Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 518 ĐÁNH GIÁ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC BAUXIT ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ở MỎ BAUXIT BẢO LỘC, TỈNH LÂM ĐỒNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG EVALUATION PROCESS OF IMPACTS TO ENVIRONMENTAL LAND IN BAO LOC BAUXITE, LAM DONG PROVINCE AND SUGGESTED SOME SOLUTIONS ENVIRONMENTAL RESTORATION SVTH: Nguyễn Thanh Sơn Lớp 06CSM2, Khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại học Sư phạm GVHD: TS. Võ Văn Minh, ThS. Nguyễn Văn Khánh Khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại học Sư phạm TÓM TẮT Đánh giá các tác động của quá trình khai thác bauxit đến môi trường đất ở mỏ bauxit Bảo Lộc là quá trình đánh giá hiện trạng khai thác, xả thải, xử lý bùn đỏ bauxit; đặc tính và tính chất của bùn đỏ bauxit; tác động của quá trình khai thác bauxit đến môi trường đất ở mỏ bauxit Bảo Lộc. Từ đó, đề xuất giải pháp phục hồi môi trường đất: giải pháp khai thác bauxit và phục hồi môi trường theo kiểu cuốn chiếu; giải pháp trộn bùn đỏ với rác sinh học và trồng cỏ Vectiver để cải tạo. Từ kết quả nghiên cứu, chúng ta có thể lựa chọn được các giải pháp phù hợp nhất để phục hồi môi trường đất, giảm thiểu sự suy thoái tài nguyên và ô nhiễm môi trường do hoạt động khai thác bauxit gây ra. ABSTRACT Assessing the impact of bauxite mining process to mine bauxite in the soil environment Bao Loc is the process of assessing current mining discharge, bauxite red mud processing, characteristics and properties of bauxite red mud; work of bauxite mining process to mine bauxite in the soil environment Bao Loc. Since then, propose solutions to restore soil: solution mining bauxite and environmental rehabilitation-style stagnation; solution mixed with waste sludge and biological Vectiver grass to improve. From the research results, we can choose the most appropriate solution to environmental rehabilitation of land, reduce resource depletion and environmental pollution caused by bauxite mining operations. 1. Đặt vấn đề Quặng bauxit là một loại quặng nhôm có màu hồng, nâu được hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn. Hoạt động khai thác bauxit sẽ làm thay đổi cấu trúc địa chất, ảnh hưởng đến vấn đề tuần hoàn nước, đời sống người dân bản địa, ô nhiễm không khí do bụi, ô nhiễm tiếng ồn, mất cảnh quan…. Đặc biệt là vấn đề xử lí bùn đỏ (BĐ) bauxit hiện đang ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái, sức khỏe người dân bản địa, nguồn nước ngầm, nước mặt và nhiều vấn đề nan giải khác. Thị xã Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng là một trong những nơi có trữ lượng bauxit lớn ở Tây Nguyên, chiếm 20% tổng trữ lượng cả nước. Do đó, việc khai thác bauxit ở đây sẽ làm nảy sinh nhiều vấn đề về môi trường. Trước thực trạng như vậy, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Đánh giá các tác động của quá trình khai thác bauxit đến môi trường đất ở mỏ bauxit Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng và đề xuất một số giải pháp phục hồi môi trường nhằm Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 519 góp phần vào việc giảm thiểu vấn đề suy thoái tài nguyên và ô nhiễm môi trường do quá trình khai thác bauxit gây ra. 2. Hiện trạng khai thác, xả thải, xử lý bùn đỏ bauxit ở mỏ bauxit Bảo Lộc, Lâm Đồng Mỏ bauxit Bảo Lộc có trữ lượng bauxit khoảng 4 triệu