Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Địa chất, Phòng Sau đại học, Phòng Chính trị và Công tác Sinh viên, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện trong quá trình họ
Trang 1**********
HOÀNG THỊ HÀ
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA PHÓNG XẠ CÁC NGUYÊN TỐ U, Th VÀ K KHU VỰC XÃ ĐÔNG CỬU,
HUYỆN THANH SƠN, TỈNH PHÚ THỌ
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội - 2015
Trang 2**********
HOÀNG THỊ HÀ
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA PHÓNG XẠ CÁC NGUYÊN TỐ U, Th VÀ K KHU VỰC XÃ ĐÔNG CỬU,
HUYỆN THANH SƠN, TỈNH PHÚ THỌ
Chuyên ngành: Khoáng vật học và Địa hóa học
Mã ngành: 60440205
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN
TS Nguyễn Tuấn Phong
Hà Nội – 2015
Trang 3Hoàng Thị Hà 3
LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, học viên xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hoàng Hà và TS Nguyễn Tuấn Phong đã tận tình hướng dẫn học viên trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Địa chất, Phòng Sau đại học, Phòng Chính trị và Công tác Sinh viên, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn của học viên
Xin gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp tại Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Địa vật lý – Liên đoàn Vật lý Địa chất, Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm đã cung cấp tài liệu, trao đổi thông tin và thảo luận những nội dung liên quan đến luận văn của học viên
Luận văn không thể hoàn thành nếu thiếu những lời động viên, chia sẻ và tình cảm của các thành viên trong gia đình Đó là nguồn sức mạnh to lớn để học viên có thể hoàn thành luận văn
Học viên
Hoàng Thị Hà
Trang 4Hoàng Thị Hà 4
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Error! Bookmark not defined 1.1 Đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên các nguyên tố U, Th, K Error!
Bookmark not defined.
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.3 Giới thiệu khái quát khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.3.1 Đặc điểm tự nhiên Error! Bookmark not defined 1.3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội Error! Bookmark not defined 1.3.3 Đặc điểm địa chất - khoáng sản Error! Bookmark not defined.
1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường phóng xạ khu vực nghiên cứu
Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Phương pháp tổng hợp, kế thừa tài liệu Error! Bookmark not defined 2.2 Phương pháp đo phổ gamma Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp lấy, gia công và phân tích mẫu Error! Bookmark not defined 2.4 Phương pháp xử lý tài liệu Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not
defined.
3.1 Mối quan hệ giữa các nguyên tố U, Th, K với môi trường địa chất khu vực
nghiên cứu Error! Bookmark not defined 3.1.1 Đặc trưng hàm lượng phổ gamma trên các thành tạo địa chất Error!
Bookmark not defined.
3.1.2 Sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo không gian Error!
Bookmark not defined.
3.1.2.1 Mặt cắt tuyến 55 Error! Bookmark not defined 3.1.2.2 Mặt cắt tuyến 51 Error! Bookmark not defined 3.1.2.3 Mặt cắt tuyến 47 Error! Bookmark not defined 3.1.2.4 Mặt cắt tuyến 13a Error! Bookmark not defined 3.1.2.5 Mặt cắt tuyến 9a Error! Bookmark not defined.
Trang 5Hoàng Thị Hà 5
3.1.2.6 Mặt cắt tuyến 5a Error! Bookmark not defined 3.1.2.7 Mặt cắt tuyến 4 Error! Bookmark not defined 3.1.2.8 Mặt cắt tuyến 6a Error! Bookmark not defined 3.1.2.9 Mặt cắt tuyến 8a Error! Bookmark not defined 3.1.2.10 Mặt cắt tuyến 12 Error! Bookmark not defined 3.1.2.11 Mặt cắt tuyến 48 Error! Bookmark not defined 3.1.2.12 Mặt cắt tuyến 56 Error! Bookmark not defined 3.2 Đặc điểm địa hóa phóng xạ các nguyên tố U, Th, KError! Bookmark not
defined.
3.2.1 Hàm lượng các nguyên tố U, Th, K trong môi trường nước Error!
Bookmark not defined.
3.2.2 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K trong đất Error!
Bookmark not defined.
3.2.3 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K trong các cây lương thực
Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 11
Trang 6Hoàng Thị Hà 6
DANH MỤC HÌNH Hình 1 Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên Error! Bookmark not defined Hình 2 Suối Bầu chảy qua thôn Hạ Thành Error! Bookmark not defined Hình 3 Thôn Hạ Thành (bản Dấu Cỏ) - Đông Cửu - Thanh Sơn - Phú Thọ Error!
