ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------***-------

LÊ ANH MINH

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ KHẢ NĂNG PHỤC HỒI
THẢM THỰC VẬT TRÊN BÃI THẢI ĐÔNG CAO SƠN,
THÀNH PHỐ CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------***-------

LÊ ANH MINH

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ KHẢ NĂNG PHỤC HỒI
THẢM THỰC VẬT TRÊN BÃI THẢI ĐÔNG CAO SƠN,
THÀNH PHỐ CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

Chuyên ngành

: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Mã số


MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1.Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
2.Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................. 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................. 3
1.1.Tổng quan các vấn đề nghiên cứu: .................................................................... 3
1.1.1.Các nghiên cứu về phục hồi thảm thực vật trên bãi thải than trên thế giới…...3
1.1.2.Các nghiên cứu công tác phục hồi thảm thực vật trên bãi thải than tại Việt
Nam…………………………………………………………………………………4
1.2.Hiện trạng các bãi thải than trên địa bàn thành phố Cẩm Phả ..................... 5
1.3.Một số đặc điểm cơ bản của bãi thải than trên địa bàn thành phố Cẩm
Phả…………………………………………………………………………………7
1.4.Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu .................................. 9
1.4.1.Vị trí địa lý: ........................................................................................................ 9
1.4.2.Đặc điểm địa chất ............................................................................................... 9
1.4.3.Đặc điểm khí hậu: ............................................................................................ 11
1.4.4.Điều kiện thủy văn: .......................................................................................... 12
1.4.5.Đặc điểm kinh tế xã hội: .................................................................................. 12
1.5.Thực trạng về loài cây và diện tích trồng cây tại các bãi thải than trên địa
bàn tỉnh Quảng Ninh .............................................................................................. 13
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 19
2.1.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 19
2.2.Nội dung nghiên cứu: ........................................................................................ 19


2.3.Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................. 20
2.3.1.Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài. ............................................................ 20
2.3.2.Phương pháp nghiên cứu chung: ...................................................................... 20
2.3.3.Phương pháp nghiên cứu cụ thể: ...................................................................... 22
2.3.3.1. Phương pháp tổng hợp, kế thừa các tài liệu, số liệu .................................... 22

Bảng 1. 2: Quá trình phát triển rừng trồng cải tạo môi trường bãi thải khai thác than
ở Quảng Ninh ............................................................................................................14
Bảng 1. 3: Diện tích và loài cây trồng cải tạo môi trường bãi thải ở Quảng Ninh ...16
Bảng 3. 1:Thành phần khoáng hóa đất đá thải khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh .....28
Bảng 3. 2: Kết quả phân tích đất bãi thải khi chưa trồng cây ...................................28
Bảng 3. 3: Kết quả quan trắc môi trường không khí tại khu vực bãi thải Đông Cao
Sơn.............................................................................................................................30
Bảng 3. 4: Các chỉ tiêu hóa học đất khu vực bãi thải Đông Cao Sơn .......................31
Bảng 3. 5 : Tỷ lệ sống của các loài cây trồng cải tạo ................................................40
Bảng 3. 6: Sinh trưởng về đường kính của các loại cây trồng trong dự án .............43
Bảng 3. 7: Sinh trưởng về chiều cao của các loài cây trồng trong dự án ................45
Bảng 3. 8: Kết quả phân tích đất trước và sau khi trồng cây 1 năm tại Bãi thải Đông
Cao Sơn .....................................................................................................................48


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1: Bản đồ bãi thải Đông Cao Sơn.................................................................10
Hình 1. 2: Vật liệu đất, đá tại bãi thải Đông Cao Sơn...............................................26
Hình 1. 3: Hình ảnh sườn dốc bãi thải Đông Cao Sơn..............................................27
Hình 1. 4: Một số loài thực vật tự nhiên trên bãi thải Đông Cao Sơn ......................34
Hình 1. 5: Hoạt động đổ thải trên bãi thải Đông Cao Sơn ........................................69
Hình 1. 6: Mô hình trồng cây keo lai ( Khu vực đỉnh bãi thải Đông Cao Sơn) ........69
Hình 1. 7: Thảm thực vật cây bụi trên sườn bãi thải.................................................70
Hình 1. 8: Điều tra khảo sát tại khu vực Khe Rè ......................................................71
Hình 1. 9: Trồng cỏ Ventiver khu vực sườn bãi thải ................................................72
Hình 1. 10: Điều tra khảo sát tại khu vực nghiên cứu...............................................72


