Bài báo đã đánh giá được hiện trạng môi trường không khí, các ảnh hưởng từ hoạt động của mỏ than Vàng Danh đến môi trường không khí từ đó đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí tại khu vực mỏ than Vàng Danh tại phường Vàng Danh, thành phố Uông Bí. 
1. Đặt vấn đề
Việt Nam là một trong những quốc gia có trữ lượng than lớn nhất Đông Nam Á, với trữ lượng khoảng 6,6 tỷ tấn, trong đó trữ lượng có thể khai thác là 3,6 tỷ tấn. Trữ lượng than tập trung chủ yếu ở tỉnh Quảng Ninh (chiếm khoảng 90%) [1].
Khu vực mỏ than Vàng Danh thuộc phần Đông Nam của dãy núi Bảo Đài - Yên Tử, địa hình cao ở phía bắc khu mỏ và thấp dần về phía nam. Đỉnh cao nhất là đỉnh Bảo Đài cao trên 900m [3,4].
Quá trình khai thác than phát sinh ra đất đá thải loại là nguyên nhân gián tiếp dẫn đến tác động cộng hưởng về phát thải bụi từ các mỏ, gây suy giảm chất lượng môi trường không khí do ô nhiễm bụi ở các khu dân cư ở trong vùng khai thác.
Trong những năm qua, đã có nhiều biện pháp cũng như xây dựng các công trình xử lý môi trường nhằm giảm thiểu các tác động của quá trình, hoạt động khai thác mỏ ảnh hưởng đến môi trường như: xây dựng hệ thống xử lý nước thải mỏ, xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của công nhân mỏ, xây dựng hệ thống xử lý nước nhiễm dầu, xây dựng hệ thống xử lý khí thải lò hơi… Ngoài ra, còn có một số biện pháp giảm thiểu bụi trong quá trình, hoạt động sản xuất như trang bị xe tưới đường trên tuyến đường vận chuyển trong mỏ, trồng cây xanh ngăn cách bụi và giảm thiểu tiếng ồn…., tuy nhiên chưa đạt được hiệu quả cao. Nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu đánh giá được hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí và đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí tại khu vực mỏ than Vàng Danh.
2. Phương pháp nghiên cứu
Nhóm tác giả đã tiến hành khảo sát thực địa tại mỏ than Vàng Danh, tỉnh Quảng Ninh như sau: Quan sát, điều tra, chụp ảnh hiện trạng về tình hình hoạt động, khai thác của mỏ, các hoạt động gây ô nhiễm môi trường không khí tại khu vực và các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí đang được triển khai; Khảo sát, đo đạc tại một số điểm trên hiện trường của khu vực mỏ than Vàng Danh và sử dụng phương pháp thống kê để phân tích, đánh giá chất lượng không khí vùng đó.
Mỏ than Vàng Danh khai thác với 02 hình thức là khai thác hầm lò và khai thác lộ thiên, tuy nhiên hiện tại chỉ hoạt động 01 hình thức là khai thác hầm lò.
Đặc trưng các nguồn phát thải gây ô nhiễm môi trường không khí từ hoạt động khai thác than của mỏ như sau:
Quy trình nghiên cứu
+ Khảo sát, lấy mẫu đánh giá hiện trạng môi trường tại khu vực mỏ than Vàng Danh.
+ Hiện trạng chất lượng môi trường không khí và đánh giá tác động môi trường do ô nhiễm không khí tại khu vực mỏ than Vàng Danh.
+ Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí tại khu vực mỏ than Vàng Danh.
+ Thực nghiệm thực tế (01 giải pháp) và đánh giá hiệu quả tại khu vực mỏ than Vàng Danh.
Các vị trí quan trắc lấy mẫu mang tính đại diện, phát thải nhiều từ các hoạt động sản xuất của mỏ than Vàng Danh, cụ thể: Khu vực tuyến đường vận chuyển, khu vực cửa giếng (khai thác hầm lò); tuyến đường vận chuyển đổ thải, bãi thải, khu vực sàng tuyển, khu vực đường goòng vận chuyển than (từ khai thác hầm lò) và khu vực dân cư gần khu vực mỏ than Vàng Danh. Các vị trí được lấy mẫu đo đạc, phân tích môi trường không khí để đánh giá chất lượng môi trường không khí tại mỏ than Vàng Danh, bao gồm 10 vị trí. Thông số giám sát bao gồm: bụi tổng, SO2, NO2, CO.
Phương pháp lấy mẫu: Bụi theo TCVN 5067:1995; SO2 theo TCVN 5971:1995 ; NO2 theo TCVN 6137:2009; CO theo 3T.Co.S.A.01.
Từ các kết quả thu được tiến hành tổng hợp (lập bảng), số liệu được thống kê và xử lý trên Excel, so sánh với quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí xung quanh (QCVN 05:2023/BTNMT) và đánh giá để xác định độ tin cậy của thông tin và kết quả nghiên cứu đưa ra kết luận cuối cùng [2].
