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

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 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 tốt nghiệp thạc sĩ

**********

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

**********

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

Hoàng 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

Hoàng Thị Hà 4

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 11

1.1 Đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên các nguyên tố U, Th, K 11

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 14

1.3 Giới thiệu khái quát khu vực nghiên cứu 17

1.3.1 Đặc điểm tự nhiên 17

1.3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 21

1.3.3 Đặc điểm địa chất - khoáng sản 22

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường phóng xạ khu vực nghiên cứu 24

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Phương pháp tổng hợp, kế thừa tài liệu 27

2.2 Phương pháp đo phổ gamma 27

2.3 Phương pháp lấy, gia công và phân tích mẫu 28

2.4 Phương pháp xử lý tài liệu 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Mối quan hệ giữa các nguyên tố U, Th, K với môi trường địa chất khu vực nghiên cứu 34

3.1.1 Đặc trưng hàm lượng phổ gamma trên các thành tạo địa chất 34

3.1.2 Sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo không gian 35

3.1.2.1 Mặt cắt tuyến 55 35

3.1.2.2 Mặt cắt tuyến 51 36

3.1.2.3 Mặt cắt tuyến 47 37

3.1.2.4 Mặt cắt tuyến 13a 38

3.1.2.5 Mặt cắt tuyến 9a 39

3.1.2.6 Mặt cắt tuyến 5a 40

3.1.2.7 Mặt cắt tuyến 4 41

3.1.2.8 Mặt cắt tuyến 6a 42

3.1.2.9 Mặt cắt tuyến 8a 43

Hoàng Thị Hà 5

3.1.2.10 Mặt cắt tuyến 12 44

3.1.2.11 Mặt cắt tuyến 48 45

3.1.2.12 Mặt cắt tuyến 56 46

3.2 Đặc điểm địa hóa phóng xạ các nguyên tố U, Th, K 50

3.2.1 Hàm lượng các nguyên tố U, Th, K trong môi trường nước 50

3.2.2 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K trong đất 54

3.2.3 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K trong các cây lương thực56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

Hoàng Thị Hà 6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên 11

Hình 2 Suối Bầu chảy qua thôn Hạ Thành 18

Hình 3 Thôn Hạ Thành (bản Dấu Cỏ) - Đông Cửu - Thanh Sơn - Phú Thọ 19

Hình 4 Sơ đồ khu vực nghiên cứu 20

Hình 5 Sơ đồ tuyến đo phổ gamma 28

Hình 6 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước 29

Hình 7 Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất 31

Hình 8 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.55 35

Hình 9 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.51 36

Hình 10 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.47 37

Hình 11 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.13a 39

Hình 12 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.9a 40

Hình 13 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.5a 41

Hình 14 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.4 42

Hình 15 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.6a 43

Hình 16 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.8a 44

Hình 17 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.12 45

Hình 18 Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.48 46

Hình 19 Sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt tuyến 56 46

Hoàng Thị Hà 7

Hình 20 Sơ đồ phân vùng hàm lượng Thori 48

Hình 21 Sơ đồ phân vùng hàm lượng Urani 49

Hình 22 Biểu đồ tổng hoạt độ alpha, beta trong mẫu nước 52

Hình 23 Nồng độ radon trong mẫu nước dọc mặt cắt Suối Bầu 53

Hình 24 Tổng hoạt độ alpha, beta trong mẫu nước dọc mặt cắt Suối Bầu 54

Hình 25 Sơ đồ vị trí các điểm mẫu có hàm lượng phóng xạ vượt quá TCCP khu vực nghiên cứu 59

Hình 26 Sơ đồ khoanh vùng ô nhiễm khu vực nghiên cứu 60

Hoàng Thị Hà 8

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Vị trí lấy mẫu cây lương thực 32

Bảng 2 Chuyển đổi các đơn vị đo về Siver (Sv) 33

Bảng 3 Thống kê hàm lượng các nguyên tố U, Th, K trên các thành tạo địa chất 34

Bảng 4 Bảng kết quả phân tích mẫu nước 50

Bảng 5 Thống kê thông số nồng độ radon tự do trong các loại nước 51

Bảng 6 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong mẫu đất 55

Bảng 7 Hàm lượng U và Th trong các môi trường (mg/kg) 56

Bảng 8 Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong mẫu thực vật 57

Bảng 9 Thống kê hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong mẫu thực vật 57

Bảng 10 Hoạt độ phóng xạ giới hạn trong thực phẩm (theo đường tiêu hóa) 58

Hoàng 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 (502500)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

- 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

Hoàng Thị Hà 11

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên các nguyên tố U, Th, K

Trong tự nhiên có những đồng vị có sẵn tính phóng xạ, đó là những đồng vị chưa kịp phân rã hết kể từ lúc hình thành các nguyên tố hóa học (do phản ứng nhiệt hạch) của thái dương hệ, hoặc các đồng vị được tạo thành dưới tác dụng của tia vũ trụ, và đặc biệt là các đồng vị phóng xạ tồn tại trong các quặng phóng xạ Những đồng vị chứa trong quặng phóng xạ lập thành những dãy phóng xạ liên tiếp gọi là

họ phóng xạ Các đồng vị phóng xạ tồn tại trong tự nhiên luôn có hiện tượng phóng

xạ, đó là sự phát xạ tự phát các hạt hoặc tia gamma của các hạt nhân nguyên tố không bền vững hoặc sự phát xạ anpha (α), beta (β) sau khi bắt giữ điện tử quỹ đạo, hoặc là quá trình tách vỡ tự phát Năng lượng bức xạ gamma của các nguyên tố phóng xạ là yếu tố đặc trưng cho từng nguyên tố

Nguồn phóng xạ tự nhiên có khoảng 20 nguồn gồm U235, U238, U244, Th232,

Ra226, K40, Rb87, La138, Sm147, Lu176, Re137,… Tuy nhiên có 6 nguồn cơ bản có nhân

là U235, U238, U244, Th232, Ra226, K40, trong sáu nguồn cơ bản này có 3 nguồn chủ đạo gồm U235, U238, Th232