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TKV

Ngành công nghiệp khai thác than đã có ở Quảng Ninh từ hơn 100 năm nay
và trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh có
khoảng 30 mỏ than thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam
(TKV) và Tổng công ty Đông Bắc (Đông Bắc) đang hoạt động với sản lượng than
nguyên khai khai thác năm 2016 đạt khoảng 42 triệu tấn, khối lượng đất bóc 207
triệu tấn.
Ngành công nghiệp khai thác than đã có đóng góp rất lớn cho sự phát triển
kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ninh cũng như cả nước, giải quyết công ăn việc làm
cho một lượng lớn lao động; tuy nhiên khai thác than cũng gây ra những tác động
lớn đến môi trường. Những năm vừa qua, công tác bảo vệ môi trường đã được
ngành Than quan tâm thực hiện thông qua việc di dời các cơ sở sản xuất khỏi trung
tâm các khu đô thị, đầu tư cải tạo phục hồi môi trường các bãi thải, xây dựng đê đập
chắn đất đá chân các bãi thải, nạo vét hệ thống sông suối thoát nước, xây dựng các
trạm xử lý nước thải mỏ, thu gom xử lý chất thải rắn, thực hiện các biện pháp giảm
thiểu bụi ồn và giải quyết các vấn đề môi trường khác; nhờ đó đã bước đầu khắc
phục được tình trạng ô nhiễm môi trường do quá trình khai thác than trước đây để
lại và xử lý, ngăn ngừa ô nhiễm môi trường mới phát sinh, chất lượng môi trường
cảnh quan các khu vực có hoạt động khai thác than và các khu vực dân cư, đô thị
lân cận đã được cải thiện, nâng cao một bước.
Bên cạnh những việc đã làm được, quá trình khai thác than tại Quảng Ninh
cũng còn tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây mất an toàn và ảnh hưởng đến môi trường, thể
hiện qua đợt mưa lũ lịch sử cuối tháng 7, đầu tháng 8 năm 2015 như: Sạt lở bãi thải,
trôi lấp đất đá; bồi lấp sông suối thoát nước, mặt bằng sản xuất, khu dân cư; bụi bẩn
từ quá trình vận chuyển, chế biến than, đổ thải đất đá...
Xuất phát từ những vấn đề cấp bách như trên, năm 2016 Tập đoàn Công
nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đã giao cho Công ty TNHH MTV Môi trường
- TKV làm chủ đầu tư dự án kết hợp với Công ty Cổ phần Tin học, Công nghệ, Môi

1


khôiphục, hoàn trả lại hệ thực vật rừng ban đầu. Kết quả nghiên cứu chothấy:
Ở Mỹ, các nhà khoa học đã tiến hành trồng thí nghiệm 07 loài cây bụi và cây
rừng bao gồm Cây tân bì, ô lưu Nga, Silver buffaloberry, Siberian peashrub, mận
Mỹ, Ponderosa pine và loài bách xù tại bãi thải ở các mỏ than thuộc vùng đông bắc
bang Wyoming nước Mỹ. Kết quả nghiên cứu chothấy:
+ Tỷ lệ sống sót của cây trồng được tưới nước cao hơn cây không được tưới
nước khoảng 14% trong mùa thu năm đầu tiên. Trong mùa đông thì cây được tưới
nước có tỷ lệ sống sót cao hơn cây không được tưới nước tới 30%. Hai năm sau khi
ngừng tưới nước các loài cây có quả hình nón chết một nửa, trong khi đó loài cây
tân bì chỉ chết có 20%, cây ô lưu Nga, Silver buffaloberry, Siberian peashrubvà
mận Mỹ không chết cây nào.
+ Các loài cây rễ trần càng về sau càng phát triển kém, tỷ lệ cây chết càngcao.
Trong các loài cây đã trồng có cây tân bì là có tỷ lệ sống sót cao nhất và phát triển
khá nhất. Các loài cây như Ponderosa pine, Silver buffaloberry, Siberian peashrub
và mận Mỹ phát triển rất kém trong thời gian mới trồng, tỷ lệ cây chết cao nhất
trong năm đầu tiên [42].
Những năm gần đây, công trình nghiên cứu phát triển công nghệ thực vật để
xử lý đất bị ô nhiễm cũng đã được thiết lập ở Trung Quốc. Gs. Chen và cộng sự đã
thành công với các mô hình xử lý đất bị ô nhiễm As bằng loài dương xỉ siêu tích tụ
Peteris vittata [45], [46].
Nghiên cứutrồng cỏ trên đất bãi thải bằng biện pháp gieo hạt giống của 29 loài
cỏ lâu năm và 2 loài cỏ hai năm trên bãi thải của mỏ than ở hạt Dickinson. Kết quả

