanian [29] cho thấy tất cả