Nghiên cứu sự biến động của một số thành phần môi trường trong khai thác bôxít

15/09/2015

     Việt Nam là quốc gia có tài nguyên bôxít thuộc loại lớn trên thế giới, chủ yếu tập trung tại 2 của tỉnh Tây Nguyên là Đắc Nông và Lâm Đồng. Việc phát triển ngành công nghiệp khai thác bôxít là chủ trương lớn của Đảng và Chính phủ, là nguồn lực quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.      Hiện tại, có hai dự án khai thác bôxít và sản xuất alumin tại Tây Nguyên là Dự án Nhà máy sản xuất Alumin Nhân Cơ và Dự án Tổ hợp bôxít - nhôm Lâm Đồng. Tuy nhiên, hoạt động khai thác và chế biến bôxít có nguy cơ tiềm ẩn về ô nhiễm môi trường. Đây cũng là vấn đề được dư luận quan tâm đặc biệt trong các kỳ họp Quốc hội và trên các phương tiện thông tin đại chúng.      Khu vực xây dựng Tổ hợp Bôxít Nhôm Lâm Đồng được lựa chọn và đã được phê duyệt nằm ở huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng. Diện tích toàn bộ của Tổ hợp là 42km2 (4.200ha); cho giai đoạn đầu là: 22,836km2 (2283,6099 ha).      Dự án Nhà máy sản xuất alumin Nhân Cơ là tổ hợp Nhà máy tuyển quặng bôxít và Nhà máy Alumin được xây dựng tại xã Nhân Cơ (Nhà máy Alumin), xã Nghĩa Thắng (Nhà máy tuyển quặng), huyện Đắc R’lấp, tỉnh Đắc Nông.      Hiện nay, tổ giám sát môi trường của Bộ TN&MT tập trung giám sát môi trường khu vực khai thác bô xít các nội dung chủ yếu: Quá trình xây dựng các công trình phục vụ dự án; Tài nguyên nước: nguồn nước phục vụ dự án, việc tái sử dụng nước, tác động tới nước ngầm, nước mặt (suối) phía hạ lưu; Bùn đỏ: xác định dung tích và chất lượng hồ chứa, địa chất công trình, địa chất thủy văn, kết cấu công trình, tác động tới môi trường khi sự cố xảy ra, giải pháp phòng ngừa sự cố; đặc biệt chú ý tới lượng mưa rất lớn của Tây Nguyên và khả năng động đất; Các loại chất thải khác: xác định tất cả các loại chất thải, nguồn thải, mức độ tác động từ các nguồn thải, giải pháp giảm thiểu tác động; Vấn đề tái định cư, tái định canh và phản ứng xã hội; tác động từ việc định cư của công nhân tới môi trường khu vực dự án; Quan trắc môi trường: Số lượng các điểm quan trắc, vị trí quan trắc, các chỉ số quan trắc, tần xuất quan trắc, thời gian quan trắc; tổ giám sát có thể yêu cầu đột xuất về nội dung quan trắc; Yêu cầu Tập đoàn Than khoáng sản Việt Nam phải xây dựng chi tiết, cụ thể dự án phục hồi môi trường, xác định quy mô ký quỹ môi trường; Lập nhật ký môi trường bôxít Tây Nguyên; hàng tháng Tổ giám sát có báo cáo gửi Bộ TN&MT và UBND tỉnh Đắc Nông và Lâm Đồng.      Kết quả thu được chủ yếu là kết quả quan trắc môi trường về đất, nước, không khí.      Vấn đề tồn tại: Còn thiếu các kết quả và số liệu cụ thể của việc biến động của một số thành phần môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản bôxít như: Chặt phá rừng, biến động dân cư, cơ sở hạ tầng, lớp phủ thực vật, việc hoàn thổ đất sau khai thác, trồng rừng, biến động hệ thống thủy văn...      Như vậy, quá trình nghiên cứu sự biến động của một số thành phần môi trường trong hoạt động khai thác bôxít hiện nay vẫn chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu quản lý, đó là việc theo dõi diễn biến môi trường khu vực khai thác bôxít theo chu kỳ (1 thời gian lặp lại nhất định), trên một phạm vi rộng, đặc biệt ở những nơi có địa hình phức tạp, nơi mà các hoạt động xâm hại môi trường có thể diễn ra mà không thể nhận biết được.      Vì thế cần có sự nghiên cứu biến động của một số thành phần môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản bôxít đề xuất quy trình giám sát sự biến động của một số thành phần môi , do hoạt động khai thác khoáng sản bôxít sử dụng GIS và ảnh viễn thám quang học (Landsat, Quickbird, SPOT) và ảnh radar (Palsar) để đáp ứng các yêu cầu trên.      Với sự phát triển của công nghệ viễn thám và GIS như hiện nay thì việc giải quyết vấn đề theo dõi sự biến động của một số thành phần môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản bôxít sử dụng GIS và ảnh viễn thám trở nên đơn giản và hiệu quả hơn rất nhiều.      