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

Nguyễn Thị Thúy

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƢƠNG ĐẾN
CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG MÔNG DƢƠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2017


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

Nguyễn Thị Thúy

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
KHAI THÁC THAN TẠI MỎ MÔNG DƢƠNG ĐẾN
CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG MÔNG DƢƠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


Nguyễn Thị Thúy

ii


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
Chƣơng 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 trƣờng ........................ 8
1.2.2. Sơ lƣợc về mỏ than Mông Dƣơng ........................................................ 23
1.3. Đánh giá chất lƣợng nƣớc bằng chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI ..................... 26
1.3.1. Giới thiệu chung .................................................................................. 26
1.3.2. Các phƣơng pháp tính tốn và ứng dụng chỉ số chất lƣợng nƣớc ......... 27
Chƣơng 2 – ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 33
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................. 33
2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 33
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................ 34
2.3.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu, số liệu .................................................. 34
2.3.2. Phƣơng pháp quan trắc và phân tích .................................................... 34
2.3.3. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc ............................................... 39

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lƣợng khai thác than của các quốc gia trên thế giới (triệu tấn) ........... 3
Bảng 1.2. Thị trƣờng than thế giới (triệu tấn)........................................................... 4
Bảng 1.3 Tổng sản lƣợng than nguyên khai đƣợc khai thác hầm lò giai đoạn 2005 –
2011 [8] ................................................................................................................... 9
Bảng 1.4. Tổng sản lƣợng than nguyên khai đƣợc 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 lƣợng nƣớc thải lộ thiên của một số mỏ than điển
hình trong TKV ở khu vực Quảng Ninh................................................................. 15
Bảng 1.8. Đặc tính nƣớc thải một số mỏ than hầm lị điển hình khu vực Quảng Ninh
thuộc TKV ............................................................................................................ 16
Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu ........................................................................................ 35
Bảng 2.2. Phƣơng pháp bảo quản mẫu đối với các chỉ tiêu phân tích ..................... 37
Bảng 2.3. Phƣơng pháp đo nhanh một số chỉ tiêu tại hiện trƣờng........................... 37
Bảng 2.4. Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu trong phịng 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 lƣợng nƣớc theo Tổng cục môi trƣờng ................... 42
Bảng 2.9. Bảng phân cấp đánh giá CLN phụ thuộc n ............................................. 45
Bảng 3.1. Kết quả phân tích nƣớc thải khu vực mỏ Mông Dƣơng đợt 1 [3] ........... 52
Bảng 3.2. Kết quả phân tích nƣớc thải khu vực mỏ Mơng Dƣơng đợt 2 [3] ........... 53
Bảng 3.3. Kết quả phân tích nƣớc thải sinh hoạt khu trung tâm Mông Dƣơng ....... 55
Bảng 3.4. Chỉ số phụ qi của các thông số (đợt 1) tƣơng ứng với phân hạng B1 ...... 64
Bảng 3.5. Chỉ số phụ qi của các thông số (đợt 1) tƣơng ứng với phân hạng B2 ...... 64

Hình 3.5. Suối H10 tại thời điểm mùa khô (trái) và mùa mƣa (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 nƣớc mặt ............................................... 59
Hình 3.9. Hàm lƣợng Cu trong các mẫu nƣớc đƣợc quan trắc ................................ 61
Hình 3.10. Hàm lƣợng Mn trong các mẫu nƣớc đƣợc quan trắc ............................. 61
Hình 3.11. Chỉ số chất lƣợng nƣớc tƣơng đối – Đợt 1............................................ 67
Hình 3.12. Chỉ số chất lƣợng nƣớc tƣơng đối – Đợt 2............................................ 68
Hình 3.13. Biểu đồ chỉ số WQI theo phƣơng pháp của Tổng cục mơi trƣờng......... 71
Hình 3.14. Nƣớc từ suối H10 đổ ra sơng Mơng Dƣơng có màu đen ....................... 73
Hình 3.15. Lịng sơng Mơng Dƣơng bị bồi lấp bởi cặn than................................... 74
Hình 3.16. Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt ............................ 76

vii


BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

CLN

: Chất lƣợng nƣớc

IEA

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

Mtce

: Tỉ tấn cacbon tƣơng đƣơng (Metric Tons Carbon Equivalent)


: Tiêu chuẩn cho phép

TKV

: Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam

TWQI

: Chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng cộng (Total Water Quality Index)

VINACOMIN : Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam (Vietnam
National Coal – Mineral Industries Holding Coporation Limited
VITE

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

WQI

: Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index)

viii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là quốc gia có vị trí địa lý, địa chất độc đáo, là nơi giao cắt của hai
vành đai sinh khoáng lớn Thái Bình Dƣơng và Địa Trung Hải, lại là nƣớc nhiệt đới
gió mùa phát triển mạnh các q trình phong hố thuận lợi cho sự hình thành
khống sản do đó ở Việt Nam có mặt hầu hết các khống sản quan trọng trên Trái