Hình 1 Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên

Hoàng Thị Hà 12

Năm 1896, nhà bác học người Pháp Becquerel phát hiện ra chất phóng xạ tự nhiên, đó là urani và con cháu của nó Đến nay người ta biết các chất phóng xạ trên trái đất gồm các nguyên tố urani, thori và con cháu của chúng, cùng một số nguyên

tố phóng xạ khác Urani, thori và con cháu của chúng tạo nên 3 họ phóng xạ cơ bản

Đặc điểm chung thứ hai của ba họ phóng xạ tự nhiên là mỗi họ đều có một đồng vị phóng xạ dưới dạng khí phóng xạ, chúng là đồng vị khác nhau của nguyên

tố radon Nếu là họ urani là khí Rn222 được gọi là radon, trong họ thori là khí Rn220được gọi là thoron, trong họ actini là khí Rn219

gọi là cactinon Trong khi dãy đồng

vị phóng xạ neptuni không có đồng vị phóng xạ dưới dạng khí phóng xạ

Trong ba loại khí phóng xạ thì radon đóng vai trò quan trọng nhất vì nó có thời gian bán phân rã là 3,825 ngày lớn hơn nhiều so với phân rã của thoron (52 giây) và actinon (3,92 giây) Trên quan điểm về an toàn bức xạ, sự chiếu ngoài của radon và con cháu của chúng lên con người không tác hại bằng sự chiếu trong của chúng khi con người hít thở bụi có nhân phóng xạ bám vào, vì chúng là các nhân phát ra các tia alpha Hàm lượng radon, thoron trong không khí phụ thuộc vào hàm lượng urani trong đất, đá; các mỏ, điểm mỏ urani hoặc các mỏ có chứa nguyên tố phóng xạ (urani, thori)

Urani, Thori, Radi, Radon… là các nguyên tố phóng xạ có phân bố rộng rãi nhất trong tự nhiên Dạng tồn tại của chúng phức tạp, gồm các đơn khoáng, các loại muối khác nhau, khoáng vật kết tinh hoặc chất đồng hình, có loại bị vật chất hữu cơ hấp thụ, có loại trong dung dịch, có loại huyền phù trong không khí hình thành sol khí

Hoàng Thị Hà 13

Trong các đá magma axit thì hàm lượng U, Th tương đối cao, còn trong các

đá magma siêu mafic thì hàm lượng U, Th là nhỏ nhất Cùng một loại đá, đá càng trẻ thì hàm lượng các nguyên tố phóng xạ càng cao Trong các đá trầm tích, hàm lượng các nguyên tố phóng xạ rất không đồng đều, thông thường đá phiến sét có hàm lượng cao nhất Hàm lượng U, Th trong đá cacbonat rất thấp Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ của muối mỏ và thạch cao là nhỏ nhất Hàm lượng các nguyên

tố phóng xạ của các đá biến chất và vật chất ban đầu của chúng có quan hệ mật thiết, song quá trình biến chất cũng có thể làm tăng hoặc giảm vật chất phóng xạ (Lê Khánh Phồn, 2004)

Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong các đá nguồn gốc trầm tích rất thay đổi và không có mối liên hệ mật thiết với hoạt độ phóng xạ của các đá nguyên sinh, bởi vì khi phá hủy và chuyển dời vật liệu các magma vào các bể lắng đọng, urani được mang đi trong trạng thái bị hòa tan và sự di chuyển và tích lũy của nó có thể không theo con đường di chuyển của vật liệu bị vỡ vụn Ngoài ra trong các thời kỳ địa chất tiếp sau, các quá trình di chuyển sẽ dẫn đến sự làm giàu hoặc làm nghèo urani của các đá trầm tích Đối với các loại đá trầm tích, trong các đá của cùng một loại, hàm lượng urani sẽ lớn hơn trong các biến thể có kích thước nhỏ của các hạt (đối với các đá mảnh vụn), trong các biến thể có hàm lượng cao của vật chất hữu cơ chủ yếu là bitum, trong các biến thể có hàm lượng cao của phốt pho Bởi vì urani trong các đá trầm tích thể hiện dưới dạng được hòa tan, còn thori tạo ra các hợp chất khó hòa tan nên trầm đọng dưới dạng các mảnh khoáng vật Tỷ số thori/urani trong các đá trầm tích nhỏ hơn so với trong các đá biến chất Đặc biệt trong các trường hợp có sự tham gia của các sản phẩm magma vào các quá trình biến chất thì hàm lượng urani có thể cao hơn so với trong các đá trầm tích, nhưng luôn thấp hơn trong các đá magma

Urani trong các đá có thể tồn tại dưới các dạng khác nhau: dưới dạng các khoáng vật urani, trong các tạp chất đồng hình được gọi là “các khoáng vật chứa urani”, trong số đó có các khoáng vật phụ của các đá magma, cũng như trong trạng thái phân tán Khi độ pH thấp, ví dụ pH = -4 (môi trường axit), urani dễ bị hòa tan

di chuyển trong các đá tới chỗ tiếp xúc với các chất khử (H2S, các vật chất có nguồn gốc hữu cơ, chủ yếu là bitum, phốt pho, sắt) làm giảm thế oxy hóa – khử tới Eh = 0,1 von Tại các hàng rào địa hóa được thành tạo dọc theo đường vận chuyển của các dung dịch chứa urani do các điều kiện lý hóa thay đổi làm cho urani từ dung dịch nước bị kết tủa dưới dạng các hợp chất khó hòa tan Khi pH > 8 (môi trường

Hoàng Thị Hà 14

kiềm) urani cũng dễ bị hòa tan và di chuyển dưới dạng các hợp chất loại

Na4UO2(HCO3)3 Các hợp chất này bền vững trong điều kiện độ pH thấp hoặc cao Trong vùng trung hòa, độ hòa tan của các phức chất bị giảm đi, các phức chất bị phá hủy, kết quả là trong các đá thẩm thấu đối với nước dưới đất, phát sinh tự tích lũy các khoáng vật urani

Các hợp chất của Thori là các hợp chất khó hòa tan, trên thực tế không có mặt trong nước dưới đất cũng như nước bề mặt Trong nước có chứa Urani, Radi và Radon với hàm lượng thấp, cá biệt cũng có chứa Thori và Kali Trong các điều kiện khác nhau, hàm lượng của chúng thay đổi trong phạm vi rộng Thông thường so với