Công cụ viễn thám cho phép thu nhận thông tin về tiềm năng, hiện trạng các đối tượng trên địa bàn rộng, trong một thời gian ngắn. Công cụ GIS hỗ trợ đắc lực trong việc chiết tách, tổng hợp và lưu trữ thông tin chính xác, nhanh chóng, hiệu quả. Sự kết hợp hai công nghệ là giải pháp tốt nhất, đáp ứng yêu cầu thông tin đồng bộ, kịp thời của việc theo dõi sự biến động của một số thành phần môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản bôxít.      GIS là một công nghệ tương đối tiện ích đối với hầu hết các lĩnh vực. Khả năng của GIS có thể đảm nhiệm nhiều chức năng: Thu thập, cập nhật dữ liệu; Xử lý dữ liệu; Phân tích, mô hình hóa dữ liệu; Lưu trữ dữ liệu; Hiển thị dữ liệu, tự động thống kê dữ liệu; Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu.      Ảnh vệ tinh có nhiều đặc tính ưu việt đáp ứng yêu cầu đối với công tác giám sát môi trường. Trái đất được nghiên cứu thông qua một dải quang phổ rộng với nhiều bước sóng khác nhau từ dải sóng nhìn thấy được đến dải sóng hồng ngoại nhiệt. Các thế hệ vệ tinh mới được bổ sung thêm các tính năng quan sát trái đất tốt hơn với những quy mô không gian khác nhau, cung cấp một lượng thông tin phong phú về các phản ứng quang phổ của các hợp phần trên Trái đất như: đất, nước, thực vật.      Ưu điểm của viễn thám và GIS trong theo dõi sự biến động của một số thành phần môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản bôxít: Quan sát đa thời gian;Trên một diện tích không giới hạn; Nhiều loại ảnh viễn thám khác nhau cho phép giám sát nhiều đối tượng khác nhau về môi trường như: Chặt phá rừng, biến động dân cư, cơ sở hạ tầng, lớp phủ thực vật, việc hoàn thổ đất sau khai thác, trồng rừng, biến động hệ thống thủy văn...      Việc ứng dụng ảnh viễn thám quang học và ảnh radar nhằm theo dõi sự biến động của một số thành phần môi trường trong giai đoạn đầu giúp giải quyết những vấn đề sau: Theo dõi diễn biến của việc chặt phá rừng; hiện trạng và biến động các vùng dân cư; lớp phủ bề mặt; cơ sở hạ tầng; lớp phủ thực vật; hoàn thổ đất sau khai thác (như trồng rừng); hệ thống thủy văn...; quy mô của việc khai thác mỏ bôxít và quy mô của hồ bùn đỏ.      Sử dụng các công cụ GIS chiết tách thông tin của cơ sở dữ liệu tài nguyên môi trường nhằm đưa ra Báo cáo về sự biến động một số thành phần môi trường khu vực khai thác bô xít.       Từ khi viễn thám lần đầu tiên được sử dụng vào những năm 70 của thế kỷ 20, các nước đang phát triển là đối tượng chính được quan sát bằng công nghệ này.      Viễn thám mang đến cho người sử dụng vô số công cụ giúp phân tích tốt hơn phạm vi và tỷ lệ của suy thoái rừng. Tư liệu đa thời gian hỗ trợ công tác phân tích biến động. Hình ảnh của những năm trước được so sánh với thời điểm hiện tại để tính toán những thay đổi một cách rõ ràng qua kích thước và phạm vi các vùng bị chặt phá hoặc mất rừng. Dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau được dùng để thu thập các thông tin tham khảo. Ảnh radar kết hợp với ảnh quang học dùng để giám sát một cách hợp lý tình trạng những điểm chặt phá đang tồn tại hoặc cảnh báo những điểm mới và đánh giá điều kiện tái sinh rừng.      Tích hợp viễn thám và GIS phục vụ giám sát môi trường      Kỹ thuật và mức độ tích hợp giữa viễn thám và GIS được phân ra các loại sau đây, theo cách đánh giá của Wilkinson (1996): Loại A: Viễn thám được sử dụng như một nguồn thông tin cho GIS; Loại B: Dữ liệu GIS được sử dụng để hỗ trợ xử lý, giải đoán và chiết xuất thông tin của các đối tượng từ ảnh viễn thám; Loại C: Viễn thám và GIS cùng được sử dụng trong mô hình hóa môi trường và phân tích môi trường.      Cách tiếp cận sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám được hỗ trợ bởi dữ liệu vector có sẵn trong GIS như là một công cụ hay là một lớp tham chiếu trong việc truy vấn thông tin thế giới thực thuộc về loại B hoặc loại C. Những mục dưới đây trình bày các vai trò chính mà viễn thám có thể tham gia trong việc tích hợp với GIS.      