Cục Địa chất VN: Dùng cát biển thay thế cát sông là xu hướng tất yếu

Tại phiên chất vấn của đại biểu Quốc hội cuối tuần qua, Bộ trưởng Giao thông Vận tải cho biết đang phối hợp với Bộ Tài nguyên và Môi trường nghiên cứu dùng cát biển thay thế cát sông để làm cao tốc. VnExpress đã phỏng vấn ông Nguyễn Văn Nguyên, Cục phó Địa chất Việt Nam (trước đây là Tổng cục Địa chất và Khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường) về vấn đề này.

- Là đơn vị được giao nghiên cứu đề án thay thế cát sông bằng cát biển, ông đánh giá trữ lượng cát sông và cát biển của Việt Nam hiện nay thế nào?

- Cả nước có khoảng 330 mỏ cát sông với tổng trữ lượng 2,3 tỷ m3. Cát sông có thể sử dụng cho bê tông, xây, trát và san nền. Trong đó, số đủ tiêu chuẩn cho sản xuất bê tông chỉ chiếm khoảng 30%, phân bố ở thượng nguồn các sông, còn lại chủ yếu là cát chất lượng thấp phục vụ cho xây trát và san nền.

Trong khi đó, nhu cầu sử dụng cát cốt liệu xây dựng (cát chế tạo vữa và bê tông) trên phạm vi toàn quốc khoảng 130 triệu m3/năm. Nhu cầu cát san lấp giai đoạn 2016-2020 khoảng 2,1-2,3 tỷ m3, trung bình mỗi năm 550 triệu m3.

Như vậy, chỉ tính nhu cầu san lấp trong giai đoạn này, tổng trữ lượng cát sông hiện tại đã không đáp ứng đủ. Việc cấp phép khai thác cát ở các mỏ hiện cũng rất hạn chế vì làm ảnh hưởng đến môi trường, biến đổi dòng chảy.

Vì thế, các dự án cao tốc Bắc Nam và nhiều dự án đang và sẽ triển khai trong thời gian tới sẽ gặp khó khăn nhất định khi nguồn cát sông làm vật liệu san lấp, xây dựng khan hiếm.

Với cát biển, hiện nay chúng ta đã khoanh định được 9 vùng biển có tiềm năng khai thác với trữ lượng khoảng 196 tỷ m3. Đây là nguồn vật liệu lớn có thể giải quyết những vấn đề mà chúng ta sẽ phải đối mặt trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội.

- So với cát sông, khai thác cát biển có ưu - nhược điểm gì?

- Đầu tiên phải nói về tính chất của cát sông và cát biển. Hai loại này đều có nguồn gốc phong hóa giống nhau từ các đá trong lục địa, có chung thành phần khoáng vật chính (khoáng vật thạch anh).

Tuy nhiên, cát biển trước nay ít được chọn làm vật liệu xây dựng do hạt nhỏ, mịn, kèm theo lượng mùn, sét nhiều hơn cát sông. Cát biển thường chứa vụn sinh vật biển và đặc biệt bị nhiễm mặn. Cát sông thô hơn, hạt đa dạng, sắc cạnh, rất phù hợp cho các công trình xây dựng mà không cần qua quá trình xử lý.

Một lý do nữa khiến cát biển chưa được sử dụng nhiều trong xây dựng là có một số thành phần hóa học có hại, gây ăn mòn kim loại như SiO3 cao hơn nhiều so với cát sông.

Cát biển có ưu điểm là có thể khai thác bằng tàu công suất lớn, cơ khí hóa cao nên giá thành thấp hơn, an toàn lao động cao hơn, giảm thiểu việc xây dựng cơ sở hạ tầng, việc xử lý, bồi hoàn môi trường sau khai thác.

- Cát biển có độ mặn, tương tác với các vật liệu khác như sắt, thép, có thể làm giảm tuổi thọ công trình. Việc này sẽ được khắc phục thế nào?

- Đối với nhu cầu làm vật liệu san lấp thì cát biển và cát sông đều sử dụng được. Tuy nhiên, với nhu cầu làm cốt liệu xây dựng (vữa và bê tông) thì việc sử dụng cát biển phải được nghiên cứu ở từng mỏ để đề ra giải pháp xử lý đáp ứng theo yêu cầu của cốt liệu được nêu trong các tiêu chuẩn quốc gia.

Trên thế giới, nhiều nước đã sử dụng cát biển trong xây dựng, san lấp từ rất lâu, với sản lượng hàng trăm triệu mét khối mỗi năm. Một số nước đi đầu trong khai thác, sử dụng cát biển làm cốt liệu xây dựng là Hà Lan, Đan Mạch, Anh, Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản... Công nghệ khai thác (nạo vét), xử lý để sử dụng cát biển rất phổ biến trên thế giới.

Ví dụ Nhật Bản bắt đầu sử dụng cát làm vật liệu san lấp cách đây gần 50 năm. Cát biển khử muối là một trong những nguồn cốt liệu cho bê tông chính của nước này.

Đức‏ ‏‏đ‏ã‏ ‏khai thác‏ ‏cát‏ ‏c‏ồ‏n m‏ị‏n‏ ‏‏ở‏‏ ‏nhi‏ề‏u vùng trên‏ ‏lãnh th‏ổ‏‏ ‏t‏ừ‏‏ ‏n‏ă‏m 1971; nghiên‏ ‏c‏ứ‏u‏ ‏‏để‏‏ ‏‏đư‏a ra m‏ộ‏t lo‏ạ‏i bê‏ ‏tông t‏ừ‏‏ ‏cát‏ ‏c‏ồ‏n m‏ị‏n với hàm lượng cát chiếm hơn 70%, còn lại là sỏi. Loại bê tông này có độ chịu nén lớn hơn 50 MPa, tức là ở mức trung bình trong thang cấp bền C cường độ bê tông tiêu chuẩn châu Âu.