đá, hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong nước nhỏ hơn 2 - 4 bậc, nhưng vẫn có

dị thường U, Ra, Rn trong nước cao hơn nhiều lần so với bình thường

Vật chất phóng xạ trong đất trồng có mối quan hệ phụ thuộc vào hàm lượng

U, Th có trong đá gốc (Lê Khánh Phồn, 2004)

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu

Môi trường phóng xạ là một phần trong môi trường sống tự nhiên mà trong

đó loài người hình thành và phát triển Hàng ngày con người luôn chịu những tác động liên tục của môi trường phóng xạ Đến một một mức độ nào đó, tùy thuộc vào mức và thời gian chiếu xạ, chúng có các tác động không tốt đến cơ thể sống

Nhận thức được vấn đề này, nhiều quốc gia đã tập trung nghiên cứu và công

bố dưới dạng tài liệu cấp quốc gia các thông tin: mức chiếu xạ tự nhiên có khả năng gây hại cho con người cần tiến hành đo vẽ, lập các bản đồ mức chiếu xạ tự nhiên, trên đó khoanh các diện tích có mức chiếu xạ có hại cho con người

Ngay từ những năm 80 của thế kỷ trước, các nước như Thụy Điển, Phần Lan, Nga, Mỹ, Cộng hòa Séc.v.v đã nghiên cứu và công bố các tiêu chuẩn về các mức chiếu xạ tự nhiên và an toàn cho con người Cũng trong thời gian này, Thụy Điển đã

đo mức chiếu xạ tự nhiên tương đương tỷ lệ 1:50.000 trên hàng trăm diện tích Các bản đồ đó là cơ sở để cho phép xây dựng các khu dân cư, công nghiệp Một số

nghiên cứu có thể kể đến như “IAEA- TECDOC-5,6, The use gamma ray data to

difine the natural radiation environment, Vienna 1990”, “IAEA -TECDOC - 827 (1995), Application of uranium exploaration data and techniques in enviromental studies”, “UNESCO, 1995, A global geochemical database for environmental and resource management”, “Central laboratory for radiological protection, Warszawa, Radiation atlas of Poland 2005”

Hoàng Thị Hà 15

Trong quá trình xây dựng các bản đồ, các tài liệu điều tra, nghiên cứu phóng

xạ trong các hoạt động địa chất khoáng sản như bay phổ gamma, đo phóng xạ trên mặt đất bằng các phương tiện khác nhau, đã được nghiên cứu, khai thác sử dụng Những năm đầu thế kỷ XXI công việc này càng được tiến hành một cách khẩn trương, đồng bộ trên quy mô lớn.Ủy ban Bảo vệ bức xạ các nước Bắc Âu, các quốc gia Tây Âu, Nhật Bản, Ấn Độ.v.v lần lượt công bố mức chiếu xạ tự nhiên và các

bản đồ phân vùng theo các mức bức xạ tự nhiên với các nghiên cứu như “Central

laboratory for radiological protection, Warszawa, Radiation atlas of Poland 2005”,

“ICRP PUBLICATION 82 (2000), Protection of the Public in Situations of Prolonged Radiation Exposure”

Ở Việt Nam việc nghiên cứu môi trường phóng xạ đã được nghiên cứu dưới dạng một số công trình nghiên cứu khoa học, một số đề án điều tra, nghiên cứu môi trường Công tác nghiên cứu về môi trường phóng xạ tự nhiên đã được tiến hành từ các năm 80 của thế kỷ XX Có thể chia các công trình nghiên cứu về môi trường phóng xạ đã được tiến hành theo các hướng như sau:

- Nghiên cứu cơ bản về môi trường phóng xạ: Các công trình nghiên cứu trong hướng nghiên cứu cơ bản về môi trường phóng xạ tiến hành chuẩn hóa thuật ngữ về môi trường phóng xạ và phương pháp tính toán; xây dựng hệ phương pháp điều tra, nghiên cứu chi tiết môi trường phóng xạ; ứng dụng công nghệ hiện thông tin

để nâng cao chất lượng xử lý và biểu diễn các kết quả điều tra chi tiết môi trường phóng xạ Một số đề tài phát triển theo hướng này có thể kể đến như:

+ Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định mức độ ô nhiễm môi trường của các nguồn phóng xạ tự nhiên để xây dựng quy trình công nghệ đánh giá chi tiết các vùng ô nhiễm phóng xạ tự nhiên (Nguyễn Văn Nam, 2009);

+ Nghiên cứu nâng cao chất lượng xử lý, hiện thị các kết quả điều tra chi tiết môi trường phóng xạ (La Thanh Long, 2010);

+ Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn xác định mức chiếu xạ tự nhiên có khả năng gây hại cho con người (Nguyễn Văn Nam, 2010)

Trong đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn xác định mức chiếu xạ

tự nhiên có khả năng gây hại cho con người”, Nguyễn Văn Nam (2010 – 2011), đã thiết lập và làm sáng tỏ vai trò đóng góp liều chiếu xạ của các thành phần môi trường phóng xạ và đánh giá mức liều chiếu xạ tự nhiên ở Việt Nam Đề tài đã đưa

ra tổng quan về các thành phần phóng xạ trong vỏ trái đất và nêu rõ: “Sự chiếu xạ

Hoàng Thị Hà 16

vào cơ thể con người từ nguồn chiếu ngoài, chủ yếu bởi các bức xạ gamma từ các nhân phóng xạ thuộc dãy phóng xạ 238U, 232Th và 40K” Điều đó có thể cho thấy, hàm lượng các đồng vị nguyên tố 238U, 232Th và 40K đóng vai trò rất quan trọng trong việc nghiên cứu môi trường phóng xạ Theo kết quả điều tra, đánh giá địa chất, khảo sát môi trường, các nguồn chiếu xạ tự nhiên có nguy cơ gây liều cao trên lãnh thổ nước ta cũng chính là các đối tượng địa chất có chứa hàm lượng cao của các chất phóng xạ thuộc dãy uranium và thorium, các đối tượng này liên quan chặt chẽ với các mỏ phóng xạ, mỏ đi kèm các chất phóng xạ Trên cơ sở đánh giá đặc điểm các trường bức xạ tự nhiên trong các mỏ phóng xạ, mỏ chứa phóng xạ đề tài cũng chỉ ra đây là nhóm mỏ có nguy cơ gây chiếu xạ tự nhiên có khả năng gây hại cho con người Các thân pegmatit trong khu vực nghiên cứu tại luận văn này thuộc nhóm mỏ chứa phóng xạ với bản chất dị thường chủ yếu là thori có ảnh hưởng lớn tới môi trường phóng xạ tại khu vực này