3


quan sát và nghiên cứu trong hai năm cho thấy một số loài khi trồng bằng biện pháp
gieo hạt phát triển rất nhanh đó là: Cỏ 3 lá trắng, cam thảo rừng, cây bông tai lá dài.
Một số loài phát triển chậm hơn nhưng vẫn ở mức đạt yêu cầu là cúc tây, bông tai
xanh, cỏ 3 lá tím, sao đêm. Các loài khác phát triển chậm hoặc không nảy mầm được

Theo kết quả nghiên cứu của TS. Trần Minh Đản về thí nghiệm gây trồng thảm
thực vật trên bãi thải bờ mỏ lộ thiên đã ngừng hoạt động, nhưsau:
-

Mùa xuân 1973 đã có thí nghiệm trồng dảnh Lecon trên sườn dốc bãi

thảicủaMỏ Vàngdanh,Hàtu,sau6thángcâytrồngđãxanhtốtvàbắtđầupháttriển.
-

Năm 1974 tiến hành thí nghiệm gieo trồng Le trên bãi thải đã ngừng

hoạtđộng của mỏ than Hà tu, sau 2- 3 tháng hạt Le đã nảy mầm, một năm sau cây Le
cao 20 -30 cm, phát triển tương đối tốt. Từ đó tác giả đưa ra kết luậnsau:
- Phục hồi thảm thực vật trên các bãi thải mỏ lộ thiên là biện pháp cấp
thiết,hiệu quả và triệt để nhất để bảo vệ môi t rường trong khu vực.
-

Khai thác than ở vùng mỏ Hòn gai, Cẩm phả đã và sẽ chiếm phá

nhữngdiện tích đất đai rộng lớn của nông lâm nghiệp, phá hoại các đường giao
thông, công trình xây dựng lân cận, phá hoại môi trường sống khu vực lân cận vùng
mỏ. Những tác hại này ngày càng phát triển đến mức độ trầm trọng... Vấn đề phục
hồi thảm thực vật trên các bãi thải đất đá mỏ ngày nay càng trở lên cấp thiết [13].
1.2. Hiện trạng các bãi thải than trên địa bàn thành phố Cẩm Phả
Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh có 4 khu vực khai thác than tập trung
là Đông Triều, Uông Bí, Hạ Long và Cẩm Phả với tổng sản lượng khai thác đạt trên
45 triệu tấn/năm. Trong đó, diện tích khai thác than lộ thiên khoảng 6.000ha với sản
lượng đạt gần 20 triệu tấn/năm, tập trung chủ yếu tại thành phố Cẩm Phả với các
mỏ lộ thiên lớn như: Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn. Hầu hết các mỏ than lộ thiên sử
dụng hệ thống bãi thải ngoài với công nghệ đổ thải bãi thải cao. Khối lượng thải lớn

một phần chui xuống lòng bãi thải phân bố vào các khoảng trống giữa các tảng đá
lớn, một phần theo dòng chảy phân bố trên sườn để ổn định sườn dốc.
Tác động của bãi thải đến môi trường xảy ra trên diện rộng và theo chiều sâu:
- Tác động đến địa hình, địa mạo;
- Thay đổi độ cao: Phức tạp hoá địa hình, tăng độ tương phản, tăng độ chênh
cao tương đối giữa các dạng địa hình, giảm thế năng địa hình;
- Thay đổi độ dốc tự nhiên của địa hình khu vực sẵn có;
- Thay đổi cấu trúc cảnh quan tự nhiên về độ phủ xanh, địa hình tự nhiên…