để đề xuất các giải pháp công nghệ và quản lý nhằm giảm thiểu tác động xấu đến
chất lƣợng nƣớc sông Mông Dƣơng.
3. Nội dung nghiên cứu
 Điều tra các nguồn thải đổ vào suối H10 ra sông Mông Dƣơng đoạn tiếp giáp
với mỏ than Mông Dƣơng, gồm: Các nguồn thải từ khu dân cƣ, từ các nhà
máy/xí nghiệp xung quanh và các nguồn thải từ mỏ than Mông Dƣơng;
 Điều tra mạng lƣới thu gom nƣớc thải mỏ, gồm: nƣớc thải sản xuất, nƣớc
thải sinh hoạt, nƣớc mƣa chảy tràn;
 Quan trắc, lấy mẫu và phân tích một số chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc;
 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông theo chỉ tiêu riêng lẻ và chỉ tiêu tổng hợp;
 Đánh giá ảnh hƣởng của hoạt động khai thác than Mông Dƣơng đối với chất
lƣợng nƣớc sông Mông Dƣơng;
 Đƣa ra các giải pháp kỹ thuật và quản lý để giảm thiểu.

2


Chƣơng 1 – TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình khai thác và tiêu thụ than trên thế giới và tại Việt Nam
1.1.1. Tình hình khai thác, tiêu thụ than trên thế giới
Trong cơ cấu sử dụng năng lƣợng, than đƣợc coi là nguồn năng lƣợng truyền
thống và cơ bản. Than đƣợc dùng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. 65,5% sản
lƣợng than toàn cầu đƣợc dùng để sản xuất điện và nhiệt; ở các quốc gia thuộc Tổ
chức hợp tác và phát triển kinh tế (Organization for Economic Co-operation and
Development- OECD) là 82,7% (năm 2015) [16].
 Tình hình khai thác than trên thế giới
Tổng sản lƣợng ngành than toàn thế giới năm 2016 là 7268,6 triệu tấn, giảm
458,2 triệu tấn so với năm 2015, đây là mức giảm đáng kể nhất kể từ năm 1971.
Mức sụt giảm này thậm chí cịn gấp đơi mức sụt giảm hồi năm 2015 (221 triệu tấn).
Tuy nhiên, mức giảm này vẫn lớn hơn sản lƣợng năm 2000 tới 56,7% (2,63 tỷ tấn


453,5

460,5

Nga
Nam Phi
Đức
Ba Lan

332,9
260,5
186,5
137,1

351,7
258,6
184,7
135,8

365,5
256,9
175,6
130,9

Kazactan
Các nƣớc khác
Thế giới

114,0

năm 2016 nhƣng thị trƣờng thƣơng mại quốc tế năm 2016 lại có bƣớc phát triển đi
lên, với lƣợng nhập khẩu tăng 1,5% (lên 1313,3 triệu tấn).
Bảng 1.2. Thị trƣờng than thế giới (triệu tấn)
2014

2015

2016

Xuất khẩu than đá

1048,6

995,3

1010,4

Xuất khẩu than cốc

312,4

303,9

314,1

Xuất khẩu than nâu

8.4

8,9


1308,1

1333,5

Tổng sản lƣợng nhập khẩu

1412,5

1311,5

1331,3

Cán cân thƣơng mại

43,2

3,4

-2,2

(Nguồn: IEA, 2017) [16]
4


Tính đến năm 2016 thì sản lƣợng than xuất khẩu tăng 21,7 % so với 2010,
và tăng gấp đôi (105,3%) kể từ năm 2000. Thị trƣờng xuất khẩu tất cả các loại than
năm 2016 tăng 1,9%; so với 2015 (1308,1 triệu tấn). Xuất khẩu than đá tăng 14,6
triệu tấn (1,5%), than cốc tăng 10,2 triệu tấn (3,4%).
Úc và Indonesia tiếp tục giữ vững vị trí là hai quốc gia xuất khẩu than lớn