Trong cách phân loại C (hình 1), GIS và ảnh viễn thám có thể được sử dụng cùng nhau trong việc phân tích không gian. Đối với cách làm này có thể sử dụng ảnh nguyên gốc hoặc ảnh đã qua xử lý như là phần nền cho dữ liệu vector để hiển thị, phân tích hay cập nhật bản đồ tốt hơn. Ví dụ, Derenyi và Turkey (1996) đã phát triển kỹ thuật tích hợp được sử dụng để cập nhật các lớp thông tin đa giác về sử dụng đất bằng cách xử lý ảnh và dùng các gói phần mềm GIS, rồi chuyển đổi dữ liệu qua lại giữa chúng.   Sơ đồ tích hợp GIS và viễn thám        Để đánh giá nguyên nhân chính về cái chết của các cây sồi ở vùng nông thôn và đô thị của Texas, Ware và Maggio (1990) sử dụng ảnh hàng không đã được giải đoán với các thông tin về thành phố như đường phố, đường dẫn nước, và nhà để giám sát ảnh hưởng của thông tin đó đối với dịch bệnh của các cây sồi.   Ảnh vệ tinh Bird's eye chụp khu vực xây dựng Nhà máy Alumin thuộc Tổ hợp bôxít - nhôm lâm Đồng chụp năm 2012 (Nguồn từ website: http:// www.bing.com/maps/)        Gamba và Casciati (1998) sử dụng GIS và ảnh viễn thám trong Dự án RADATT (công cụ đánh giá thiệt hại địa chấn nhanh), được tài trợ bởi Ủy ban châu Âu, cho việc đánh giá sớm và tựa thời gian thực thiệt hại của động đất trong vùng Umbria (trung tâm Italia). Koch và El-baz (1998) sử dụng ảnh Landsat TM để thành lập một bản đồ biến đổi bề mặt và một bản đồ phân loại. Sau đó, các bản đồ này được tích hợp hoặc chồng lớp với ảnh SPOT toàn sắc, bản đồ địa hình, bản đồ địa mạo và bản đồ trầm tích bề mặt của Kuwait trong dữ liệu GIS để đánh giá ảnh hưởng của chiến tranh vùng Vịnh đối với các yếu tố địa mạo của Kuwait.      Theo nghiên cứu, hiện đã có một lượng lớn dữ liệu ảnh viễn thám và dữ liệu vector GIS nhưng lại có rất ít các công cụ tích hợp. Cả hai loại dữ liệu trên đã được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng nhưng các kỹ thuật tích hợp vẫn dựa trên việc chồng lớp hay chuyển đổi dữ liệu. Các kỹ thuật tích hợp trên có nhiều chức năng cũng như các vấn đề cần giải quyết khác nhau. Trong tương lai, với các ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao được sử dụng chủ động hơn và khả năng phân tích các hiện tượng không gian dựa trên các nguồn dữ liệu ban đầu thông suốt, sẽ cho một cái nhìn tổng thể và hiện thời từ các ảnh này, khi đó các công cụ tích hợp mới cần được phát triển.      Do đó, việc nghiên cứu sự biến động của một số thành phần môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản bôxít, đề xuất quy trình giám sát sự biến động của một số thành phần môi trường do hoạt động khai thác khoáng sản bôxít sử dụng GIS và ảnh viễn thám quang học và ảnh radar là cấp thiết, cần phải thực hiện ngay trong giai đoạn hiện này phục vụ phát triển bền vững và BVMT ở Việt Nam, đặc biệt phục vụ công tác hậu thẩm định các dự án khai thác bôxít đang thực hiện.   TS. Nguyễn Quốc Khánh  Trung tâm Thông tin và Tư liệu môi trường Nguồn: Tạp chí MT, số 10/2013   Tài liệu tham khảo 1. Đề tài NCKH cấp Nhà nước (mã số 46-A-06-01): “Sử dụng tư liệu viễn thám để thành lập bản đồ cho mục đích khai thác lãnh thổ và bảo vệ thiên nhiên”. 2. Nhiệm vụ “Xây dựng bản đồ biến động đường bờ biển và biến động hiện trạng lớp phủ thực vật rừng khu vực Cà Mau” thuộc Dự án Planet Action “Những tác động của biến đổi khí hậu đến sự thay đổi hiện trạng sử dụng đất và thảm phủ ở đồng bằng Sông Cửu Long - Tiếp cận bằng công nghệ viễn thám”. 3. Dự án: “Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong giải đoán, thành lập bản đồ biến động đường bờ, đất ngập nước, diện tích rừng Côn Đảo; Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS  về tài nguyên - môi trường vùng Côn Đảo”. 4. Phạm Văn Cự và nnk, 2006. Sử dụng tư liệu viễn thám đa thời gian để đánh giá biến động chỉ số thực vật của lớp phủ hiện trạng và quan hệ với biến đổi sử dụng đất tại tỉnh Thái Bình. Tuyển tập các công trình khoa học, Hội nghị khoa học Địa lý-Địa chính. Hà Nội, 09/2006.Tr.399-407 5. Trung tâm Viễn thám - 2004, Đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý phục vụ mục đích giám sát một số thành phần tài nguyên môi trường tại các khu vực xây dựng công trình thủy điện” - Hà Nội.