ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

Nguyễn Thị Tâm
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƯƠNG ĐẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG MÔNG DƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

Nguyễn Thị Tâm

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƯƠNG ĐẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG MÔNG DƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


nhiên.
Tác giả

Nguyễn Thị Tâm

3


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................ii
MỤC LỤC...............................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH................................................................................................vii
BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT.......................................................................viii
MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
Chương 1 – TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.....................................3
1.1. Tình hình khai thác và tiêu thụ than trên thế giới và tại Việt Nam.................3
1.1.1. Tình hình khai thác, tiêu thụ than trên thế giới........................................3
1.1.2. Tình hình khai thác, tiêu thụ than ở Việt Nam.........................................7
1.2. Giới thiệu về khai thác than ở Quảng Ninh....................................................8
1.2.1. Khai thác than ở Quảng Nınh và các vấn đề môi trường.........................8
1.2.2. Sơ lược về mỏ than Mông Dương.........................................................23
1.3. Đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số chất lượng nước WQI......................26
1.3.1. Giới thiệu chung....................................................................................26
1.3.2. Các phương pháp tính toán và ứng dụng chỉ số chất lượng nước..........27
Chương 2 – ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........33
2.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................33
2.2. Phạm vi nghiên cứu......................................................................................33
2.3. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................34
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu...................................................34

PHỤ LỤC................................................................................................................ 83

5


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lượng khai thác than của các quốc gia trên thế giới (triệu tấn)...........3
Bảng 1.2. Thị trường than thế giới (triệu tấn)............................................................4
Bảng 1.3 Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác hầm lò giai đoạn 2005 –
2011 [8]..................................................................................................................... 9
Bảng 1.4. Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác lộ thiên giai đoạn 2005
 2011 [8]................................................................................................................10
Bảng 1.5. Nguồn gây tác động của quá trình khai thác than lộ thiên.......................11
Bảng 1.6. Các nguồn gây tác động của mỏ khai thác than hầm lò...........................13
Bảng 1.7. Kết quả phân tích chất lượng nước thải lộ thiên của một số mỏ than
điển hình trong TKV ở khu vực Quảng Ninh.......................................................15
Bảng 1.8. Đặc tính nước thải một số mỏ than hầm lò đi ển hình khu v ực
Quảng Ninh thuộc TKV.........................................................................................16
Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu..........................................................................................35
Bảng 2.2. Phương pháp bảo quản mẫu đối với các chỉ tiêu phân tích......................37
Bảng 2.3. Phương pháp đo nhanh một số chỉ tiêu tại hiện trường...........................37
Bảng 2.4. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm...................38
Bảng 2.5. Các giá trị qi, BPi....................................................................................40
Bảng 2.6. Giá trị BPi và qi đối với DO % bão hòa...................................................40
Bảng 2.7. Giá trị BPi và qi đối với thông số pH.......................................................41
Bảng 2.8. Bảng phân loại chất lượng nước theo Tổng cục môi trường....................42
Bảng 2.9. Bảng phân cấp đánh giá CLN phụ thuộc n..............................................45
Bảng 3.1. Kết quả phân tích nước thải khu vực mỏ Mông Dương đợt 1 [3]............52
Bảng 3.2. Kết quả phân tích nước thải khu vực mỏ Mông Dương đợt 2 [3]............53
Bảng 3.3. Kết quả phân tích nước thải sinh hoạt khu trung tâm Mông Dương........55

Hình 3.2. Đường ống dẫn nước thải từ trạm xử lý nước thải ra suối H10................48
Hình 3.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò..................................................49
Hình 3.4. Sông Mông Dương tại thời điểm mùa khô (trái) và mùa mưa (phải).......56
Hình 3.5. Suối H10 tại thời điểm mùa khô (trái) và mùa mưa (phải).......................57
Hình 3.6. Nồng độ BOD5 và COD tại các điểm lấy mẫu trong đợt 1.......................58
Hình 3.7. Nồng độ BOD5 và COD tại các điểm lấy mẫu trong đợt 2.......................59
Hình 3.8. Nồng độ Amoni trong các mẫu nước mặt................................................59
Hình 3.9. Hàm lượng Cu trong các mẫu nước được quan trắc.................................61
Hình 3.10. Hàm lượng Mn trong các mẫu nước được quan trắc..............................61
Hình 3.11. Chỉ số chất lượng nước tương đối – Đợt 1.............................................67
Hình 3.12. Chỉ số chất lượng nước tương đối – Đợt 2.............................................68
Hình 3.13. Biểu đồ chỉ số WQI theo phương pháp của Tổng cục môi trường.........71
Hình 3.14. Nước từ suối H10 đổ ra sông Mông Dương có màu đen........................73
Hình 3.15. Lòng sông Mông Dương bị bồi lấp bởi cặn than...................................74
Hình 3.16. Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.............................76

