Trên thế giới đã áp dụng nhiều công nghệ tiên tiến để xử lý chất thải từ khai thác, chế biến khoáng sản kim loại, trong đó có công nghệ địa môi trường (ĐMT), công nghệ địa sinh thái (ĐST). Công nghệ tích hợp địa môi trường - địa sinh thái (ĐMT - ĐST) là công nghệ ứng dụng nguyên lý của các khoa học trái đất và chức năng của môi trường địa chất, hệ sinh thái nhằm hạn chế sự phát tán, đồng hóa các chất ô nhiễm và nâng cao khả năng chống chịu chất ô nhiễm của môi trường - hệ sinh thái, sử dụng các thành tạo địa chất và hệ sinh thái để xử lý ô nhiễm môi trường nước. Các công nghệ mới này mới được du nhập vào Việt Nam đang còn trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm.

Vì vậy cần tiếp tục nghiên cứu, áp dụng và cải tiến công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST cho phù hợp với hoàn cảnh Việt Nam và với các vùng khai thác, chế biến khoáng sản cụ thể. Đề tài “Nghiên cứu, áp dụng công nghệ tích hợp địa môi trường - địa sinh thái nhằm ngăn ngừa, xử lý ô nhiễm môi trường nước tại một số điểm ở các lưu vực sông vùng Tây Bắc” do Cơ quan chủ trì đề tài Hội địa hóa Việt Nam phối hợp Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Thị Hoàng Hà để thực hiện.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1. Tây Bắc là khu vực có tiềm năng về các loại khoáng sản với gần 500 mỏ và điểm quặng, gồm 30 loại khoáng sản thuộc 6 nhóm chính. Hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản đã sinh ra một lượng lớn chất thải rắn và nước thải, tuy một phần chất thải đã được xử lý theo công nghệ truyền thống nhưng đạt hiệu quả chưa cao và xử lý chưa triệt để. Chính vì vậy, đã làm phát tán các KLN có độc tính cao như Pb, As, Cd vào các thủy vực gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, hệ sinh thái và sức khỏe người dân. Tây Bắc có mạng lưới sông ngòi dày đặc và 4 lưu vực sông chính (lưu vực sông Cùng Kỳ - Bằng Giang, lưu vực sông Hồng -Thái Bình, lưu vực sông Mã, lưu vực sông Cả) là nguồn cung cấp nước cho các tỉnh hạ lưu sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau nên những hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản và đổ thải ở thượng lưu có thể gây tác động trực tiếp đến trung và hạ lưu. Ngăn ngừa và xử lý ô nhiễm tại nguồn sẽ làm giảm các tác động đó. Vùng Tây Bắc có nguồn nguyên liệu khoáng và hệ thực vật có tiềm năng xử lý ô nhiễm môi trường phong phú, phù hợp cho việc triển khai áp dụng quy trình công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST để xử lý nước thải mỏ.

2. Công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST được xây dựng dựa trên các cách tiếp cận: Hệ thống, sinh thái, tương tác mỏ - sinh thái - môi trường, quản lý theo lưu vực sông và hệ phương pháp nghiên cứu bao gồm kế thừa, chọn lọc và tổng hợp tài liệu, khảo sát thực địa và lấy mẫu nghiên cứu, thực nghiệm, xử lý mẫu và phân tích mẫu, xử lý số liệu, tích hợp ĐMT - ĐST. Quy trình công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST trong xử lý ô nhiễm môi trường được xây dựng theo các bước sau: (1) Nghiên cứu, đánh giá đặc trưng ĐMT - ĐST (đặc điểm địa chất và phân bố quặng hóa, đặc điểm thành phần vật chất quặng chì - kẽm, đặc điểm hệ sinh thái khu mỏ, hoạt động khai thác và chế biến quặng, hiện trạng xử lý nước thải khu mỏ, hiện trạng môi trường nước, đất, trầm tích khu mỏ); (2) Nghiên cứu kinh nghiệm về xây dựng và phát triển quy trình công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST trong ngăn ngừa và xử lý ô nhiễm môi trường; (3) Khả năng sử dụng nguyên liệu tự nhiên trong xử lý ô nhiễm; (4) Khả năng sử dụng thực vật hoặc hệ sinh thái trong xử lý ô nhiễm; (5) Thử nghiệm khả năng xử lý ô nhiễm môi trường sử dụng tích hợp nguyên liệu tự nhiên, thực vật/hệ sinh thái; (6) Thiết kế quy trình công nghệ; (7) Thử nghiệm quy trình công nghệ quy mô pilot; (8) Đánh giá và hoàn chỉnh quy trình công nghệ.