Hiện nay các công trình nghiên cứu, điều tra về hiện trạng môi trường phóng

xạ chủ yếu được thực hiện tại các khu vực có mỏ phóng xạ và mỏ có chứa phóng xạ

để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường phóng xạ và khoanh định các khu vực nguy hiểm, góp phần cảnh báo tới người dân Một số đề tài về điều tra môi trường phóng

xạ được kể đến như:

+ 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” (Trần Bình Trọng, 2002);

+ Điều tra hiện trạng môi trường phóng xạ trên các mỏ Đông Pao, Thèn Sin - Tam Đường tỉnh Lai Châu, Mường Hum tỉnh Lào Cai, Yên Phú tỉnh Yên Bái, Thanh Sơn tỉnh Phú Thọ, An Điềm, Ngọc Kinh - Sườn Giữa tỉnh Quảng Nam (Trần Bình Trọng, 2006) Đề án này đã xác định hiện trạng môi trường phóng xạ, khoanh định ra các vùng không an toàn áp dụng cho những người lao động gián tiếp trong vùng tụ khoáng phóng xạ, vùng không an toàn áp dụng cho dân chúng nói chung và đưa ra những so sánh cụ thể về môi trường phóng xạ tại các khu mỏ có chứa phóng

xạ trên đồng thời đánh giá mức độ ô nhiễm phóng xạ và tác động của chúng đến môi sinh

+ 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 (Vũ Văn Bích, 2006) Đề án đã tiến hành đo chi tiết các thông số phổ gamma, tính toán suất liều chiếu, lấy mẫu và phân tích mẫu, từ

và bản đồ phông bức xạ tự nhiên Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000 (2011) đã được thành lập

Các đề tài khoa học công nghệ, các đề án điều tra, nghiên cứu môi trường đã được tiến hành đã thiết lập và làm sáng tỏ vai trò đóng góp liều chiếu xạ của các thành phần môi trường phóng xạ và đưa ra phương pháp đánh giá từng thành phần liều cụ thể, làm cơ sở chung để đánh giá mức liều chiếu xạ tự nhiên ở Việt Nam từ

đó khoanh định các khu vực không an toàn phóng xạ, nghiên cứu, đánh giá hiện trạng và mức độ ô nhiễm phóng xạ tại các khu vực này, đưa ra các cảnh báo và đề xuất các biện pháp khắc phục để bảo vệ sức khoẻ cho cộng đồng dân cư và phục vụ công tác quy hoạch, phát triển kinh tế xã hội

Đối với khu vực nghiên cứu, hiện nay mới có một số đề tài nghiên cứu về môi trường phóng xạ tại đây như: “Điều tra hiện trạng môi trường phóng xạ trên các

mỏ Đông Pao, Thèn Sin - Tam Đường tỉnh Lai Châu, Mường Hum tỉnh Lào Cai, Yên Phú tỉnh Yên Bái, Thanh Sơn tỉnh Phú Thọ, An Điềm, Ngọc Kinh - Sườn Giữa tỉnh Quảng Nam” (Trần Bình Trọng, 2006); “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”, (Vũ Văn Bích, 2006) và “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” Tuy nhiên, các đề tài này chỉ tập trung nghiên cứu nhằm xác định hiện trạng môi trường phóng xạ, khoanh định các vùng ô nhiễm phóng xạ và ảnh hưởng của chúng tới môi trường và đời sống nhân sinh khu vực nghiên cứu chứ không đi sâu vào vấn đề nghiên cứu địa hóa các nguyên tố phóng xạ

1.3 Giới thiệu khái quát khu vực nghiên cứu

1.3.1 Đặc điểm tự nhiên

1.3.1.1 Vị trí địa lý

Hoàng Thị Hà 18

Khu vực nghiên cứu nằm ở xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ, có tọa

độ địa lý 21°01′31” vĩ độ Bắc, 105°04′40” kinh độ Đông Trong đó, khu vực nghiên cứu tập trung chủ yếu tại khu vực bản Dấu Cỏ với diện tích 2km2

1.3.1.2 Khí hậu

Khí hậu vùng nghiên cứu có hai mùa phân biệt rõ rệt:

- Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11, mùa này khí hậu nóng bức, nhiệt độ có khi lên tới 35o 37oC, mưa nhiều thường gây lũ lụt, cản trở đến giao thông và gây khó khăn cho sản xuất và đời sống của dân cư

- Mùa khô: từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, khí hậu hanh khô, nhiệt độ cao trung bình từ 19o 23oC, lượng mưa ít, đôi khi có đợt gió mùa nhiệt độ dưới 10o

C

và có mưa phùn, mùa này khá thuận lợi cho công tác nghiên cứu địa chất môi trường

1.3.1.3 Thủy văn

Hình 2 Suối Bầu chảy qua thôn Hạ Thành

Khu vực nghiên cứu có hệ thống suối khá phát triển, trong đó suối Dấu và suối Cỏ là lớn hơn cả, suối Bầu chảy qua trung tâm thôn Hạ Thành (Hình 2), các suối này đều có hướng chảy từ tây nam sang đông bắc với lượng nước nhỏ Các suối nhỏ, chỉ có nước vào mùa mưa, cạn nước vào mùa khô Dân cư trong bản lấy nước suối để canh tác, sinh hoạt và ăn uống chủ yếu dùng nước ngầm dưới chân đồi

và trong các khe cạn chảy ra

1.3.1.4 Địa hình

Hoàng Thị Hà 19

Địa hình khu vực nghiên cứu gồm hai phần khác biệt, ở phía bắc địa hình thấp, sườn thoải, phía nam địa hình đồi núi có độ cao hơn 500m, sườn dốc Nhìn chung địa hình khu vực này khá phức tạp, khó khăn cho việc phát triển kinh tế xã hội (Hình 3)