8


BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
CLN

: Chất lượng nước

IEA

: Cơ quan năng lượng quốc tế (International Energy Agency)

Mtce


TCCP

: Tiêu chuẩn cho phép

TKV

: Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam

TWQI

: Chỉ số chất lượng nước tổng cộng (Total Water Quality Index)

VINACOMI
N

: Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (Vietnam
National Coal – Mineral Industries Holding Coporation
Limited

VITE

: Công ty Cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi trường (Vinacomin
Informatics Technology, Environment Joint Stock Company)

WQI

: Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index)

9




Xuất phát từ những lý do đó, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động
khai thác than tại mỏ Mông Dương đến chất lượng nước sông Mông Dương và đề
xuất giải pháp giảm thiểu” được thực hiện.
2. Mục đích
Xem xét thực trạng ô nhiễm và hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải tại mỏ
để đề xuất các giải pháp công nghệ và quản lý nhằm giảm thiểu tác động xấu đến
chất lượng nước sông Mông Dương.
3. Nội dung nghiên cứu


Điều tra các nguồn thải đổ vào suối H10 ra sông Mông Dương đoạn tiếp giáp
với mỏ than Mông Dương, gồm: Các nguồn thải từ khu dân cư, từ các nhà
máy/xí nghiệp xung quanh và các nguồn thải từ mỏ than Mông Dương;



Điều tra mạng lưới thu gom nước thải mỏ, gồm: nước thải sản xuất, nước
thải sinh hoạt, nước mưa chảy tràn;



Quan trắc, lấy mẫu và phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước;



Đánh giá chất lượng nước sông theo chỉ tiêu riêng lẻ và chỉ tiêu tổng hợp;



Hoa Kỳ
Úc
Indonesia
Nga
Nam Phi
Đức
Ba Lan
Kazactan
Các nước khác
Thế giới

2014
3640,2
657,4
918,2
488,8
488,3
332,9
260,5
186,5
137,1
114,0
710,2
7934,1

2015
3563,2
683,1
813,7
512,4

năm 2015 là 320,7 triệu tấn (tương ứng khoảng 9,0%). Tuy vậy, mức sụt giảm của
Trung Quốc thậm chí còn nhiều hơn toàn bộ sản lượng khai thác của Nam Phi, mức
sụt giảm sản lượng của Mỹ còn nhiều hơn toàn bộ sản lượng của Colombia (Nam
Phi và Colombia là hai quốc gia xuất khẩu than lớn thứ 4 và thứ 5 thế giới). Trong
lịch sử, sản lượng than của OECD chiếm tới 56,6% sản lượng toàn cầu (năm 1971)
nhưng đến năm 2016, chỉ còn chiếm 23,7% [16].
Trong 10 quốc gia sản xuất than lớn nhất, chỉ có ba quốc gia có sản lượng
khai thác tăng trong năm 2016 là Ấn Độ (+24,5 triệu tấn), Nga (+13,8 triệu tấn) và
Indonesia (+7 triệu tấn). Indonesia, một trong những quốc gia đứng đầu thế giới về
sản xuất và xuất khẩu than đá.
 Thị trường xuất nhập khẩu than
Mặc dù sản lượng khai thác than đá, than cốc, và than nâu đều giảm trong
năm 2016 nhưng thị trường thương mại quốc tế năm 2016 lại có bước phát triển đi
lên, với lượng nhập khẩu tăng 1,5% (lên 1313,3 triệu tấn).
Bảng 1.2. Thị trường than thế giới (triệu tấn)

Xuất khẩu than đá

2014
1048,6

2015
995,3

2016
1010,4

Xuất khẩu than cốc

312,4


5,1
1308,1

4,2
1333,5

Tổng sản lượng nhập khẩu

1412,5

1311,5

1331,3

Cán cân thương mại

43,2

3,4

-2,2

(Nguồn: IEA, 2017) [16]