6


- Biến đổi lưu vực, các bồn thu nước và dòng chảy: Hình thành các bồn trũng
mới rất sâu, làm thay đổi hướng của những dòng chảy mặt, phân tán nguồn nước
mặt; Hình thành các vỉa nước ngầm mới trong các lớp đất đá ở bãi thải...
- Bị sụt lún nên hình thành những vùng trũng, nếp lõm, đứt gãy hoặc tổng
hợp các dạng trên tại các bề mặt tương ứng với từng mức độ, từng dạng sụt lún;
- Tác động đến lớp thổ nhưỡng: Thay đổi thành phần, đặc tính và cấu trúc thổ
nhưỡng ảnh hưởng đến quá trình thành tạo đất do làm lộ đá gốc;
- Quá trình đổ thải làm thay đổi đáng kể các đặc tính vật lý, hoá học của cả
hệ thống tự nhiên.
1.3. Một số đặc điểm cơ bản của bãi thải than trên địa bàn thành phố Cẩm Phả
- Thành phần chủ yếu của vật liệu trên các bãi thải mỏ lộ thiên là đất đá do
nổ mìn gồm: cát kết, bột kết, sét kết và đất phủ. Trong các thành phần trên, mức độ
phong hoá của bột kết chậm hơn so với các đá khác, đá được tạo bởi sét kết bị
phong hoá nhanh, dễ nứt nẻ, vỡ vụn, khi gặp nước thì chảy nhão nên dễ gây lụt lội,
trượt lở. Do vậy, đất đá bãi thải có sự liên kết kém, dễ bị phong hoá nên độ bền cơ
học giảm, dễ chảy nhão trượt lở, khó khăn cho việc ổn định sườn bãi thải.
- Do có đặc điểm là dạng bãi thải cao, góc dốc sườn bãi thải lớn (>30o), đất
đá thải có cỡ hạt thay đổi từ dạng bụi, dăm sỏi đến các loại đá cục và đá tảng, đổ


1. Bãi thải tồn tại từ 1 - 5 năm
Cọc Sáu

5,24

0,93

0,88

1,44

2,97

4,58

Đèo Nai

5,08

1,58

0,15

2,79

4,2

4,69



4,46

2,67

0,179

2,12

3,53

4,3

Nguồn: Báo cáo tổng kết đề tài “Tuyển chọn một số loài cây và kỹ thuật gây trồng
để cố định các bãi thải ở các mỏ than vùng Đông Bắc”.

Qua phân tích thành phần hóa học đất, thấy rằng bãi thải thuộc loại đất chua,
nghèo dinh dưỡng.
- Đặc điểm khí hậu:
Kết quả khảo sát nhiệt độ trên bề mặt bãi thải một số vùng (Cọc Sáu, Đèo
Nai, Vàng Danh) như sau:
+ Nhiệt độ không khí cao nhất của bề mặt bãi thải: 39,80C.
+ Nhiệt độ không khí cao nhất ở độ cao 40 cm trên bề mặt bãi thải: 390C.
Qua theo dõi và khảo sát nhiệt độ bình quân của các tháng đo được trên bề
mặt bãi thải và nhiệt độ bình quân khu vực thấy rằng, trong các tháng 12 - 1 - 2,
nhiệt độ bề mặt bãi thải thấp hơn nhiệt độ khu vực, trong các tháng còn lại đều cao
hơn. Điều đó chứng tỏ khả năng hấp thụ nhiệt của bề mặt bãi thải cao hơn khu vực
do thành phần bãi thải chủ yếu là vật liệu rắn, sẫm màu [1].
Về độ ẩm:
+ Độ ẩm không khí bình quân vào mùa hè là 68,5%

yếu là thạch anh. Cát kết có cấu tạo dạng khối hoặc phân lớp dày, kết cấu rắn chắc.

9


Hình 1. 1: Bản đồ bãi thải Đông Cao Sơn

10


- Sét kết chiếm tỷ lệ từ 4% đến 6% trung bình 5%. Sét kết có cấu tạo phân
lớp, thường phân bổ sát vách, trụ vỉa than hoặc xen kẹp trong vỉa than. Sét kết có độ
bền kém, khi bị phong hoá và ngậm nước trở thành mềm bở.
b. Đặc điểm đất đá bãi thải.
Đất đá bãi thải Đông Cao Sơn là các loại đất đá trầm tích ở vách, trụ các vỉa
than đã bị nổ mìn, cày xới và được xúc bốc, vận chuyển từ các công trường khai
thác đến bãi thải. Thành phần đất đá chủ yếu gồm các loại mảnh vụn đá cát kết, cuội
kết, bột kết, sét kết, sét than và đất phủ đệ tứ có cỡ hạt thay đổi từ 0,1mm đến
1000mm. Tỷ lệ hạt kích thước 800mm chiếm 10÷20%, đất đá bãi thải có
các chỉ tiêu cơ lý như sau:
+ Độ rỗng đá thải n = 21%.
+ Trọng lượng thể tích  = 2,05 T/m3.
+ Trọng lượng thể tích đất đá bão hoà nước bh =  + n = 2,26 T/m3.
+ Lực dính kết trong đất thải C = 2,0 T/m3.
+ Góc ma sát trong đá thải  = 300.
1.4.3. Đặc điểm khí hậu:
Tiểu vùng khí hậu Cẩm Phả thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa mưa và
mùa khô phân biệt rõ rệt. Mùa mưa, nóng từ tháng 5 đến tháng 10 năm sau, là thời
kỳ nóng ẩm có lượng mưa cao nhất, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam. Mùa