Hình 3 Thôn Hạ Thành (bản Dấu Cỏ) - Đông Cửu - Thanh Sơn - Phú Thọ 1.1.1.5 Động, thực vật

+ Thực vật: trong khu vực, thực vật nhìn chung vẫn được duy trì và bảo vệ

nên mức độ che phủ đối với địa hình là tương đối tốt Đất rừng trong khu vực được chia thành các dạng như sau:

- Rừng tự nhiên (rừng nguyên sinh): là rừng còn chưa bị xâm hại hoặc ít bị

sự tàn phá của con người, vẫn còn giữ được nguyên dạng hoang sơ Rừng rậm rạp, nhiều cây to và dây leo

B-¬ng Sinh

Xãm Mu Nói Nh·n Xãm HÑ

Xãm Vâng

Xãm C¸y Xãm Chuèi

Giµu Cã

Xãm N¸y

Su

èi S inh

105ƒ 10'30'' 21ƒ 05'00''

105ƒ 00'00''

… †23

‹ˆ 04

‡ ‹ˆ 01 ‹ˆ 03 ‹ˆ 05 21ƒ

Hoàng Thị Hà 21

- Rừng tái sinh và rừng trồng: là các vạt rừng mới được hồi sinh, cây cối

phát triển trở lại trên các diện tích nương rẫy cũ trước đây bỏ lâu năm không canh tác, trồng tỉa Trên những diện tích mà cây cối không mọc lại và đã trở thành đất trống đồi trọc trước đây nay cũng đã được phủ xanh nhờ các dự án trồng rừng Khu vực nghiên cứu có sự đan xen giữa rừng tái sinh và rừng trồng, không còn diện tích đất trống đồi trọc, mức độ che phủ khá tốt Trước đây, hiện tượng phá rừng làm nương rẫy là phổ biến nhưng đến nay đã hạn chế nhiều Những vạt rừng bị phát quang, dọn sạch quan sát được ngoài thực tế, thực chất là rừng trồng vừa khai thác

và đang chuẩn bị trồng mới

- Đất canh tác: chiếm một diện tích rất ít trong vùng, chủ yếu là vườn đồi,

một diện tích nhỏ dọc các khe suối trồng cây lương thực lúa, ngô, khoai

Thảm thực vật trong vùng được bảo vệ và phát triển Ngoài rừng tự nhiên, rừng tái sinh, tất cả các diện tích đất trống, đồi trọc trước đây nay đều được phủ xanh bởi các rừng cây nguyên liệu giấy như keo, bồ đề, bạch đàn , mức độ che phủ tương đối tốt

+ Động vật: trong khu vực nghiên cứu động vật hoang dã còn rất ít chủ yếu

là các loại động vật nhỏ như nhím, cáo do nạn săn trộm chưa ngăn chặn được

1.3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

1.3.2.1 Phân bố dân cư

Trong khu vực nghiên cứu dân cư phân bố không đồng đều, gồm các dân tộc Mường, Kinh và người Dao Người dân trong vùng chủ yếu làm nông nghiệp, trồng rừng theo các dự án giao đất giao rừng Người Mường và người Kinh sống đan xen thành những làng bản quần tụ quanh các thung lũng, nhà ở chủ yếu là nhà xây lợp ngói hoặc đổ mái bằng, nhà gỗ tooc xi láng nền hoặc nhà tạm tranh tre, nhà sàn truyền thống còn sót lại rất ít Điều kiện ăn ở vệ sinh có tiến bộ như tập quán nuôi nhốt gia súc dưới gầm sàn đến nay không còn nữa , dân tộc Dao chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, sống tập trung thành làng nhỏ ở xóm Giấu Trình độ dân trí nói chung còn thấp, đặc biệt là người Dao

Nghề nghiệp chính của dân cư trong xã là sản xuất nông nghiệp Cây lương thực chủ yếu là lúa, sắn, ngô, khoai, nhìn chung sản xuất lương thực chỉ mang tính

tự cung tự cấp, đời sống nhân dân còn khó khăn

1.3.2.2 Đời sống văn hóa, xã hội

Hoàng Thị Hà 22

Trong khu vực nghiên cứu, sống văn hóa, xã hội của người dân đang trên đà phát triển Mạng lưới điện quốc gia đã về tới các thôn bản xa xôi, hẻo lánh, đời sống tinh thần và trình độ dân trí cũng được nâng lên rõ rệt Mạng lưới y tế cũng đã được quan tâm đúng mức, tình hình sức khoẻ và bệnh tật của đồng bào các dân tộc trong vùng đều được theo dõi và chăm sóc thường xuyên tại các trạm y tế xã

+ Tình hình bệnh tật thường gặp trong vùng: Theo kết quả thống kê một vài

năm gần đây, các bệnh mà người dân tại khu vực nghiên cứu hay mắc phải là các bệnh về tiêu hóa, hô hấp, các bệnh về thần kinh, xương khớp, dị tật, sảy thai

1.3.2.3 Các hoạt động kinh tế

Các hoạt động khoáng sản tại khu vực nghiên cứu là không đáng kể, gần đây

có hoạt động khai thác quặng barit ở xóm Dọc, điểm khai thác nhỏ lẻ và không theo quy hoạch cụ thể nào

Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp hầu như không phát triển

Nguồn cung cấp nước chính phục vụ cho sản xuất và sinh họat trong vùng vẫn là nguồn nước tự nhiên như: sông, suối, giếng tự đào; mùa mưa nước thường đục do bị xói lở, mùa khô thường ít nước Các dòng suối này chủ yếu chảy ra từ những thân pegmatit có hàm lượng nguyên tố phóng xạ cao ví dụ như xóm Bầu, xóm Bái, xóm Quét

1.3.2.4 Giao thông

Mạng lưới giao thông trong khu vực nghiên cứu kém phát triển, các khu vực dân cư nối với nhau bằng đường mòn nhỏ, hẹp, địa hình phân cắt Do vậy việc đi lại khó khăn, cản trở cho việc giao lưu với các khu vực khác