4


Tính đến năm 2016 thì sản lượng than xuất khẩu tăng 21,7 % so với 2010,
và tăng gấp đôi (105,3%) kể từ năm 2000. Thị trường xuất khẩu tất cả các loại than

nếu so sánh với mức tiêu thụ than lớn nhất của các quốc gia OECD năm 2007
(1665,3 Mtce) thì con số này thậm chí còn thấp hơn 23,5% [16].
Trong năm 2016, tiêu thụ than của Trung Quốc giảm 1,8% (tương ứng với
51,2 Mtce). Nguyên nhân của hiện tượng này là do nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố
thay đổi mô hình tăng trưởng kinh tế cũng như sự quan tâm nhiều hơn đối với vấn
đề ô nhiễm không khí.
Ngành sản xuất thép và xi măng là những ngành công nghiệp phụ thuộc rất
lớn vào than, trong khi đó Trung Quốc lại là nhà sản xuất lớn nhất thế giới trong
lĩnh vực này. Năm 2015, Trung Quốc sản xuất được 446 triệu tấn cốc lò cao (coke
oven coke) (chiếm 66,0% sản lượng toàn cầu), 804 triệu tấn thép nguyên khối
(chiếm 49,6% sản lượng toàn cầu), 696 triệu tấn gang (59,9% sản lượng toàn cầu)
và xấp xỉ 2,35 tỉ tấn xi măng (57,3% sản lượng toàn cầu) [16].
Đối với nhóm các quốc gia OECD, sự thay đổi trong sản lượng tiêu thụ của
Mỹ và Vương quốc Anh là yếu tố then chốt làm thay đổi tổng sản lượng tiêu thụ.
Mỹ giảm tiêu thụ 41,6 Mtce; Vương quốc Anh giảm 17,2 Mtce; 33 quốc gia còn lại
cắt giảm tiêu thụ than cho sản xuất điện, thay vào đó là chuyển sang sử dụng khí
thiên nhiên và tài nguyên tái tạo [16].

6


1.1.2. Tình hình khai thác, tiêu thụ than ở Việt Nam
Việt Nam vốn là quốc gia có truyền thống xuất khẩu than, nhưng từ 2005 đã
trở thành quốc gia nhập khẩu than. Sản lượng nhập khẩu đạt ngưỡng 13,3 triệu tấn
năm 2016, tăng 6,4 triệu tấn so với năm 2015.
Năm 2016, sản lượng than Việt Nam khai thác được khoảng 44 triệu tấn,
thấp hơn sản lượng năm 2015 khoảng 3%. Những năm trước đây, do sản lượng khai
thác thường lớn hơn nhu cầu tiêu thụ, nên Việt nam chủ yếu xuất khẩu than. Nhưng
gần đây, do nhu cầu về điện tăng cao, Việt Nam chú trọng phát triển nhiệt điện nên
sản lượng xuất khẩu bắt đầu chững lại và nhanh chóng trở thành quốc gia nhâp khẩu

(Nguồn: US.EIA, 2017) [18]
Theo số liệu của Tổng cục Hải quan, năm 2016 cả nước nhập khẩu 13,3 triệu
tấn than – phải chi 927 triệu USD. Điều này khiến cho năm 2016 trở thành năm có
giá trị than nhập khẩu bằng nhiều năm trước cộng lại và Việt Nam chính thức trở
thành nước nhập khẩu than, trong đó nhập khẩu chủ yếu là than Antraxit và than
Bitum [9]. Các nước xuất khẩu than lớn nhất sang Việt Nam lần lượt là Úc, Nga và
Trung Quốc.

7


8000
7000

nghìn tấn

6000
5000
Xuất khẩu
Nhập khẩu

4000
3000
2000
1000
0

2014

2015

Bảng 1.3 Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác hầm lò giai đoạn
2005 – 2011 [8]
ST
T

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

2005

200
6

200
7

200
8

2009

201
0

201
1

1



14,7

16,3

17,6

18,1
7

19,8

21,8

3

Tỉ trọng

%

36

36

38

41

41


 700 ngàn tấn/năm và một số điểm khai thác mỏ nhỏ và lộ vỉa với sản lượng than
khai thác nhỏ hơn 100 ngàn tấn/năm. Tổng sản lượng than nguyên khai được khai
thác lộ thiên giai đoạn 2005  2011 trình bày trong bảng 1.4 sau:

