Khai thác mỏ bauxit ở Tây Nguyên :
Quan điểm của một kỹ sư (II)

ĐẶNG Đình Cung

Kỹ sư tư vấn

Phần II. Dự án và môi trường thiên nhiên

Mọi dự án công nghiệp lớn đều xâm phạm môi trường thiên nhiên. Cũng như xáo trộn văn hoá xã hội, vấn đề cũng là :

xâm phạm có hậu quả tiêu cực hay tích cực,

nếu có hậu quả tiêu cực thì chọn giải pháp giảm thiểu những hậu quả tiêu cực đó,

và với giải pháp đó thì con người vẫn có thể chịu đựng được không.

Về môi trường thiên nhiên thì khai thác bauxit ô nhiễm không hơn không kém gì khai thác những khoáng vật khác. Muốn biết dự án bauxit Tây Nguyên sẽ xâm phậm môi trường ra sao thì chỉ cần đến Quảng Ninh và nhà máy nhiệt điện với những mỏ than và Thái Nguyên với những mỏ sắt và lò cao và tưởng tượng thay vì bụi và nước thải mầu đen thì tất cả sẽ là mầu đỏ.

Hoàn thổ

Vấn đề đặt ra là sau khi khai thác quặng thì sẽ làm gì với diện tích bị đào xới. Bây giờ hơn 90 % xí nghiệp mỏ có kế hoạch hoàn thổ, nghĩa là tạo một môi trường không bắt buộc phải giống nhw xưa nhưng phải hoà hợp với địa thế, địa chất và khí hậu địa phương.

Theo EAA (European Aluminium Association, Hiệp hội Nhôm Âu Châu) diện tích rừng nhiệt đới suy thoái vì những lý do trình trên hình 1[i].

Hình 1   Những nguyên do rừng nhiệt đới suy thoái

Khai thác mỏ không phải là ngành tàn phá rừng nhiệt đới nhiều nhất. Diện tích có thể bị tàn phá vì khai thác mỏ bauxit ở Tây Nguyên không có là bao nhiêu. Mà nghĩa vụ hoàn thổ có thể là một cơ hội để cải tạo môi trường thiên nhiên đã bị chiến tranh ô nhiễm và tàn phá và để hợp lý hoá nông nghiệp và lâm nghiệp Tây Nguyên nhằm cải thiện đời sống nhân dân địa phương.

Mỗi năm trên thế giới người ta đào bới 20 km2 để khai thác 160 triệu tấn bauxit, nghĩa là 12,5 héc ta mỗi triệu tấn bauxit. Nếu bi quan giả tỷ ở Việt Nam sẽ phải đào bới một diện tích gấp đôi trung bình thế giới để khai thác mỗi tấn bauxit thì năm 2025 chúng ta sẽ đào bới từ 325 đến 450 héc ta để khai thác 13 đến 18 triệu tấn bauxit mỗi năm. 450 héc ta là diện tích trung bình của ba khu công nghiệp ở Việt Nam. Sau khi khai thác hết hai tỷ rưỡi tấn bauxit thì sẽ có 625 km2 đã bị đào bới, mười phần trăm diện tích tỉnh Đăk Nông.

Ở vùng nhiệt đới, khí hậu nóng và ẩm, sau hai ba năm cây cối tự nhiên mọc trở lại trên mọi diện tích đất đã bị tàn phá. Trong những năm tháng đó đất trơ trọi bị mưa làm xói mòn. Để tránh tình trạng đó, người ta ươm trước những cây để có thể trồng ngay sau khi diện tích đã được khai đào. Một phương pháp rất hay là phương pháp cuốn chiếu (hình 2) :

(a) khi khai đào thì cạo lớp đất mùn cây để sang một bên, cạo lớp đất đá không có quặng để sang một bên khác,

(b) lấp những hố khai đào bằng đất đá không có quặng đã để dành,

(c) phủ lớp đất đá đó bằng đất mùn cây đã để dành,

(d) trồng cây đã ươm trước hay giao đất cho nông đân muốn canh tác,

(e) nếu trồng lại rừng thì thả sinh vật muốn nuôi trong rừng mới này,

(f) giám sát địa thế trong vài năm và điều chỉnh nếu cần.