Thực nghiệm thực tế (01 giải pháp phun nước tưới đường tự động trên tuyến đường vận chuyển) và đánh giá hiệu quả giảm thiểu ô nhiễm từ giải pháp đối với khu vực mỏ than Vàng Danh - Vinaconmin.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Hiện trạng chất lượng không khí mỏ than Vàng Danh
Hoạt động khai thác than đem lại hiệu quả về mặt kinh tế rất lớn nhưng bên cạnh đó khai thác than cũng đã và đang gây ra những tác động không nhỏ đến chất lượng môi trường tại khu vực khai thác và khu vực xung quanh đặc biệt là ô nhiễm môi trường không khí.
Bảng 1. Kết quả quan trắc hiện trạng môi trường không khí mỏ than Vàng Danh
Dựa vào biểu đồ kết quả đo đạc tiếng ồn tại mỏ than Vàng Danh cho thấy hàm lượng bụi tại một số vị trí vượt QCVN 05:2023/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí, bao gồm:
+ KK4: Bụi tại tuyến đường vận chuyển ra bãi thải;
+ KK5: Bụi tại tuyến đường vận chuyển than Vàng Danh gần cầu AB;
+ KK6: Bụi tại khu vực bãi đổ thải;
+ KK7: Bụi tại khu vực ngã 3 gần khu vực trạm rửa xe (khu cầu suối Cánh Gà);
+ KK9: Bụi tại khu vực sàng tuyển than khu vực Cánh Gà.
Nồng độ ô nhiễm vượt quy chuẩn trung bình từ 1,03-1,06 lần. Đây là các vị trí có lượng bụi phát sinh cao, tuy Công ty cũng đã có nhiều giải pháp giảm thiểu (phun sương, sử dụng xe tưới đường, che chắn phương tiện…) tuy nhiên vẫn không xử lý triệt để được lượng bụi phát sinh. Có thể thấy, trong công nghiệp khai thác than nói chung và khai thác than tại mỏ than Vàng Danh nói riêng, việc vận chuyển than, đổ thải đất đá, sàng tuyển than luôn là vấn đề gây ô nhiễm môi trường không khí một cách nghiêm trọng và mang tính rộng rãi, và là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường không khí của các mỏ than.
Qua kết quả khảo sát, phân tích, kết hợp với báo cáo quan trắc định kỳ của Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin [5,6], hầu hết các vị trí quan trắc đều có hàm lượng bụi nằm dưới ngưỡng quy chuẩn cho phép, chỉ một số vị trí quan trắc tại nguồn điểm có phát sinh hàm lượng bụi cao (khu vực sàng tuyển, khu vực tuyến đường vận chuyển, khu vực bãi đổ thải).
Tuy nhiên, mức độ ô nhiễm mức độ ô nhiễm không nhiều (vượt QCVN 05:2023/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí, trung bình từ 1,03 - 1,07 lần). Các khí như: CO, SO2, NO2 có thấy tồn tại trong không khí, tuy nhiên nồng độ của chúng khi đo đạc không cao (đề nằm dưới ngưỡng QCVN 05:2023/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí) nên không gây ảnh hưởng lớn tới sức khỏe con người và môi trường không khí xung quanh.
3.2. Các biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng đến chất lượng không khí mỏ than Vàng Danh đang áp dụng
Hiện nay trên tuyến đường vận chuyển Công ty, đặc biệt là tuyến đường vận chuyển than qua khu dọc tuyến mặc dù đã bố chí xe phun nước tưới đường, giải pháp này chỉ đáp ứng được trong những ngày trời không quá nắng, nóng hoặc trời râm.
Trong những ngày nắng nóng cao và những ngày hanh khô thời gian bốc hơi nước nhanh, xe tưới đường không kịp dẫn đến khi xe ô tô vận chuyển sẽ cuối bụi trên mặt đường làm tác động đến các khu vực dọc hai bên đường. Vì vậy, cần thiết phải lập phương án xây dựng tuyến tưới đường tự động nhằm khắc phục những hạn chế nêu trên [7].
Lựa chọn phương án phun tưới đường cao áp với 2 chế độ hoạt động điều khiển tự động và điều khiển bằng tay để thuận tiện trong công tác sửa chữa và đảm bảo hoạt động khi có sự cố. Vòi phun sử dụng vật liệu bằng thép không rỉ, bền bỉ; Mô hình phun quạt phẳng, góc phun rộng. Bể chứa nước sử dụng 02 téc Inox thể tích 15m3 dễ sử dụng, có thể di chuyển và tái sử dụng khi di chuyển tuyến, ngoài ra téc inox cũng dễ dàng vệ sinh…
Dự kiến thời gian bơm tưới đường 3 lần/giờ mỗi lần bơm khoảng 5 ÷ 10 phút. Thời gian này có thể được cài đặt tùy chỉnh thời gian bơm tưới đường theo mùa mưa và mùa khô để tưới đường có hiệu quả. Phương án lắp đặt tuyến vòi phun tưới đường: Vòi phun nước tưới đường được lắp đặt hai bên tuyến đường cần tưới, tại mỗi vị trí phun lắp đặt 01 vòi phun, phun vào trong tim đường. Khoảng cách giữa các vị trí phun là 3m, lắp so le nhau giữa hai bên đường.