Bookmark not defined.
Hình 4 Sơ đồ khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình 5 Sơ đồ tuyến đo phổ gamma Error! Bookmark not defined Hình 6 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước Error! Bookmark not defined Hình 7 Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất Error! Bookmark not defined.
Hình 8 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.55 Error! Bookmark not defined.
Hình 9 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.51 Error! Bookmark not defined.
Hình 10 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.47 Error! Bookmark not defined.
Hình 11 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.13a Error! Bookmark not defined.
Hình 12 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.9a Error! Bookmark not defined.
Hình 13 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.5a Error! Bookmark not defined.
Hình 14 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.4 Error! Bookmark not defined.
Hình 15 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.6a Error! Bookmark not defined.
Hình 16 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.8a Error! Bookmark not defined.
Hình 17 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.12 Error! Bookmark not defined.
Hình 18 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.48 Error! Bookmark not defined.
Trang 7Hoàng Thị Hà 7
Hình 19 Sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt tuyến 56
Error! Bookmark not defined Hình 20 Sơ đồ phân vùng hàm lượng Thori Error! Bookmark not defined Hình 21 Sơ đồ phân vùng hàm lượng Urani Error! Bookmark not defined Hình 22 Biểu đồ tổng hoạt độ alpha, beta trong mẫu nướcError! Bookmark not
defined.
Hình 23 Nồng độ radon trong mẫu nước dọc mặt cắt Suối BầuError! Bookmark
not defined.
Hình 24 Tổng hoạt độ alpha, beta trong mẫu nước dọc mặt cắt Suối Bầu Error!
Bookmark not defined.
Hình 25 Sơ đồ vị trí các điểm mẫu có hàm lượng phóng xạ vượt quá TCCP khu vực
nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình 26 Sơ đồ khoanh vùng ô nhiễm khu vực nghiên cứuError! Bookmark not
defined.
Trang 8Hoàng Thị Hà 8
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Vị trí lấy mẫu cây lương thực Error! Bookmark not defined Bảng 2 Chuyển đổi các đơn vị đo về Siver (Sv) Error! Bookmark not defined.
Bảng 3 Thống kê hàm lượng các nguyên tố U, Th, K trên các thành tạo địa chất
Error! Bookmark not defined Bảng 4 Bảng kết quả phân tích mẫu nước Error! Bookmark not defined Bảng 5 Thống kê thông số nồng độ radon tự do trong các loại nước Error!
Bookmark not defined.
Bảng 6 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong mẫu đấtError! Bookmark not
defined.
Bảng 7 Hàm lượng U và Th trong các môi trường (mg/kg)Error! Bookmark not
defined.
Bảng 8 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong mẫu thực vậtError! Bookmark
not defined.
Bảng 9 Thống kê hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong mẫu thực vật Error!
Bookmark not defined.
Bảng 10 Hoạt độ phóng xạ giới hạn trong thực phẩm (theo đường tiêu hóa) Error!
Bookmark not defined.
Trang 9Hoàng Thị Hà 9
LỜI MỞ ĐẦU
Môi trường phóng xạ là một phần không thể tách rời của môi trường tự nhiên trong đó nhân loại tồn tại và phát triển Ảnh hưởng của môi trường phóng xạ tự nhiên đối với sự phát triển của con người đã được ghi nhận Các thông tin về môi trường tự nhiên, trong đó có môi trường phóng xạ là các chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá sự phát triển kinh tế xã hội bền vững của bất kỳ một quốc gia, vùng lãnh thổ nào Việc nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên nhằm các mục đích đánh giá ảnh hưởng của chúng lên sự sống của con người và các sinh vật sống tại đó; xác định một cách có cơ sở khoa học, thực tiễn của những khu vực được nghiên cứu về khả năng tồn tại và phát triển dân cư, kinh tế xã hội
Miền Bắc Việt Nam là địa bàn đã phát hiện có nhiều mỏ chứa phóng xạ Các
mỏ đều tập trung trên đới sinh khoáng Tây Bắc Bộ và chứa các nguyên tố phóng xạ thori và urani Qua các kết quả nghiên cứu và khảo sát môi trường tại một số mỏ chứa phóng xạ cho thấy, tại các khu vực này đều có các tham số môi trường phóng