Hình 2   Phương pháp hoàn thổ cuốn chiếu

Đất đá không có quặng sẽ bị nhiễm một chút dầu nhớt rò rỉ từ những động cơ, không độc hại gì mấy. Đất đá được khai bới đã bị nghiền nhỏ nên xốp hơn, sẽ giữ được nhiều nước mưa hơn, điều tiết sông ngòi tốt hơn nên làm giảm rủi ro lụt ở miền xuôi.

Điểm quan trọng là đa dạng sinh học. Nhiều người tưởng rằng phải giữ rừng nguyên thuỷ với tất cả các con thú sống trong đó thì mới gọi là đa dạng. Thực tế là đất hoàn thổ không còn giống đất cư nữa và để có lại trạng thái đa dạng sinh học thì :

nếu đã đốn một số loại thảo vật thì phải thay lại bằng đủ số loại thảo vật, dù đó là những loại thảo vật khác,

và phải thả vào rừng mới đủ số loại thú đã sống trong rừng nguyên thuỷ, dù đó là những loại thú khác thích hợp hơn với môi trường mới.

Mỏ bauxit của xí nghiệp Mineracao Rio del Norte đã áp dụng hiệu quả phương pháp cuốn chiếu này tại khu mỏ lớn nhất thế giới ở vùng Rio del Norte, Brazil : từ khi khởi đầu khai thác mỏ năm 1997 đến năm 2002, xí nghiệp này đã trồng lại 17 km2 rừng để có thể đốn mỗi năm 700.000 cây đã được ươm trước thuộc 100 loại khác nhau trên diện tích này[ii].

Dù chưa có dự án bauxit,

môi trường thiên nhiên Tây Nguyên đã bị xâm phạm nặng vì chiến tranh, vì lâm tặc, vì làm rẫy và vì đốn rừng để trồng cây công nghiệp,

hàng năm, tỉnh Đăk Nông cũng vẫn mất trên dưới 300 ha rừng vì nạn đốt nương làm rẫy, chưa kể đến hàng chục ngàn héc ta giao cho doanh nghiệp thực hiện các dự án nông lâm nghiệp^[iii].

Tây Nguyên là nơi bị không quân Mỹ tưới nhiều chất độc da cam (dioxine hay là Agent Orange) và bị oanh tạc nặng nề nhất (hình 3). Hiện nay chất độc da cam và bom đạn chưa nổ vẫn còn lại rất nhiều, vẫn có nhiều trẻ em sinh ra với dị tật bẩm sinh và nhiều người khai khẩn đất hoang vẫn thường xuyên bị tai nạn mìn nổ. Khi khai đào, đạn dược chưa nổ sẽ được phát hiện và phá huỷ còn chất độc da cam không được loại bỏ nhưng một phần sẽ được chôn vùi sâu hơn. Phá huỷ bom đạn chưa nổ chắc chắn sẽ tăng cường an toàn cho nơi đã được khai bốc. Còn về chất độc da cam chôn vùi sâu hơn sẽ có ảnh hưởng gì thì chúng tôi không biết.

Hình 3   Vùng khai thác bauxit ở Tây Nguyên (nguồn : Bộ Lục quân hoa Kỳ)

Nếu hoàn thổ có quy hoạch đúng như tả ở trên thì khu mỏ cũ có thể dùng lại một cách tối ưu hơn trước : trồng rừng cho công nghiệp gỗ, cà phê, trà, cao su, cây cỏ nuôi gia súc hay những cây công nghiệp khác, tạo ra những cảnh quan mới làm nơi nghỉ dưỡng du lịch,...

Vấn đề tồn tại là phải chọn những thảo vật và sinh vật nào thích hợp nhất với đất hoàn thổ. Công trình nghiên cứu này rất lớn và có thể dẫn tới nhiều khám phá quan trọng về sinh vật học. Nếu được thực hiện tốt rừng mới có khi lại còn phồn thịnh và có lợi ích kinh tế hơn là rừng cũ đã bị đốn. Chuyển nguyên y phương pháp của Brazil chưa đủ để phương pháp này thành công ở Việt Nam. Để thực hiện tốt hoàn thổ thì phải biết rất rõ địa chất của những nơi khai đào và chôn lấp đất đá, tìm kiếm những thảo vật thích hợp nhất với khoáng vật và khí hậu những nơi đó và, nhất là, thuyết phục nhân dân địa phương tái định cư với một lối sống mới.