tấn trải dài trên 123 ha. Hằng năm, công ty khai thác khoảng 150.000 tấn quặng bauxit tinh, với số lượng công nhân trực tiếp sản xuất là 43. Mỏ quặng ở đây khai thác theo kiểu lộ thiên, thường cách mặt đất 2 – 4m, độ dày của lớp quặng khoảng 4 – 6m. Quặng sau khi khai thác được đưa về nơi tuyển quặng để loại bỏ tạp chất. Quá trình tuyển quặng đòi hỏi phải có trang thiết bị hiện đại và tiêu thụ một lượng nước rất lớn, khoảng 735.10 3 m 3 /năm, trung bình 4,9 m 3 /tấn bauxit. Theo số liệu quý 1 năm 2010, độ thu hồi quặng của quá trình tuyển rửa ở đây khoảng 32%, hàm lượng Al 2 O 3 của quặng nguyên khai là 39,19%, sau quá trình tuyển rửa hàm lượng Al 2 O 3 tăng lên 52,07. Bùn thải trước khi thải ra hồ chứa nhân tạo sẽ được đưa vào các bể hòa trộn có chứa vôi để trợ lắng và trung hòa tính axit của BĐ, lượng vôi sử dụng khoảng 5 bao/30kg/ngày. Ước tính, mỗi năm sẽ thải ra môi trường 150.000 tấn BĐ. 3. Đặc tính và tính chất của bùn đỏ bauxit ở mỏ bauxit Bảo Lộc, Lâm Đồng Kết quả phân tích các chỉ tiêu lý hóa của bùn đỏ sau 1 năm khai thác ở mỏ Đồi Thắng Lợi và bùn đỏ mới khai thác ở mỏ Đội Đội Chín được trình bày ở bảng 1 và bảng 2: Bảng 1. Hàm lượng các chỉ tiêu lý hóa của bùn đỏ sau 1 năm khai thác ở mỏ Đồi Thắng Lợi STT Chỉ tiêu Điểm lấy mẫu Trung bình Đơn vị tính 1 2 3 1 pH 6,82 6,69 6,60 6,70 ± 0,11 2 Cd 3,40 3,44 3,12 3,32 ± 0,16 ppm 3 Pb 28,52 17,36 19,16 21,68 ± 6,00 ppm 4 N ts 0,068 0,070 0,064 0,067 ± 0,298.10 -2 % 5 P ts 0,0023 0,0027 0,0021 0,0024 ± 0,03.10 -2 % 6 K + 8,18 8,22 7,91 8,10 ± 0,17 mg/100g Bảng 2. Hàm lượng các chỉ tiêu lý hóa của bùn đỏ mới khai thác ở mỏ Đội Đội Chín STT Chỉ tiêu Điểm lấy mẫu Trung bình Đơn vị tính 1 2 3 1 pH 6,44 6,23 6,47 6,38 ± 0,13 2 Cd 3,60 3,36 3,28 3,41 ± 0,36 ppm 3 Pb 19 17,08 18 18,03 ± 0,96 ppm Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 520 4 N ts 0,070 0,042 0,062 0,058 ± 1,2.10 -2 % 5 P ts 0,0022 0,0018 0,0019 0,002 ± 0,02.10 -2 % 6 K + 10,66 6,57 7,33 8,18 ± 2,18 mg/100g Qua bảng 1 và bảng 2 cho thấy: - BĐ ở mỏ Đồi Thắng Lợi và mỏ Đội Chín có hàm lượng các chỉ tiêu lý hóa khá giống nhau. - 2 loại BĐ này là đất trung tính, nằm trong khoảng 6,38 – 6,70. - So với QCVN 03:2008/BTNMT - Giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất nông nghiệp, lâm nghiệp (≤ 2 ppm) thì hàm lượng Cd trong BĐ vượt tiêu chuẩn 1,66 – 1,71 lần. Với Pb, hàm lượng trung bình trong BĐ nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT (≤ 50 ppm). - So sánh chỉ tiêu N ts theo phương pháp Keildahl, đất BĐ ở đây thuộc dạng đất nghèo N ts (≤ 0,08%); so sánh chỉ tiêu P ts theo phương pháp so màu, đất BĐ ở đây thuộc dạng đất rất nghèo P ts (≤ 0,06%); so sánh chỉ tiêu K + theo phương pháp Matnova, đất BĐ ở đây thuộc dạng đất nghèo K + (≤ 5mg/100g). 4. Tác động của quá trình khai thác bauxit đến môi trường đất ở mỏ bauxit Bảo Lộc, Lâm Đồng Hoạt động khai thác bauxit đã phá vỡ cấu trúc địa chất ở đây, làm cho bề mặt đất bị hạ thấp 4,5 – 9m, lớp đất bazan bị thay thế bởi lớp đất sét Kaolinite. Vào mùa mưa, tại khu vực mỏ Đội Đội Chín và mỏ Đồi Thắng Lợi có nhiều chỗ bị ngập úng cục bộ, xói lở với cường độ mạnh. Đất đá không có quặng sẽ bị nhiễm dầu nhớt do rò rỉ từ những động cơ, tuy nhiên không đáng kể. Mặc khác, để khai thác bauxit, người dân xung quanh phải di dời đến nơi khác để sinh sống, làm cho việc sử dụng đất đai trong lâm nghiệp, nông nghiệp trở nên khó khăn. Ngoài