1.3.3 Đặc điểm địa chất - khoáng sản

1.3.3.1 Địa tầng

Theo báo cáo địa chất khoáng sản nhóm tờ Thanh Sơn - Thanh Thuỷ tỷ lệ 1:50.000 của Viện Địa chất và Khoáng sản, vùng nghiên cứu có các phân vị địa tầng như sau:

- Giới Proterozoi - Hệ tầng Suối Chiềng - Phân hệ tầng trên (PP1sc2): Phân bố diện rộng, với diện lộ khoảng 0,9 km2 ở trung tâm vùng nghiên cứu, thành phần chủ yếu là gneis biotit, plagiogneis biotit, gneis biotit có horblen và amphibolit chiếm nhiều hơn

Suất liều bức xạ gamma 0,26 ÷ 0,68Sv/h, trung bình 0,34Sv/h

Hoàng Thị Hà 23

- Giới Proterozoi - Hệ tầng Suối Làng - Phân hệ tầng dưới (PP1sl1): Các đá của phân hệ tầng dưới phân bố ở trung tâm khu vực nghiên cứu, với diện tích khoảng 1,1 km2 Thành phần chủ yếu là đá phiến biotit - granit, đá phiến hai mica, granit bị migmatit hoá

Suất liều bức xạ gamma 0,20 ÷ 0,70Sv/h, các dị thường có cường độ phóng

xạ từ 4,00 đến 7,5Sv/h

- Giới Proterozoi - Hệ tầng Suối Làng - Phân hệ tầng trên (PP1sl2): Phân bố ở phía Nam khu vực với diện tích nhỏ (0,009km2) Thành phần chủ yếu là đá phiến hai mica, một số nơi ở phần thấp có chứa granat hoặc graphit - granat

Suất liều bức xạ gamma từ 0,26 ÷ 0,68Sv/h, trung bình 0,34Sv/h

- Giới Kainozoi – Hệ Đệ tứ (Q): chủ yếu phân bố dọc theo suối Giàu với diện tích không đáng kể Thành phần chủ yếu là cát, bột, sỏi, sét

Ngoài ra trong diện tích nghiên cứu còn có đá làm vật liệu xây dựng và cao lanh

Hoàng Thị Hà 24

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường phóng xạ khu vực nghiên cứu

1.3.4.1 Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên tới môi trường phóng xạ

Các yếu tố địa hình, địa mạo, mạng lưới sông suối, khí hậu và mức độ che phủ của thảm thực vật có ảnh hưởng trực tiếp tới sự phát tán các nguyên tố phóng

xạ vào môi trường khác nhau như nước, không khí, đất, trầm tích và động thực vật

a Ảnh hưởng địa hình địa mạo tới môi trường phóng xạ

Các nguyên tố phóng xạ trong các mỏ, điểm quặng dưới tác dụng của điều kiện tự nhiên bị phá huỷ và phát tán vào môi trường đất Địa hình là một yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình di chuyển và phát tán chất phóng xạ vào môi trường Địa hình bị phân cắt mạnh, thì khả năng phát tán của chúng ra môi trường xung quanh càng lớn Trong khu vực nghiên cứu các dải quặng phóng xạ và các thân pegmatit chứa các nguyên tố phóng xạ cao (U, Th, K) nằm ngay gần bề mặt (với lớp phủ mỏng 0,5 – 3m) hoặc xuất lộ ngay trên bề mặt địa hình Đây là điều kiện rất thuận lợi cho quá trình phong hoá, bào mòn, phá huỷ các chất phóng xạ, làm cho chúng bị vỡ vụn, di chuyển phát tán ra xa Sự phát tán cơ học phụ thuộc rất nhiều yếu tố: thời gian, không gian, địa hình, địa mạo và thảm thực vật

b Ảnh hưởng của mạng lưới thủy văn tới môi trường phóng xạ

Nước là môi trường thuận lợi cho sự phát tán các nguyên tố phóng xạ Khi dòng nước chảy qua thân quặng hay đới khoáng hóa sẽ hoà tan các nguyên tố không bền vững trong đó có các nguyên tố phóng xạ và mang đi dưới dạng ion, gặp điều kiện thuận lợi chúng phát tán các chất phóng xạ xuống vùng hạ lưu của dòng chảy gây ra một diện tích ô nhiễm khá lớn từ vị trí mỏ, điểm quặng tới hạ lưu của dòng chảy

Trong khu vực nghiên cứu, mạng lưới các suối và các mạch nước ngầm khá phát triển Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc phát tán các nguyên tố phóng xạ vào môi trường Nước mặt và nước ngầm chảy qua các khu dị thường, các thân quặng phóng xạ làm bào xói, hoà tan các nguyên tố phóng xạ, khí phóng xạ, vận chuyển và phát tán các chất phóng xạ đi xa

c Ảnh hưởng của mạng không khí, khí hậu tới môi trường phóng xạ

Hoàng Thị Hà 25

trường cơ học Mùa khô thường ngắn từ tháng 12 đến tháng 3 thời tiết hanh khô, hay có gió mùa thổi mạnh cũng góp phần phát tán các khí phóng xạ xâm nhập vào nhà ở hoặc đi xa hơn

+ Ảnh hưởng của không khí

Các khí phóng xạ gồm radon và thoron được tạo ra trong quá trình phân rã của urani và thori Các khí phóng xạ này tồn tại trong không khí, trong nước, trong đất, trong các điều kiện tích tụ khí như: nước ngầm, nước giếng, các lỗ hổng trong đất, các công trình dân sự làm tại các vị trí khuất gió, hệ thống thông gió kém đều tạo điều kiện cho quá trình tích tụ các loại khí phóng xạ Vùng này việc lưu thông không khí rất kém do bị che chắn bởi địa hình đồi núi, do vậy mức độ ảnh hưởng của môi trường không khí đến đời sống dân sinh là khá lớn

d Ảnh hưởng của thảm thực vật tới môi trường phóng xạ

Trong khu vực nghiên cứu, ngoài rừng tự nhiên, rừng tái sinh, các diện tích đất trống, đồi trọc trước đây, nay đều được phủ xanh bởi các rừng cây nguyên liệu giấy như keo, bồ đề, bạch đàn mức độ che phủ trong vùng điều tra tương đối tốt

do vậy đã giảm thiểu phần nào mức độ phát tán ô nhiễm chất phóng xạ vào môi trường