51,2 Mtce). Nguyên nhân của hiện tƣợng này là do nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố
thay đổi mơ hình tăng trƣởng kinh tế cũng nhƣ sự quan tâm nhiều hơn đối với vấn
đề ơ nhiễm khơng 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 đƣợc 446 triệu tấn cốc lò cao (coke
oven coke) (chiếm 66,0% sản lƣợng toàn cầu), 804 triệu tấn thép nguyên khối
(chiếm 49,6% sản lƣợng toàn cầu), 696 triệu tấn gang (59,9% sản lƣợng toàn cầu)
và xấp xỉ 2,35 tỉ tấn xi măng (57,3% sản lƣợng tồn cầu) [16].
Đối với nhóm các quốc gia OECD, sự thay đổi trong sản lƣợng tiêu thụ của
Mỹ và Vƣơng quốc Anh là yếu tố then chốt làm thay đổi tổng sản lƣợng tiêu thụ.
Mỹ giảm tiêu thụ 41,6 Mtce; Vƣơng 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, nhƣng từ 2005 đã
trở thành quốc gia nhập khẩu than. Sản lƣợng nhập khẩu đạt ngƣỡng 13,3 triệu tấn
năm 2016, tăng 6,4 triệu tấn so với năm 2015.
Năm 2016, sản lƣợng than Việt Nam khai thác đƣợc khoảng 44 triệu tấn,
thấp hơn sản lƣợng năm 2015 khoảng 3%. Những năm trƣớc đây, do sản lƣợng khai
thác thƣờng lớn hơn nhu cầu tiêu thụ, nên Việt nam chủ yếu xuất khẩu than. Nhƣng
gần đây, do nhu cầu về điện tăng cao, Việt Nam chú trọng phát triển nhiệt điện nên
sản lƣợng xuất khẩu bắt đầu chững lại và nhanh chóng trở thành quốc gia nhâp khẩu
than rịng vào năm 2015. Lƣợng than nhập khẩu năm 2015 nhiều gấp đôi so với thời
kì trƣớc (lên con số 7,7 triệu tấn), trong khi sản lƣợng xuất khẩu giảm xuống còn
1,9 triệu tấn [18].

Hình 1.2. Biểu đồ sản lƣợng than Việt Nam giai đoạn 2010 - 2014
(Nguồn: US.EIA, 2017) [18]
Theo số liệu của Tổng cục Hải quan, năm 2016 cả nƣớc 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 trƣớc cộng lại và Việt Nam chính thức trở
thành nƣớc nhập khẩu than, trong đó nhập khẩu chủ yếu là than Antraxit và than
Bitum [9]. Các nƣớc xuất khẩu than lớn nhất sang Việt Nam lần lƣợt là Úc, Nga và
Trung Quốc.
7


8000
7000

nghìn tấn

6000
5000
4000

Xuất khẩu

3000

Nhập khẩu

2000

1000
0

Chàm (Tổng công ty Đông Bắc), mỏ Đồng Vông-Uông Thƣợng (C.ty TNHH MTV
than ng Bí- Vinacomin) [8]. Bảng 1.3 dƣới đây trình bày về tổng sản lƣợng than
nguyên khai đƣợc khai thác hầm lò giai đoạn 2005  2011.
Bảng 1.3 Tổng sản lƣợng than nguyên khai đƣợc khai thác hầm lò giai đoạn
2005 – 2011 [8]
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

2005

2006 2007 2008

2009

2010 2011

1

Than ngun khai

Triệu
tấn

34,54

40,8


21,8

3

Tỉ trọng

%

36

36

38

41

41

42,8

45,5

4

Mét đào lị

km

22,8



1

Than nguyên khai
Trong đó : lộ
thiên
Tỉ trọng
Đất đá bóc
Hệ số đất đá bóc

2
3
4
5

Đơn vị 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Triệu
34,54 40,8 43,1 42,9 43,9 46,3 47,9
tấn
Triệu
22,06 24,5 26,79 25,33 25,76 26,5 26,1
tấn
%
64
64
62
59
59
47,2 54,5
3


Nguồn phát sinh

Nhân tố tác động

Nguồn tác động liên quan đến chất thải
Khí thải

Khí quyển và mơi trƣờng khơng
khí xung quanh, sức khoẻ ngƣời
lao động.

Bụi

Mơi trƣờng khơng khí, sức khoẻ
ngƣời lao động.

Chất thải rắn:
- Đất đá thải, xít thải, chất thải
nguy hại (dầu mỡ thải...)
- Chất thải sinh hoạt: thức ăn
thừa, giấy, gỗ...)

Bồi lắng dịng chảy; ơ nhiễm
nƣớc mặt, đất; hệ sinh thái.

Nƣớc thải khai trƣờng

Môi trƣờng nƣớc mặt, nƣớc
ngầm, đất, hệ sinh thái

- Vận chuyển và đổ thải
- Sửa chữa bảo dƣỡng
thiết bị, máy móc, phƣơng
tiện vận chuyển...
- Sàng phân loại than
- Vận tải than và đất đá
thải
- Đổ thải.

2

Sử dụng nƣớc ngầm

3

Tổng hợp các hoạt động
của dự án và ảnh hƣởng
của tự nhiên

III

Đối tƣợng chịu tác động

Tiếng ồn và độ rung

Sức khoẻ ngƣời lao động

Lún đất, suy giảm mực nƣớc
ngầm...


khu vực.