ra, trong quá trình tuyển quặng còn thải ra môi trường lượng lớn BĐ, phải tiêu tốn một diện tích đất mỏ để xây hồ chứa BĐ, giả sử hồ chứa này có độ sâu trung bình 4m thì diện tích xây hồ chứa sẽ chiếm 50% tổng diện tích mỏ. 5. Các giải pháp phục hồi môi trường đất 5.1. Các giải pháp phục hồi môi trường đất tại khu vực mỏ bauxit Bảo Lộc, Lâm Đồng Ở đây, BĐ được xử lý bằng cách để khô tự nhiên trong các hồ chứa nhân tạo, rồi chuyển đến những vùng đã khai thác quặng xong để tiến hành trồng cây, phục hồi lại môi trường đất. Hiện tại, mỏ bauxit Bảo Lộc đã tiến hành trồng thử nghiệm cây keo lai trên 15 ha đất có BĐ ở mỏ Đồi Thắng Lợi. Đầu tiên, phủ 1 lớp đất thịt khoảng 0,3 – 0,5m lên trên lớp BĐ dày khoảng 2 – 3m. Sau đó, trồng cây keo lai lên. Kết quả sau hơn 1 năm, cây keo lai phát triển khá tốt, độ cao cao trung bình khoảng 1,3 –1,7m. Với giải pháp này, các vùng khai thác khác có thể được phủ xanh lại, giảm tình Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 521 trạng ngập úng và xói lở đất. Tuy nhiên, giải pháp này không phục hồi lại được cấu trúc địa chất của khu vực khai thác, BĐ ở phía dưới có thể ít được cải thiện về chất lượng. Mặc khác, cây keo lai mới chỉ phát triển có 1 năm nên chưa thể đánh giá được kết quả chính xác. 5.2. Đề xuất giải pháp phục hồi môi trường đất tại mỏ bauxit Bảo Lộc, Lâm Đồng 5.2.1. Giải pháp khai thác và phục hồi môi trường theo kiểu cuốn chiếu Phương pháp này gồm các bước như sau: Bước 1: Khi khai thác quặng, cạo lớp đất mùn cây để sang một bên, cạo lớp đất đá không có quặng để sang một bên khác. Bước 2: Sau khi lấy quặng, lấp lại những hố sau khi khai thác quặng bằng đất đá đã để dành. Bước 3: Phủ lớp đất đá đó bằng đất mùn cây đã để dành. Bước 4: Trồng cây đã ươm trước hay giao đất cho nông dân muốn canh tác. Bước 5: Nếu trồng lại rừng thì thả sinh vật muốn nuôi trong rừng mới này. Bước 6: Giám sát địa thế trong vài năm và điều chỉnh nếu cần. Với giải pháp này, sau khi khai thác quặng bauxit, cấu trúc địa chất của khu vực sẽ ít bị biến đổi. Đất đá do bị đào bới nên xốp hơn, sẽ giữ nước được nhiều nước mưa hơn, điều tiết sông ngòi tốt hơn nên làm giảm tình trạng ngập úng, rủi ro lũ lụt ở miền xuôi. Khi hoàn thổ xong, vùng đất này có thể được sử dụng lại để trồng cây. Tuy nhiên, giải pháp này vẫn chưa xử lý được BĐ. 5.2.2. Giải pháp trộn bùn đỏ với rác sinh học và trồng cỏ Vectiver để cải tạo Mục đích chính của giải pháp này là xử lý, cải thiện chất lượng BĐ, đồng thời giảm tải cho hồ chứa nhân tạo. Giải pháp này gồm các bước như sau: Bước 1: BĐ để khô hòa trộn với rác sinh học (R). Bước 2: Chuẩn bị cây giống để trồng. Bước 3: Tiến hành trồng cỏ Vectiver trên đất BĐ đã hòa trộn. Bước 4: Giám sát địa thế, sự sinh trưởng của cây trong vài năm và điều chỉnh nếu cần. Với giải pháp này, tôi đã tiến hành trồng thử nghiệm cỏ Vetiver trên 2 loại mẫu đất thí nghiệm: mẫu BĐ và mẫu BĐ pha trộn với R. Qua kết quả phân tích 2 mẫu đất trước thí nghiệm cho thấy, pH của 2 mẫu đất thí nghiệm sau khi pha trộn đều trung tính. So với QCVN 03:2008/BTNMT - Giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất nông nghiệp, lâm nghiệp (≤ 2 ppm), 2 mẫu đất thí nghiệm trước khi trồng cỏ Vectiver đều có hàm lượng Cd trung bình vượt tiêu chuẩn khoảng 1,66 – 1,72 lần. Với Pb, hàm lượng trung bình trong các mẫu đất đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT (≤ 50 ppm). Như vậy, 2 mẫu đất đã bị ô nhiễm kim loại Cd. So sánh với mẫu BĐ, hàm lượng các chất dinh dưỡng N ts , P ts , K + trong mẫu BĐ trộn với R đều cao hơn rất nhiều và thuộc dạng đất giàu chất dinh dưỡng. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 522 Sau 4 tháng trồng cây, cỏ Vetiver trên 2 mẫu đất thí nghiệm đều sinh trưởng và phát triển tốt. Sự phát triển chiều cao và sự phân nhánh của cỏ Vectiver trên mẫu đất BĐ trộn R đều cao hơn mẫu BĐ. Qua kết quả phân tích 2 mẫu đất sau thí nghiệm cho, pH của 2 mẫu đất ít biến đổi sau thời gian trồng cỏ Vectiver. Hàm lượng KLN đã giảm đi rõ rệt (Cd giảm 2 lần, Pb giảm 1,7 lần) và so với QCVN 03:2008/BTNMT - Giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất nông nghiệp, lâm nghiệp, 2 mẫu đất sau thí nghiệm đều nằm trong giới hạn cho phép. Các chất dinh dưỡng trong mẫu BĐ hòa trộn với R có giảm đi do cây sử dụng để sinh trưởng và phát triển. Còn mẫu đất BĐ có hàm lượng các chất dinh dưỡng tăng nhưng không đáng kể. Như vậy, với giải pháp này, ta vừa tận dụng được nguồn rác thải ở địa phương, vừa cải thiện được chất lượng BĐ. Tuy nhiên, do hòa trộn BĐ với R nên có thể phát sinh nước rỉ rác gây ô nhiễm môi trường nước ngầm. Do đó, việc pha trộn BĐ với R cần lưu ý tỉ lệ hòa trộn sao cho thích hợp. 6. Kết luận Bài báo cho thấy hoạt động khai thác quặng ở mỏ bauxit đã tác động xấu đến môi trường đất. Với 2 giải pháp đã đề xuất, đã phần nào góp thêm những giải pháp giảm thiểu những tác động của quá trình khai thác quặng ở mỏ bauxit Bảo Lộc đến môi trường đất. Từ kết quả nghiên cứu này, có thể áp dụng các giải pháp này cho các khu vực khai thác quặng bauxit khác. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết (2002), Sinh thái môi trường ứng dụng, NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội. [2] TS. Trần Minh Huấn (2006), Vài suy nghĩ về phát triển bô xít ở Việt Nam, KHCN số tháng 9/2006. [3] Nguyễn Thanh Liêm (2008), Tổng quan về tài nguyên quặng Bauxit và Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến, sử dụng quặng bauxit giai đoạn 2007 - 2015 có xét đến năm 2025, Hội thảo Gia Nghĩa 22 - 23/10/2008. Ðắk Nông, Việt Nam. [4] Brad Barham (1995). The evolution of the world aluminum industry, States, firms, and raw materials, Stephen G. Bunker, Denis O'Hearn, tr.41, Wisconsin. ISBN 0-299- 14114-4. [5] R. Hind, S. K. Bhargava, Stephen C. Grocott (1999), The surface chemistry of Bayer process solids: a review, Colloids and Surfaces A : Physicochem. Eng. Aspects [6] Anthony M. Evans, Ore geology and industrial minerals: an introduction. [7] 48 Elsevier Science B.V (1996), Biobeneficiation of bauxit using Bacillus polymyxa: calcium and iron removal, International Journal of Mineral Processing, pp. tr.51-60. . hành nghiên cứu đề tài: Đánh giá các tác động của quá trình khai thác bauxit đến môi trường đất ở mỏ bauxit Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng và đề xuất một số giải pháp phục hồi môi trường nhằm Tuyển. Nẵng năm 2010 518 ĐÁNH GIÁ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC BAUXIT ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT Ở MỎ BAUXIT BẢO LỘC, TỈNH LÂM ĐỒNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG EVALUATION PROCESS. đỏ bauxit; đặc tính và tính chất của bùn đỏ bauxit; tác động của quá trình khai thác bauxit đến môi trường đất ở mỏ bauxit Bảo Lộc. Từ đó, đề xuất giải pháp phục hồi môi trường đất: giải pháp