9


Bảng 1.4. Tổng sản lượng than nguyên khai được khai thác lộ thiên giai đoạn
2005  2011 [8]
ST
T

Tên chỉ tiêu

1

Than nguyên khai

200
6

2007

2008

2009

2010

2011

26,1

165

25,3
3
59
216,
4
8,48

26,5

64

26,7
9
62

47,2
228,
7
8,62

54,5
274,
5
8,74

Đơn vị


m3/ tấn

2

24,5

1.2.1.2. Các tác động đến môi trường từ hoạt động khai thác, sàng tuyển và vận
chuyển
a. Các nguồn gây tác động
 Đối với hoạt động khai thác than lộ thiên
Các nguồn gây tác động đến môi trường do khai thác lộ thiên được thể hiện
trong hình dưới đây.

10


Hình 1.4. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và dòng thải từ hoạt động khai thác lộ thiên [8]

Bảng 1.5. Nguồn gây tác động của quá trình khai thác than lộ thiên

11


T
T
I

Nguồn phát sinh



1

2
3
III
1

Nước thải sản xuất trên mặt
bằng sân công nghiệp (dầu mỡ,
kim loại)
Nguồn tác động không liên quan đến chất thải
- Nổ mìn
- Bốc xúc đất đá, than
- Vận chuyển và đổ
thải
- Sửa chữa bảo dưỡng
thiết bị, máy móc,
Tiếng ồn và độ rung
phương
tiện
vận
chuyển...
- Sàng phân loại than
- Vận tải than và đất đá
thải
- Đổ thải.
Lún đất, suy giảm mực nước
Sử dụng nước ngầm
ngầm...

ngầm, đất, hệ sinh thái.

Sức khoẻ người lao động

Địa hình, đất đai, hệ sinh thái,
mực nước ngầm...
Nền kinh tế, cơ sở hạ tầng khu
vực, công nhân, dân cư trong
khu vực.
Địa hình, đất đai, hệ sinh thái,
hệ thống thuỷ văn, người lao
động trong khu vực, kinh tế mỏ
Người lao động, dân cư trong
khu vực.


Sơ đồ nguồn gây tác động đến môi trường từ hoạt động khai thác hầm lò
được thể hiện trong hình 1.5 dưới đây.

Hình 1.5. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và dòng thải từ hoạt động khai thác
hầm lò [8]
Có thể phân loại các nguồn gây tác động và đối tượng chịu tác động theo
bảng 1.6 dưới đây:

13


Bảng 1.6. Các nguồn gây tác động của mỏ khai thác than hầm lò
TT
I

thức ăn thừa, giấy, gỗ...)

Bồi lắng lòng suối; ô nhiễm
nước mặt, đất; hệ sinh thái.

Nước thải sinh hoạt

Môi trường nước mặt, nước
ngầm, đất.

Nước thải sản xuất trên
mặt bằng công nghiệp
(dầu mỡ, kim loại) và
nước thải hầm lò khai
thác than (thường có pH
thấp, độ đục lớn).
Nguồn tác động không liên quan đến chất thải
Xói mòn, trượt lở, bồi
- Đào đắp, san gạt mặt bằng.
lắng lòng suối, sông hồ,
- Xây dựng đường xá và các suy thoái biến đổi đa
công trình phụ trợ: nhà dạng sinh học...
xưởng, nhà ở công nhân,...
Tiếng ồn và độ rung

II

1

2

thống thuỷ văn, cơ sở hạ tầng
của khu vực, văn hoá xã hội,
kinh tế của địa phương, sức khỏe
người lao động...
Địa hình, đất đai, hệ sinh thái,
mực nước ngầm, sức khỏe người
lao động...
Nền kinh tế, cơ sở hạ tầng khu
vực, công nhân, dân cư trong
khu vực.
Người lao động trong khu vực,
địa hình, thảm thực vật, các công
trình, vật tư, kinh tế của mỏ.

Các rủi ro, sự cố môi trường

1

Trượt lở đất, sụt lún

Bồi lấp lớn, sập hầm lò,
sụt lún địa hình diện
rộng.

2

Cháy nổ khí

Cháy ngầm, nổ khí


những đặc tính cơ bản cho nước thải mỏ than lộ thiên đó là có độ pH th ấp
(3