11


 Đối với hoạt động khai thác hầm lò
Sơ đồ nguồn gây tác động đến môi trƣờng từ hoạt động khai thác hầm lị
đƣợc thể hiện trong hình 1.5 dƣới đây.

Hình 1.5. Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ và dịng thải từ hoạt động khai thác
hầm lị [8]
Có thể phân loại các nguồn gây tác động và đối tƣợng chịu tác động theo
bảng 1.6 dƣới đây:

12


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

Nguồn phát sinh
Nhân tố tác động
Nguồn tác động liên quan đến chất thải

Khí quyển và mơi trƣờng khơng
khí xung quanh, sức khoẻ ngƣời
lao động
Mơi trƣờng khơng khí, sức khoẻ
ngƣời lao động

mặt bằng công nghiệp
(dầu mỡ, kim loại) và
nƣớc thải hầm lò khai
thác than (thƣờng có pH
thấp, độ đục lớn).
Nguồn tác động khơng liên quan đến chất thải
Xói mịn, trƣợt lở, bồi
- Đào đắp, san gạt mặt bằng.
lắng lịng suối, sơng hồ,
- Xây dựng đƣờng xá và các suy thối biến đổi đa
cơng trình phụ trợ: nhà xƣởng, dạng sinh học...
nhà ở công nhân,...
Tiếng ồn và độ rung

II

1

2

3

III

Đối tƣợng chịu tác động

Đào lò, xây dựng các đƣờng lò

Lún đất
Tiếng ồn và độ rung

trình, vật tƣ, kinh tế của mỏ.

Các rủi ro, sự cố môi trƣờng

1

Trƣợt lở đất, sụt lún

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

2

Cháy nổ khí

Cháy ngầm, nổ khí

3

Bục nƣớc

4

Các rủi ro khác

Sập lị, ngập hầm lị do
nƣớc.
Chập cháy điện, hở điện,
mất an tồn giao thơng...

Các vi sinh vật ƣa khí và sử dụng lƣu huỳnh làm chất dinh dƣỡng nhƣ chủng
Thiobacillus ferooxidans… hay tồn tại trong môi trƣờng nƣớc mỏ, khi tham gia
phản ứng có tác dụng nhƣ chất xúc tác, làm tăng cƣờng độ và phạm vi của phản
ứng.
Các phản ứng (1), (2), (4) xảy ra dƣới tác động của các vi sinh vật còn các
phản ứng (3), (5) là các phản ứng hóa học.
Bảng dƣới đây thể hiện kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc thải từ quá trình
khai thác lộ thiên của một số mỏ điển hình ở Quảng Ninh.

14


Bảng 1.7. Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc thải lộ thiên của một số mỏ than
điển hình trong TKV ở khu vực Quảng Ninh
TT

Thông
số

Đơn
vị

Dƣơng
Huy

1
2
3
4
5

mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

6,9
155,33
240,18
0,053
357,5
131,3
101,0
2,81
0,76
0,00005
0,0061
0,00108
0,00066
0,53
9267

QCVN
40:2011/BTNMT (cột
B)
7,0

0,0006
0,00036
0,1
0,19
0,29
10
5200
6175
5000
(Nguồn: Viện Khoa học mỏ, 2012)[13]
Mạo
Khê

Quang
Hanh

 Đối với nƣớc mƣa rửa trôi bề mặt khai trƣờng
Trên bề mặt đất khai trƣờng có nhiều chất với thành phần hóa học khác nhau
với hàm lƣợng nhỏ không đáng kể, tuy nhiên lƣợng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt
lớn do khai trƣờng khơng có thảm thực vật. Mặt khác, tại khu vực sửa chữa cơ khí
có thể có hàm lƣợng dầu nhất định. Tại khu vực sinh hoạt, khi có chất thải sinh hoạt
nếu không đƣợc thu gom xử lý cũng làm cho nƣớc có hàm lƣợng BOD, coliform
cao…
 Đối với nƣớc thải nhà máy tuyển than
Nƣớc thải nhà máy sàng tuyển than mang nhiều hạt than mịn và các hạt
khoáng vật, sét lơ lửng, các dạng chất hịa tan khác. Tính chất ô nhiễm của nƣớc
thải nhà máy tuyền là hàm lƣợng chất rắn lơ lửng, hàm lƣợng các kim loại nhƣ Fe,
Mn và một số kim loại khác.
 Đối với nƣớc thải từ dƣới lị
Q trình lƣu trong các đƣờng lị, hầm bơm, q trình di chuyển đã kéo theo


1
2
3
4

Nhiệt
độ
pH
Độ
dẫn
điện
Độ
đục

Nƣớc
thải
mức -25
Cơng ty
Mạo
Khê

Lị +
122
Vàng
Danh

Cửa lị
+ 13 Lộ
Trí


3,41

5,5 – 9

mS/cm

0,98

0,381

1,56

2,82

-

NTU

382

22

680

249

-

Đơn