xạ vượt quá giới hạn an toàn cho phép Khu vực Thanh Sơn – Phú Thọ với các thân pegmatit có kích thước: rộng từ vài mét đến vài chục mét, dài từ vài chục mét đến vài trăm mét nằm tại khu vực bản Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ, có cường độ phóng xạ (502500)R/h Các thân pegmatit này nằm ngay trên bề mặt hoặc gần bề mặt, nên dễ dàng phát tán ra môi trường xung quanh nhờ quá trình phong hóa và bóc mòn Mặt khác, tại khu vực nghiên cứu, các suối và mạch nước ngầm đều đi qua các thân quặng pegmatit, đó là điều kiện thuận lợi để xói mòn, hòa tan, vận chuyển và phát tán các chất phóng xạ ra môi trường xung quanh
Trên cơ sở đó, luận văn “Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ các
nguyên tố U, Th và K khu vực xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ”
được thực hiện với mục tiêu và nhiệm vụ sau:
Mục tiêu:
- Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên các nguyên tố U, Th, K;
- Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng các nguyên tố U, Th, K đến môi trường xung quanh
Trang 10Hoàng Thị Hà 10
Nhiệm vụ:
- Thu thập các tài liệu địa hóa các nguyên tố phóng xạ; các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường phóng xạ; các nghiên cứu đã có từ trước về môi trường phóng xạ tại
các khu vực;
- Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ các nguyên tố U, Th, K;
- Luận giải mối liên quan giữa giá trị các tham số phóng xạ (U, Th, K) đo được tại khu vực nghiên cứu và từ kết quả phân tích mẫu với sự tồn tại của các thân quặng pegmatit và thành tạo địa chất tại khu vực nghiên cứu;
- Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng U, Th, K tới môi trường xung quanh
Từ kết quả nghiên cứu, luận văn được cấu trúc thành 3 chương như sau (không kể phần mở đầu và kết luận):
Chương 1: Giới thiệu chung
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Học viên
Hoàng Thị Hà
Trang 11Hoàng Thị Hà 11
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt:
1 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), QCVN08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt, Hà Nội
2 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), QCVN09:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ngầm, Hà Nội
3 Vũ Văn Bích và nnk (2006), Báo cáo “Điều tra chi tiết hiện trạng môi trường phóng xạ bản Dấu Cỏ, Xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ tỷ lệ 1:1.000, phục vụ quy hoạch dân cư và phát triển kinh tế xã hội khu vực”
4 Các tiêu chuẩn an toàn phóng xạ, Cộng hoà Liên Bang Nga (NRB-96), Moscova, 1996
5 Nguyễn Văn Nam và nnk (2010), Báo cáo “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn xác định mức chiếu xạ tự nhiên có khả năng gây hại cho con người”
6 Lê Khánh Phồn (2004), Thăm dò phóng xạ, Nhà xuất bản Giao thông vận
tải
7 Lê Khánh Phồn (2010), Thăm dò phóng xạ trong tìm kiếm khoáng sản và nghiên cứu môi trường (Giáo trình)
8 Đặng Trung Thuận (1998), Địa hóa nguyên tố (Giáo trình)
9 Trần Bình Trọng và nnk (2002), Báo cáo “Điều tra hiện trạng môi trường phóng xạ, khả năng ảnh hưởng và biện pháp khắc phục trên một số mỏ phóng xạ,
mỏ có chứa phóng xạ ở Lai Châu, Cao Bằng và Quảng Nam tỷ lệ 1:25000
10 Trần Anh Tuấn và nnk (2013-2014), Báo cáo "Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thành lập bộ bản đồ môi trường phóng xạ tự nhiên Áp dụng thử nghiệm trên địa bàn tỉnh Phú Thọ”
11 Văn bản qui phạm pháp luật về an toàn và kiểm soát bức xạ - 1998, Ban
an toàn bức xạ và hạt nhân, Bộ Khoa học, Công nghệ và môi trường
12 Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (1989), Báo cáo địa chất và khoáng sản nhóm tờ Thanh Sơn Thanh Thủy tỷ lệ 1/50.000 tập II – Địa chất
13 Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (1989), Báo cáo địa chất và khoáng sản nhóm tờ Thanh Sơn Thanh Thủy tỷ lệ 1/50.000 tập II – Khoáng sản
Trang 12Hoàng Thị Hà 12
Tài liệu tiếng Anh:
14 Bowen, H J M (1979), Environmental Geochemistry of the Elements,
Academic Press, London
15 Broecker, W S., and Peng, T.-H (1982), Tracers in the Sea, Eldigio
Press, Lamont-Doherty Geol Observ, Columbia Univ, New York
17 Kabata-Pendias A., 2011, Trace elements in soils and plants, 4 th ed CRC
Press, London
18 Wedepohl, K H., ed (1969–1974) Handbook of Geochemistry,
Springer-Verlag, Berlin; Taylor