Nước thải và bùn đỏ

Nước sông Hồng đỏ vì phù sa chứa ion Fe++. Đất ba san Tây Nguyên có mầu đỏ vì chứa ion Fe++. Mầu đỏ của bùn thải ra theo quy trình Bayer cũng do ion Fe++ chứa trong quặng bauxit. Nước sông Hồng không độc. Con người sống lành mạnh ở Tây Nguyên từ thời tiền sử đến này. Mầu của bùn đỏ chỉ ấn tượng về thẩm mỹ thôi chứ không độc. Hy vọng người Tây Nguyên sẽ quen với mầu đỏ của công nghiệp khai thác bauxit như người Bắc Bộ quen với mầu đỏ của sông Hồng.

Nước dùng để xử lý quặng và tinh chế sản phẩm là nguồn ô nhiễm chính của ngành khai thác mỏ. Nếu dùng nước không pha với chất hoá học hay những chất hoá học đã được vô hiệu hoá thì đất đá chôn vùi không nguy hại gì và chất hoá học trong nước thải sẽ có hàm lượng dưới hàm lượng tiêu chuẩn được coi là có hậu quả không đáng kể. Một chất hoá học đã được vô hiệu hoá khi độ pH của nước bằng 7 và nước không chứa những vật có hại cho sức khoẻ như là vi khuẩn hay kim loại nặng. Trên nguyên tắc, nước thải của ngành khai thác mỏ không có vi khuẩn. Nếu trong những quy trình xử lý không dùng đến những chất hoá học thì phế liệu chỉ gồm bởi những hợp chất có sẵn trong quặng và các hợp chất ấy đã có mặt trong môi trường thiên nhiên cả triệu năm nay rồi mà không làm hại đến sinh thảo vật.

Cụ thể, quặng bauxit chứa một số hợp chất như trình trên bảng  1. Ngoài hợp chất chính, oxyd nhôm (Al₂O₃), gọi là alumin, còn có oxyd siliciumm (SiO₂) và oxyd sắt (Fe₂O₃₎ cộng với một số hợp chất khác như là oxyd titanium. Để có alumin thì phải tách ly oxyd nhôm khỏi các hợp chất khác. Những hợp chất đó có sẵn từ khi khai thiên lập địa nên thải chúng không có ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường thiên nhiên mấy. Vì sự có mặt của oxyd sắt nên những phế liệu có mầu đỏ và gọi là bùn đỏ.

Bảng 1   Cấu tạo quặng bauxit

Vì quy trình Bayer dùng đến hydroxyd natri (NaOH, còn gọi là xút), để hoà tan alumin nên bùn đỏ thải ra có dính hoá chất đó.

Xút là một hoá chất thông dụng dùng để làm vệ sinh nhà cửa. Hoá chất này có phản ứng phát nhiệt mạnh với nước, làm nhiệt độ nước tăng đến 100 C, nước bốc hơi và bắn ra ngoài rất nguy hiểm. Xút còn làm rát và gậm mòn da. Nếu nuốt xút thì toàn bộ tiêu hoá sẽ bị gậm mòn đến bị thủng ruột. Trên nhãn những bao bì chứa sút thường có cảnh báo về những rủi ro này. Thải ra ngoài thiên nhiên thì xút làm tăng độ pH đe doạ đời sống sinh vật và thảo vật trong nước.

Sau khi bùn ráo thì vẫn có nước với dung dịch hydroxyd natri bám vào những hạt bùn. Khi mỏ bauxit Baux ở Pháp còn hoạt động, người ta bơm bùn đỏ ra ngoài biển làm cho bùn được nước biển pha loãng. Ở Australia, người ta chôn bùn đã được xấy khô ở một nơi hoang vằng và giả vờ quên đi. Ở những nơi không thể xâm phậm môi trường như vậy, người ta có hai cách : phương pháp khô và phương pháp ướt.