1.3.4.2 Ảnh hưởng của hoạt động kinh tế - xã hội tới môi trường phóng xạ

a Hoạt động khai thác khoáng sản

Hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu là không đáng kể, hiện nay chỉ có một số điểm khai thác quặng barit ở xóm Dọc Tuy nhiên, việc khai thác chủ yếu là thủ công, không tuân thủ các quy tắc về vệ sinh công nghiệp và an toàn phóng xạ, các bãi thải tràn lan ra sông suối, đây là nguyên nhân gây phát tán các chất phóng xạ

Việc khai thác khoáng sản trong vùng nếu không có quy hoạch tổng thể tốt mức độ ô nhiễm phóng xạ càng cao, làm mất đất rừng hoặc đất canh tác, gây ra sạt

lở và tai biến địa chất Bụi, chất thải các loại độc hại trong đó có bụi, chất thải phóng xạ sẽ tác động không ngừng tới môi trường đất, nước, không khí, phát tán đi

xa gây ô nhiễm môi trường xung quanh

b Hoạt động sản xuất nông nghiệp

Trong khu vực nghiên cứu, người dân vẫn trồng ngô, lúa, sắn, cây chè ngay trên các thân pegmatit Bằng việc đào bới, cầy xới, làm thủy lợi nhỏ để trồng trọt diễn ra nhiều năm đã làm tăng thêm mức độ ô nhiễm phóng xạ, phát tán chất phóng

Hoàng Thị Hà 26

xạ đi xa, đặc biệt nguy hiểm hơn, việc trồng trọt các cây lương thực trực tiếp trên các thân pegmatit chứa phóng xạ sẽ làm cho các cây lương thực trên bị nhiễm phóng xạ

c Hoạt động xã hội

Trong khu vực nghiên cứu còn nhiều tập quán cũ như việc sinh hoạt, vệ sinh môi trường còn chưa được chú ý, chưa hiểu biết về độc hại phóng xạ Trong vùng hiện tại chưa có công trình nước sạch nông thôn loại vừa và nhỏ, nên việc sử dụng nguồn nước sinh hoạt của người dân là sử dụng các nguồn nước như sông, suối, giếng, các điểm nước xuất lộ ngay tại các thân pegmatit, các dải dị thường phóng xạ , nên có nguy cơ nhiễm chất phóng xạ theo con đường tiêu hóa

1.3.4.3 Ảnh hưởng của đặc điểm địa chất khoáng sản tới môi trường phóng xạ

a Ảnh hưởng của đặc điểm địa chất tới môi trường phóng xạ

Trong khu vực nghiên cứu gồm nhiều loại đá khác nhau, nhưng cần đặc biệt quan tâm đến diện tích phân bố các đá có cường độ phóng xạ cao thuộc hệ tầng Suối Chiềng, hệ tầng Suối Làng và các khối xâm nhập thuộc phức hệ Bảo Hà Các

đá này sau khi bị phong hóa các nguyên tố phóng xạ bị hòa tan, phát tán vào môi trường nước, không khí, đất, xâm nhập vào các cây lương thực

b Ảnh hưởng của khoáng sản tới môi trường phóng xạ

Trong vùng điều tra có nhiều loại hình khoáng sản khác nhau, hầu hết các loại khoáng sản này chưa được điều tra, đánh giá

Các thân quặng phóng xạ (thori), các thân pegmatit là những đối tượng chủ yếu tạo nên môi trường phóng xạ cao và ảnh hưởng đến môi trường sống trong khu vực Thanh Sơn Qua thu thập các tài liệu cũ, kết hợp với công tác đo đạc thực địa qua các đề tài nghiên cứu cho thấy khu vực xóm Bầu, xóm Bư, bản Dấu Cỏ xã Đông Cửu, có các thành phần môi trường phóng xạ cao đến rất cao, một số thành phần vượt tiêu chuẩn cho phép về môi trường phóng xạ

Đối với các thân quặng barit trong vùng, qua kết quả điều tra nghiên cứu cho thấy thành phần môi trường phóng xạ trong chúng ở mức bình thường Điều đó cho thấy các hoạt động khoáng sản đối với các loại quặng nêu trên là ít ảnh hưởng đến môi trường phóng xạ

- Các báo cáo tổng kết đề tài, bản đồ và số liệu của các dự án, chương trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu được lưu trữ tại thư viện và các cơ quan chủ trì

- Các báo cáo hiện trạng môi trường, bản đồ hiện trạng và quy hoạch, kế hoạch phát triển, thống kê số liệu của toàn tỉnh…

- Các nguồn tài liệu liên quan khác: sách, tạp chí chuyên ngành, mạng internet…

Phương pháp tổng hợp, kế thừa các tài liệu, số liệu đo đạc của các đề tài, đề

án, các công trình nghiên cứu môi trường phóng xạ được sử dụng trong quá trình thực hiện luận văn nhằm đưa ra các khái niệm tổng quan về môi trường phóng xạ, ảnh hưởng của các nhóm mỏ có chứa phóng xạ tới hiện trạng môi trường phóng xạ của khu vực, mối liên quan của hàm lượng các nguyên tố phóng xạ với môi trường địa chất và sự phát tán các chất ô nhiễm phóng xạ trong môi trường

2.2 Phương pháp đo phổ gamma

Phương pháp phổ gamma để xác định hàm lượng của urani, thori, kali trong đất, đá và các dị thường phóng xạ nhằm mục đích xác định sự tồn tại, phát tán của các nguyên tố phóng xạ trong dị thường phóng xạ trong diện tích điều tra

Đo phổ gamma đã tiến hành đồng thời với các mặt cắt nghiên cứu đặc trưng Tại khu vực nghiên cứu tiến hành đo 12 tuyến với khoảng cách 20m/điểm trên mỗi tuyến (Hình 5) Tại mỗi điểm đo 3 giá trị, thời gian đo 100s

Máy đo phổ gamma sử dụng là GAD-6 Trước khi đi thực địa, các máy đều được tiến hành kiểm chuẩn tại phòng kiểm định máy địa vật lý - Liên đoàn Vật lý Địa chất Trong quá trình đo đạc hàng ngày, trước và sau ngày làm việc, tiến hành