3. Đã chế tạo thành công vật liệu hấp phụ từ bùn thải khu chế biến sắt Bản Cuôn (Chợ Đồn, Bắc Kạn) nung ở các nhiệt độ (nhiệt độ phòng, 350, 400, 450, 500, 550 độ C) với tỷ lệ pha trộn chất kết dính - thủy tinh lỏng (0, 5, 10 và 15%); và từ đá ong khu vực Tam Dương (Vĩnh Phúc) và Thạch Thất (Hà Nội) ở các nhiệt độ nung khác nhau (nhiệt độ phòng, 325, 350, 375 độ C) pha trộn với 15% thủy tinh lỏng. Kết quả thí nghiệm dạng mẻ, thí nghiệm hấp phụ dạng cột, thí nghiệm giải hấp, thí nghiệm đánh giá tỷ lệ tan đối với vật liệu hấp phụ cho thấy vật liệu SBC2-400-10S chế tạo từ bùn thải mỏ chế biến sắt khu vực huyện Chợ Đồn với 10% thủy tinh lỏng và nung ở nhiệt độ 400 độ C trong 3 giờ có chi phí sản xuất thấp (5 triệu đồng/tấn), là vật liệu phù hợp nhất trong xử lý đồng thời các kim loại Mn, Zn, Pb, As và Cd trong nước thải khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn. Dung lượng hấp phụ Mn, Zn, Cd, Pb và As của hạt vật liệu SBC2-400-10S lần lượt là 1280, 1670, 2040, 2380 và 422 mg/kg. Đánh giá khả năng hấp phụ của vật liệu SBC2-400-10S bằng thí nghiệm hấp phụ dạng cột, được tiến hành với 2 mức hàm lượng ban đầu các kim loại Pb, Zn, Mn, Cd và As khác nhau. Sau 45 ngày thí nghiệm liên tục, chất lượng nước thải đầu ra của hệ thống sử dụng nước pha chế tương tự nước khu chế biến Lũng Váng (khu mỏ Chợ Đồn) qua 2 hồ lắng có hàm lượng Pb, Cd, Mn, Zn đạt mức cho phép của QCVN40:2011, trừ As. Tuy nhiên, do hệ thống sử dụng nước pha chế tương tự nước thải trực tiếp khu chế biến Lũng Váng có mức hàm lượng kim loại đầu vào cao hơn nên chất lượng nước thải đầu ra chứa hàm lượng kim loại Pb, Mn, Cd, As vượt mức cho phép của QCVN40:2011.

4. Quy trình công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST bao gồm hệ thống lắng - hấp phụ (hạt vật liệu SBC2-400-10S) - bãi lọc trồng cây (cây Sậy) quy mô pilot 5 m3/ngày đêm được thiết kế, xây dựng và vận hành tại khu chế biến Lũng Váng thuộc khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn. Kết quả vận hành hệ pilot sau 4 tháng cho thấy hiệu quả xử lý của hệ thống với nước thải đầu ra đều đạt giới hạn cho phép đối với nước thải công nghiệp QCVN 40:2011-BTNMT. Quy trình công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST cho toàn khu chế biến Lũng Váng thuộc khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn với lưu lượng 700 m3/ngày đã được thiết kế chi tiết. Quy trình bao gồm hồ lắng tự lọc - hệ hấp phụ - bãi lọc trồng cây. Hệ xử lý nước thải với lưu lượng 700m3/ngày có khả năng xử lý tốt các chất ô nhiễm trong nước thải đuôi quặng, bảo vệ môi trường vùng khai thác và chế biến quặng.

5. Có thể áp dụng quy trình công nghệ tích hợp ĐMT - ĐST để xử lý ô nhiễm môi trước nước ở các mỏ chì kẽm và một số mỏ kim loại vùng Tây Bắc có đặc điểm ĐMT, ĐST tương tự.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13848/2016) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)