Theo phương pháp khô, người ta chờ cho bùn ráo rồi xấy bùn cho đến khô thành bụi. Bụi có thể trộn với nhựa asphalt để trải đường hay dùng làm phụ gia làm gạch bê tông. Về trải đường thì không có vấn đề gì đặc biệt cả . Theo chúng tôi được biết thì áp dụng này chưa được khai triển vì chưa được nghiên cứu kỹ. Ngoài ra mỗi mỏ bauxit có cấu tạo riêng và mỗi nơi có nước dùng làm bê tông riêng nên tính bền vững theo thời gian của bê tông phải được thử nghiệm trước khi dùng.

Có tin một đường ống sẽ chuyển quặng khai thác tại Đắc Nông xuống cảng biển Bình Thuận để chế biến nhằm giảm thiểu ô nhiễm cho Tây Nguyên[iv]. Tin này không đúng và có thể bắt nguồn từ một đường ống dẫn nước biển từ bờ biển Bình Thuận lên Tây Nguyên. Người ta dùng nước biển để giảm hàm lượng xút hãy còn bám vào những hạt bùn đỏ. Sau đó người ta dùng lại nước đó để pha loãng hỗn hợp bauxit xút làm cho những chất bẩn, chủ yếu gồm những oxyd, chứa trong quặng bauxit kết tủa và có thể loại ra thành bùn đỏ bằng một quy trình lọc[v]. Sau khi lọc một lần thứ hai để tách ly hydrat nhôm, người ta không đổ nước có xút đó ra ngoài thiên nhiên mà làm bốc hơi lượng nước đó để thu hồi và dùng lại xút chứa trong nước. Vậy, với phương pháp này, sẽ không còn vấn đề hạ lưu những sông Tây Nguyên thiếu nước và vấn đề nước thải ô nhiễm sông ngòi.

Như mọi phế liệu, bùn đỏ có thể dùng lại làm nguyên liệu có giá trị nếu bỏ công ra nghiên cứu những công dụng mới. Nhiều người không muốn những mỏ bauxit được khai thác vì sợ ô nhiễm trầm trọng khi mưa lũ làm tràn những hồ chứa bùn đỏ, những đê đập của hồ có thể bị vỡ hay bùn thấm vào nguồn nước ngầm. Đây chỉ là một vấn đề thiết kế kỹ và xây dựng kiên cố. Ngoài ra nếu có sự cố mà bùn đã được xử lý để các chất hoá học được vô hiệu hoá hay loãng xuống dưới hàm lượng có thể chấp nhận được thì cũng không có vấn đề gì vượt vòng kiềm chế kỹ thuật cả.

Như viết ở trên, bauxit chứa oxyd sắt Fe₂O₃ và oxyd titan TiO₂. nên bùn đỏ cũng chứa những oxyd này. Bauxit karstic chứa từ 15 đến 23 % oxyd sắt Fe₂O₃. Suy ra bùn đỏ có thể coi là một loại quặng sắt với hàm lượng từ 25 đến 58 % Fe₂O₃. Một quặng có hàm lượng trên 50 % Fe₂O₃có thể coi là quặng sắt có giá trị kinh tế. Oxyd titan ở dạng rutile, một đá quý mầu đỏ thẫm. Với hàm lượng đá quý rất nhỏ bùn đỏ có khả năng trở thành một mỏ rutile có giá trị kinh tế. Chúng tôi đề nghị TKV nghiên cứu thêm hàm lượng bauxit Tây Nguyên để tìm hiểu khả năng khai thác lại bùn đỏ như một khoáng sản thô có giá trị kinh tế. Một thông tin mà chúng tôi chưa xác nhận được là hình như cây cỏ mọc rất tốt trên đất có bùn đỏ được xử lý bằng phương pháp này và những nơi khi xưa chứa bùn đỏ có hiệu suất rau quả rất cao.