Kết quả đạt được: Giải pháp tưới đường tự động đã giải quyết tình trạng bề mặt đường nhanh khô, bụi bẩn cuốn lên từ mặt đường và bánh xe gây ô nhiễm bụi, từ đó đảm bảo chất lượng môi trường không khí của mỏ luôn xanh sạch đẹp, đảm bảo sức khỏe người lao động và giữ gìn môi trường không khí xung quanh.
Bảng 2. Kết quả quan trắc môi trường không khí sau khi áp dụng phương pháp thử nghiệm
Ghi chú: (1): QCVN 05:2023/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí; (2) QCVN 26:2010/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn.
Tư kết quả trên, kết hợp với kết quả quan trắc môi trường không khí trên tuyến đường vận chuyển vị trí KK5, KK7 tại thời điểm chưa áp dụng biện pháp thực nghiệm để so sánh hiệu quả của biện pháp, ta được biểu đồ sau:
Từ kết quả trên cho thấy, chất lượng không khí sau khi áp dụng biện pháp thực nghiệm trên tuyến đường vận chuyển, hàm lượng bụi đã thấp hơn giới hạn của QCVN 05:2023/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí. Hiệu quả xử lý bụi cao, hàm lượng bụi đã giảm khoảng 50-60% hàm lượng bụi ban đầu.
Sau khi áp dựng biện pháp thực nghiệm, đã xử lý được triệt để mối lo ngại của công ty liên quan đến tần suất xe rửa đường, do những ngày thời tiết nắng nóng hanh khô, bề mặt đường sau khi phun nước tưới từ 30 phút đến 1 giờ đã khô. Vì vậy, các phương tiện vận chuyển sẽ kéo theo bụi khô từ mặt đường gây ô nhiễm môi trường không khí.
Việc tưới đường liên tục 30 phút đến 1 tiếng/lần là rất khó đáp ứng. Do đó, giải pháp rửa đường tự động 10-15 phút/lần đã giải quyết được triệt để tình trạng này. Sau khi áp dụng phương án rửa đường tự động, tuyến đường vận chuyển của mỏ đảm bảo luôn trong tình trạng ẩm, do đó đã xử lý được triệt để tình trạng ô nhiễm bụi do các phương tiện vận chuyển cuốn theo bụi từ mặt đường. Ngoài ra, còn tiết kiệm chi phí nhân công, phương tiện vận chuyển.
Bên cạnh đó, Công ty cũng có thể nghiên cứu Áp dụng các biện pháp kiểm soát bụi tại mỏ than như vận chuyển than bằng phương tiện kín để giảm thiểu lượng bụi than phát tán ra môi trường, sử dụng công nghệ chế biến than tiên tiến giúp giảm lượng bụi than thải ra môi trường, lắp đặt hệ thống lọc bụi tại các nhà máy nhiệt điện nhằm loại bỏ bụi than và các chất ô nhiễm khác khỏi khí thải, và sử dụng năng lượng tái tạo giảm thiểu việc sử dụng than đá, góp phần giảm thiểu lượng bụi than thải ra môi trường [8].
4. Kết luận
Nghiên cứu này đã tiến hành lấy mẫu, phân tích chất lượng môi trường không khí tại khu vực mỏ than Vàng Danh cho thấy thông số bụi tại một số vị trí hiện đang vượt QCCP do ảnh hưởng từ quá trình vận tải, hoạt động sản xuất của mỏ. Nghiên cứu đã tiến hành nêu ra các giải pháp giảm thiểu mô nhiễm không khí khu vực mỏ than Vàng Danh và đề xuất thực nghiệm với phương án rửa đường. Chất lượng không khí sau khi áp dụng biện pháp thực nghiệm trên tuyến đường vận chuyển, hàm lượng bụi đã thấp hơn giới hạn của QCVN 05:2023/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường không khí. Hiệu quả xử lý bụi cao, hàm lượng bụi đã giảm khoảng 50-60% hàm lượng bụi ban đầu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2022, Thông tư 02/2022/TT-BTNMT quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2023, QCVN 05:2023/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng không khí.
3. Cổng thông tin Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin, https://vangdanhcoal.com.vn /gioi-thieu-chung-ve-cong-ty/
4. Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin, 2020, “Hồ sơ báo cáo Đánh giá tác động môi trường”
5. Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin, 2023, “Hồ sơ Giấy phép môi trường”
6. Công ty Cổ phần than Vàng Danh - Vinacomin, 2022, 2023, “Báo cáo giám sát môi trường định kỳ”
7. Gong, X., Zhang, H., & Luo, Z. (2017). Effectiveness of water spray systems for dust suppression in coal mines. Journal of Aerosol Science, 106, 30-42.
8. Kissell, F. N. (2003). Handbook for Dust Control in Mining. NIOSH Report.