+ Hệ số lưu lượng nguồn thải của mỏ 50 m3/ngày đêm
Công tác trồng rừng phủ Thông mã vĩ, Keo

Vốn từ tổng Công ty

Trước

xanh bãi thải được thực hiện tai tượng

than nay là Tập đoàn

1995

theo phongtrào.

Than Khoáng sản
Việt Nam

1995 2005

Thực hiện Chương trình

Thông mã vĩ, Bạch

- Ngân sách Nhà

nghiên cứu phát triển khoa

đàn caman, Keo tai

nước phát triển khoa

chương trình, dự án đầu tư;

- Vốn tự có của các

nhiều diện tích được trồng

công ty thành viên

hoàn nguyên môi trường

trong Tập đoàn Than

rừng; đa dạng hóa loài cây
trồng; giai đoạn này trồng
được 405 ha.
Qua số liệu bảng 1.2 ta thấy:
- Giai đoạn trước 1995: Trong giai đoạn này công tác trồng rừng phủ xanh
bãi thải khai thác than được thực hiện theo phong trào, quy mô trồng rừng cải tạo

14


môi trường bãi thải mỏnhìn chung nhỏ, chủ yếu do Đoàn thanh niên phát động với
một số loài cây trồng chủ yếu là Thông mã vĩ, Keo tai tượng, phương thức trồng
phân tán chủ yếu xung quanh khu vực điều hành sản xuất trên khai trường khai thác
than. Tỷ lệ sống thấp, chưa có quy hoạch nên nhiều chỗ bị vùi lấp do đổ thải hoặc
xây dựng mở rộng khu điều hành sảnxuất.
- Giai đoạn 1995- 2005:
+ Thời kỳ đầu của giai đoạn này từ 1995 - 2000: Chủ yếu thực hiện Chương
trình nghiên cứu trồng thử ngiệm một số loài cây bằng nguồn vốn phát triển khoa

Huy, Đèo Nai với loài cây là chủ yếu Keo látràm.
- Giai đoạn 2005 đến nay
Trong những năm này cả nước đang đẩy mạnh công cuộc “công nghiệp hóa,
hiện đại hóa đất nước” đã có nhiều nhà máy, xí nghiệp sản xuất và khái thác khoáng
sản được thành lập và phát triển, để thúc đẩy sản xuất và bảo vệ môi trường, Ban Bí
thư ra chỉ thị số 29/CT-TW ngày 21 tháng 1 năm 2009 về tiếp tục đẩy mạnh thực
hiện nghị quyết 41-NQ/TW của Bộ chính trị (khóa IX) “Về bảo vệ môi trường trong
thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”. Đây là giai đoạn ghi
nhận sự phát triển khá mạnh của trồng rừng phủxanh bãi thải hoàn nguyên môi
trường khai thác than với sự quan tâm, đầu tư nhiều hơn từ Tập đoàn Than Khoáng
sản Việt Nam, các Công ty thành viên và cả của Dự án Jica Nhật Bản, cơ cấu cây
trồng đa dạng hơn. Trong giai đoạn này tỉnh Quảng Ninh đã trồng được 405 ha rừng
cải tạo môi trường bãi thải sau khai thác than với một số loài cây trồng chủ yếu như:
Keo lá tràm, Phi lao, Thông nhựa, Keo tai tượng. Tre gai; Kết quả chi tiết được thể
hiện qua bảng 1.3.
Bảng 1. 3: Diện tích và loài cây trồng cải tạo môi trường bãi thải ở Quảng Ninh
Năm
trồng

2007

Loài cây

Diện tích
(ha)

Khu vực trồng trên các bãi thải mỏ

Phƣơng
thức trồng


Thuần loài

Keo lá tràm

39

Đèo Nai, Uông Bí

Thuần loài

16