Hay ở Nga, một số vùng giàu cát mịn chưa đạt cấp phối để làm bê tông đã bắt đầu sử dụng cát này trong hệ thống tàu điện ngầm ở thành phố Saint-Peterburg. Nước Nga đã chế tạo được bê tông hạt mịn cường độ cao trong xây dựng mặt đường có cường độ chịu nén 88-94 MPa, cường độ chịu uốn đạt 12-15 MPa. Thông số trên tiệm cận mức cao nhất trong thang cấp bền C bê tông tiêu chuẩn châu Âu. Khi sử dụng bê tông cát mịn này có thể làm giảm đáng kể cốt thép cho kết cấu mặt đường ở vùng phía bắc nước Nga.

Nói chung, đặc tính thành phần, độ hạt cát biển ở mỗi vùng biển không phải giống nhau mà phụ thuộc nguồn vật liệu cung cấp từ đất liền, môi trường thành tạo, chế độ thủy động lực từng vùng biển. Để sử dụng hợp lý cát biển buộc phải điều tra, đánh giá rõ chất lượng cát, tài nguyên trữ lượng, tác động ảnh hưởng môi trường cho từng vùng biển trước khi quyết định sử dụng các phương pháp khai thác phù hợp.

- Cát biển nếu khai thác nhiều cũng có thể làm sạt lở bờ biển giống như cát sông làm sạt lở bờ sông. Ông nghĩ sao về vấn đề này?

- Nước ta có bờ biển dài hơn 3.200 km, có tiềm năng cát biển lớn. Theo số liệu điều tra, đến nay các cơ quan đã khoanh định được 9 vùng triển vọng cát biển làm vật liệu xây dựng loại A và 58 vùng loại B. Tuy nhiên, không phải cả 9 vùng này có thể khai thác được ngay. Như tôi đã nói, mỗi vùng biển muốn khai thác cát trước tiên phải nghiên cứu, đánh giá, dự báo tác động đến môi trường sinh thái. Trong đó, cần đánh giá rõ biến đổi địa hình đáy biển, xói lở bờ biển, ô nhiễm nước biển, hệ sinh thái vùng biển trước khi khai thác.

Theo kinh nghiệm quốc tế, để đảm bảo an toàn, chỉ nên khai thác cát biển ở vùng biển có độ sâu lớn hơn 10 m, cách xa bờ biển, đảo hơn 20 km, độ sâu khai thác vào đáy biển dưới 10 m.

Một điểm lưu ý là theo kinh nghiệm các nước, việc quản lý, cấp phép thăm dò, khai thác cát biển phải do cấp trung ương thực hiện (không phân cấp cho địa phương như trên đất liền) mới đảm bảo công tác bảo vệ môi trường sinh thái. Nguyên nhân là khai thác ở biển đòi hỏi sử dụng thiết bị công suất lớn (tàu lớn), độ sâu nhỏ nên diện tích thăm dò, khai thác phải đủ lớn mới đáp ứng hiệu quả đầu tư (diện tích 100-200 km2).

Ngoài ra, trước mỗi dự án triển khai cần có sự phối hợp chặt chẽ của nhiều bộ ngành, địa phương để cùng đưa ra đánh giá.

- Chủ trương nghiên cứu sử dụng cát biển thay thế cát sông đã có từ nhiều năm, vì sao đến nay chưa triển khai?

- Việc sử dụng cát biển thay thế dần cát sông ở nước ta là xu hướng tất yếu. Từ năm 2010, chúng ta đã có nhiều chủ trương, chính sách khuyến khích nghiên cứu, sử dụng cát biển thay thế cát sông. Đã có nhiều công trình nghiên cứu bước đầu cho thấy có thể sử dụng cát biển làm vật liệu xây dựng.

Tuy nhiên, hiện nay chúng ta chưa có đủ hành lang pháp lý dẫn tới các đơn vị, doanh nghiệp chậm hoặc không thể thăm dò, khai thác cát biển. Tôi lấy ví dụ chúng ta chưa có một quy trình kỹ thuật chuẩn hướng dẫn điều tra, thăm dò khoáng sản ở biển.

Cấp trung ương và địa phương cũng chưa có quy hoạch về không gian biển khiến việc thăm dò, khai thác có thể bị chồng chéo với các Luật Tài nguyên môi trường biển và hải đảo, Luật Đất đai...

Hay như nếu chúng ta khai thác được cát biển lên thì cũng không thể sử dụng được vì chưa có hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn sử dụng cho từng lĩnh vực như làm bê tông hay san lấp.

Theo chức năng, nhiệm vụ, chúng tôi đang khẩn trương xây dựng thông tư quy định kỹ thuật điều tra, đánh giá cát biển để áp dụng cho đề án đang trình Bộ.

Đối với cát biển sử dụng vật liệu xây dựng cao tốc, việc có sử dụng được hay không còn chờ kết quả nghiên cứu và thực hiện các dự án làm thử của Bộ Giao thông Vận tải, dự kiến có thể đưa ra kết luận trong năm 2022.