đo tại điểm kiểm tra các số liệu phông, mẫu TS-5, US-2 để đánh giá sự ổn định của máy

Hoàng Thị Hà 28

Cỏc kết quả đo được thực hiện bởi Liờn đoàn Địa chất Xạ - Hiếm

Hỡnh 5 Sơ đồ tuyến đo phổ gamma

2.3 Phương phỏp lấy, gia cụng và phõn tớch mẫu

Đ-ờng đồng mức và giá trị (m)

T.80

Khu vực nghiên cứu

Ranh giới địa chất

Tuyến đo phổ gamma

T8a

T9a T5a

T4 T12 T6a

T48 T56

21° 00'41"

25 800

25 200

25 400

25 600

25 000

105°04'20" 21° 02'01"

24 000

24 200

24 400

24 600

24 800

23 600

23 800

Hoàng Thị Hà 29

hưởng của mụi trường phúng xạ đối với cỏc hộ gia đỡnh đang sử dụng, ăn uống sinh hoạt (Hỡnh 6)

Hỡnh 6 Sơ đồ vị trớ lấy mẫu nước

Mẫu được lấy ở độ sõu 0,2m, đúng vào can nhựa 2 lớt sau khi được trỏng rửa sạch bằng nước tại điểm lấy mẫu, ghi số hiệu, vị trớ lấy mẫu được định vị trờn bản

336.0

xóm Dấu Khu Lũng đày200

250 250

341.8 286.0

242.0

25 0

Su u

Su u

Suối Cỏ

T.80

Đ-ờng đồng mức và giá trị (m)

Khu vực nghiên cứu

Ranh giới địa chất

25 200

25 400

25 600

25 000

105°04'20" 21° 02'01"

24 000

24 800

24 400

24 600

24 200

23 600

23 800

07 200

07 000

21° 00'41"

Hoàng Thị Hà 30

b) Gia công: Các mẫu nước lấy về được tiến hành đo xác định nồng độ Rn,

Tn ngay trong vòng 48 giờ, từ đó lựa chọn một số mẫu lấy về phân tích các chỉ tiêu nước uống Các mẫu lấy về đo tổng hoạt độ α, β đã được axit hoá (HNO3) với nồng

độ 0,3% để chống kết tủa Thể tích mẫu nước đã lấy là 2 lít và đựng trong can nhựa

c) Phân tích: Phân tích tổng hoạt độ α, β bằng thiết bị UM- 2000 của Liên

Xô (USSR) theo tiêu chuẩn ISO - 9696 - 1992 (E) và ISO 9697 - 1992 (E)

2.3.2 Mẫu đất (rãnh điểm)

a) Lấy mẫu: Mẫu đất được ưu tiên lấy ở các vị trí lấy mẫu thực vật như: thóc, sắn, ngô (Hình 7) Diện tích lấy mẫu là (2,0 x 2,0)m, khoảng cách các điểm là 0,5m,

độ sâu lấy mẫu 15cm trong lớp đất trồng Trọng lượng mẫu từ 2-3 kg

b) Gia công: Mẫu đem phơi khô, nghiền nhỏ ở kích thước 0,74 mm, trộn chia

và đóng gói lưu một nửa còn lại gửi phân tích 300 gam

c) Phân tích: Mẫu đất được gửi phân tích 17 mẫu bằng phương pháp phổ đa kênh, thiết bị đo: Hệ phổ kế gamma phân giải cao của hãng CANBERRA - Canada tại Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường - Bộ Tư lệnh Hoá học

2.3.3 Mẫu thực vật

a) Lấy mẫu: Được lấy ở một số cây lương thực chủ yếu trồng trên thân pegmatit hoặc lân cận các thân pegmatit như lúa (hạt), sắn (củ), đây là lương thực chủ yếu của dân cư trong bản đang sử dụng

b) Gia công: Mẫu sắn khi lấy được rửa sạch, sau khi bóc vỏ, rửa sạch bằng nước tại địa phương rồi mới gia công: thái mỏng phơi khô Các mẫu được gửi và gia công tại phòng thí nghiệm bằng cách: cân trọng lượng, sấy khô ở nhiệt độ 1050C trong thời gian 48 giờ, cân trọng lượng khô, xác định độ ẩm Sau đó mẫu được nung

ở nhiệt độ dưới 4500C sau 48 giờ để mẫu được hoá tro hoàn toàn Cân trọng lượng tro, tính hệ số tro hoá và phân tích

c) Phân tích: Phân tích 15 mẫu Để xác định đầy đủ sự có mặt của các nguyên tố kali, urani, thori trong thực vật, sử dụng phương pháp phân tích phổ phông thấp phân tích các chỉ tiêu U238, Th232, Th228, K40, Co60, Cs137, Ra226

Thiết bị đo phổ gamma đa kênh detector Ge siêu tinh khiết model Digidart -

10, tại Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường - Bộ Tư lệnh Hoá học

Suèi D

23 600

23 800

25 400

25 600

25 800

105°04'20" 21° 02'01"

24 400

24 600

24 200

25 200

24 800

25 000

21° 00'41" 105°04'20"

MD01 MD02 MD09

MD10 MD13

MD16

2.4 Phương pháp xử lý tài liệu

Phương pháp mô hình hóa: Thành lập bản đồ, sơ đồ địa chất môi trường;

chồng chập bản đồ môi trường: trên cơ sở các số liệu về địa chất (đất đá, quặng hoá…) và các số liệu về môi trường (số liệu đo phổ gamma, kết quả phân tích mẫu đất, nước, mẫu thực vật…) tiến hành thành lập các loại bản đồ, sơ đồ địa chất môi trường dựa vào các tiêu chí thành lập bản đồ và các tiêu chuẩn về môi trường để thành lập sơ đồ, bản đồ thành phần sử dụng công cụ GIS

Thành lập mặt cắt địa chất môi trường: trên cơ sở bản đồ/sơ đồ địa chất môi trường và kết quả nghiên cứu chi tiết trên mặt cắt các tuyến đo phổ gamma của khu vực nghiên cứu, tiến hành thành lập các mặt cắt địa chất môi trường để có thể cụ thể hoá sự biến động của các nguyên tố phóng xạ trên nền địa chất