Khí thải

Như mọi ngành công nghiệp nặng, ngành khai thác mỏ cũng sinh ra bụi và khí chứa hoá chất. Trong chuỗi chế biến bauxit thành nhôm thì nguồn ô nhiễm vì khí thải chính ở khâu điện phân.

Alumin chẩy lỏng ở 2.040 C. Làm lỏng alumin để điện phân ở nhiệt độ quá cao đó thì sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng. Để tiết kiệm năng lượng, người ta giảm nhiệt độ chảy lỏng xuống 960 C bằng cách trộn alumin với cryolit. Ở nhiệt độ đó cryolith và những điện cực bằng cacbon có thể trộn với không khí xung quanh lò điện phân và bay ra ngoài. Người ta chụp lò điện phân bằng một bộ lọc khí để giữ lại và tiết kiệm cryolit và cacbon. Nhưng cũng có một phần đáng kể toả ra ngoài khí quyển.

Cryolit chứa fluor. Người ta thêm một hàm lượng flour rất nhỏ (dưới 1,2 phần triệu) vào nước uống và bột đánh răng để chống sâu răng. Nhưng với hàm lượng đáng kể thì fluor là một chất độc chết người do bộ tiêu hoá bị xáo trộn. Cacbon ở nhiệt độ cao biến thành oxyd cacbon, một khí có hiệu ứng nhà kính.

Fluor cũng là một vật liệu đắt tiền, giữ lại fluor bay ra khỏi lò điện phân không những giảm ô nhiễm mà còn giảm chi phí sản xuất nhôm.

*

Những phế liệu rắn, nước thải hay khí thải của một công nghiệp là những nguồn nguyên liệu có giá trị thương mại của những công nghiệp khác. Công nghệ hiện đại đã có giải pháp để bảo vệ môi trường thiên nhiên không những giảm thiểu chi phí xử lý những xâm phạm đến môi trường thiên nhiên mà có khi còn làm những việc này sinh lợi.

Những dòng trên có vẻ rất lạc quan về những giải pháp xử lý ô nhiễm. Thực tế không hoàn toàn đúng như vậy. Những giải pháp đó thành công hay không tuỳ ở cách áp dụng thế nào để thích hợp với những điệu kiện thiên nhiên địa phương (địa dư, địa chất và khí hậu). Trước khi chép một giải pháp đã thành công ở một nước khác chúng ta phải nghiên cứu kỹ lưỡng những tham số kỹ thuật và điều kiện thiên nhiên ở nước đó và ở nước mình. Như thế mới biết được giải pháp của nước đó có thể chuyển sang nước mình hay không và nếu giải pháp có thể chuyển được thì phải thay đổi những tham số kỹ thuật ra sao thì mới thích ứng được với điều kiện thiên nhiên ở nước ta.

Có một điểm mà hình như các nhà khoa học trong nước chưa nghĩ tới. Đó là bùn đỏ và những phế liệu khác mà công nghiệp nhôm tỉnh Vân Nam đổ xuống sông Hồng và sông Gianh. Chúng ta đã bố trí một bộ phận giám sát nào chưa ? Chính phủ đã có sẵn phản ứng gì nếu có sự cố ?

Những vị lãnh đạo không ngừng tuyên bố "lắp đặt dây chuyền chế biến [...] bằng công nghệ hiện đại, nhằm đem lại hiệu quả sản xuất, kinh doanh cao, tiết kiệm tài nguyên, giảm ô nhiễm môi trường, đi đôi với giải quyết tốt vấn đề an sinh xã hội"[vi]. Nhưng những quy định của Luật Môi trường không thể áp dụng được ở nước ta vì :

không có tiêu chuẩn về toàn vẹn môi trường thiên nhiên,

lãnh đạo không quan tâm đến bảo vệ môi trường thiên nhiên, không biết làm gì vì thiếu kiến thức, tham nhũng hay vô trách nhiệm,

đội ngũ cán bộ chuyên môn về môi trường còn yếu,

thiếu thiết bị đo lường để kiểm tra phát hiện những tình trạng ô nhiễm quá mức quy định.

Vì những lý do đó mà chúng tôi quan ngại về hậu quả dự án bauxit Tây Nguyên.

Đặng Đình Cung