ứng dụng phương pháp radon trong khảo sát địa chất môi trường

Ứng dụng Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu DANH MỤC KÝ HIỆU δ : Sai số tương đối σ : Sai số tuyệt đối ε :thừa số chuẩn ε = antilog(S lg ) S lg : Độ lệch quân phương Bq : Becquerel – đơn vị đo phóng xạ DOE : Department of Energy (Cơ quan năng lượng) EPA : Environmental Protection Agency (Uỷ ban Bảo vệ Môi trường Mỹ) GBD : Gobal Burden of Disease (Gánh nặng toàn cầu của bệnh) IAEA : International Atomic Energy Agency (Cơ quan năng lượng Quốc tế) ICRP : International Commission on Radiological Protection (Uỷ ban An toàn Bức xạ Quốc tế) KH&CN : Sở Khoa học và Công nghệ KSANBX : Cục Kiểm soát An toàn Bức xạ MSK64 : Medvedev Sponheuer Karnik scale (Thang cấp động đất) NAS : National Academy of Sciences (Học viện Khoa học Quốc Gia) NCCB : Nghiên cứu cấp Bộ Rn : Khí phóng xạ Radon UNSCEAR : United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (Uỷ ban Khoa học Liên Hợp Quốc về những ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử) WHO : World Health Oranization (Tổ chức Y tế thế giới) ĐCTV – ĐCCT : Địa chất Thuỷ văn - Địa chất Công trình Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Nguyên tử Radon Hình 1.2 : Radon phát ra bức xạ Hình 1.3 : Phóng xạ Radon từ Gas Hình 1.4 : Chuỗi phân rã 238 U Hình 1.5 : Chuỗi phóng xạ Radon và Thoron Hình 3.1 : Những đóng góp của thành phần phóng xạ có trong tự nhiên vào liều chiếu bức xạ đối với con người (UNSCEAR 2000). Hình 3.2 : Bản đồ tập trung nồng độ Radon tại Mỹ Hình 3.3 : Bản đồ tập trung nồng độ Radon tại Gebauden (Đức) Hình 3.4 : Đường xâm nhập khí Radon trong nhà. Hình 7.1 : Máy Rad7- Thiết bị đo Radon Hình 7.2 : Máy Radon được kế nối và thực hiện đo Hình 6.1 : Bản đồ hành chánh thị xã Thủ Dầu Một, Bình Dương (Tỉ lệ 1:100.000) Hình 6.2 : Bản đồ các đặc điểm địa chất kiến tạo TX TDM (Tỉ lệ 1:100.000) Hình 8.1 : Bình đồ bố trí tuyến đo 10A đứt gãy Sông Vàm Cỏ Đông, đứt gãy sông Sài Gòn, đứt gãy Thiện Tân – Bình Sơn. Hình 8.2 : Kết quả đo Radon tuyến 10A Hình 8.3 : Bình đồ bố trí tuyến đo 11 cắt qua đứt gãy sông Đồng Nai, và đứt gãy Thiện Tân – Bình Sơn. Hình 8.4 : Kết quả đo Radon tuyến 11 Hình 8.5 : Bình đồ bố trí tuyến 12 cắt qua đứt gãy Lộc Ninh – TP. Hố Chí Minh, sông Sài Gòn, Sông Đồng Nai. Hình 8.6 : Kết quả đo Radon tuyến 12. Hình 8.7 : Bình đồ bố trí tuyến đo 13 cắt qua đứt gãy Vàm Cỏ Đông Hình 8.8 : Kết quả đo Radon tuyến 13 Hình 8.9 : Bố trí điểm đo trong vùng Thủ Dầu Một – Bình Dương Hình 8.10 : Kết quả đo Radon trong vùng Thủ Dầu Một – Bình Dương Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu Trang 1 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 7 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN 8 PHẦN 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ KHÍ HIẾM RADON 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGUYÊN TỐ RADON 10 1.1 Tìm hiểu Radon 10 1.2. Các loại phóng xạ Radon thường gặp 11 1.2.1 Phóng xạ Radon trong không khí 11 1.2.2 Phóng xạ Radon trong nước. 12 1.2.3 Phóng xạ Radon từ Gas 13 1.3 Chuỗi phóng xạ Radon 13 1.3.1 222 Rn (Radon) 15 1.3.2 220 Rn (Thoron) 16 1.3.3 So sánh 16 CHƯƠNG 2: Ý NGHĨA CỦA RADON ĐỐI VỚI ĐỊA CHẤT VÀ MÔI TRƯỜNG 19 2.1 Ý nghĩa Radon đối với địa chất 19 2.2 Ý nghĩa Radon đối với môi trường 19 CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG KHẢO SÁT RADON TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM. 21 3.1 Hiện trạng khảo sát Radon trên toàn thế giới 21 3.1.1 Hiện trạng khảo sát Radon đối với môi trường 21 3.1.2 Hiện trạng khảo sát Radon đối với địa chất 29 3.2 Hiện trạng khảo sát Radon tại Việt Nam 31 3.2.1 Hiện trạng khảo sát Radon môi trường tại Việt Nam 31 3.2.2 Hiện trạng khảo sát Radon Địa chất tại Việt Nam 34 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH ĐO ĐẠC RADON THỰC NGHIỆM 37 4.1 Công tác thực địa đối với quy trình đo đạc Radon trong địa chất 37 4.1.1 Tổng quan công tác thực địa 37 4.1.2Công tác văn phòng 39 A. Công tác văn phòng thực địa 39 B. Công tác xử lý văn phòng 39 4.2 Quy trình đo đạc Radon trong môi trường 43 PHẦN II: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP RADON TRONG KHU VỰC TP.HCM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN 44 CHƯƠNG 5: MỤC TIÊU NHIỆM VỤ TRONG CÔNG TÁC THỰC TIỄN 45 CHƯƠNG 6: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC KHẢO SÁT 46 6.1 Đặc điểm địa hình khu vực khảo sát TP. Hồ Chí Minh 46 6.2 Đặc điểm địa chất khu vực khảo sát TP. Hồ Chí Minh 47 6.3 Đặc điểm địa hình khảo sát khu vực Thủ Dầu Một – Bình Dương 50 Trang 2 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu 6.4 Đặc điểm địa chất khảo sát khu vực Thủ Dầu Một – Bình Dương 51 CHƯƠNG 7 : THIẾT BỊ ĐO ĐẠC KHÍ PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN. GIỚI THIỆU MÁY ĐO RAD7 55 7.1Các thiết bị dùng đo đạc khí phóng xạ Radon 55 7.2 Giới thiệu về máy RAD7- Thiết bị đo Radon 57 7.2.1Nguyên lý hoạt động của máy RAD7 58 7.2.2 Những ưu điểm chính của máy RAD7 59 7.2.3 Áp dụng đo khí đất. 60 7.2.4 Các đo đạc phát xạ 62 7.2.5 Độ chính xác và tính xác thực 63 CHƯƠNG 8: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 64 A. Công trình 1 64 B. Công trình 2 73 C. Nhận xét 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 Trang 3 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu LỜI MỞ ĐẦU Ô nhiễm môi trường là một trong những yếu tố tồn tại song hành trong quá trình hình thành và phát triển của loài người do nhiều nguyên nhân khác nhau. Cho đến nay, ô nhiễm môi trường đã và đang trở thành vấn đề cấp thiết mang tính toàn cầu bao gồm: ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm tiếng ồn, khí thải công nghiệp, nạn tràn dầu, ô nhiễm phóng xạ Đó là những vấn nạn có thể gây ra các tai biến, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống do các hoạt động nhân sinh thuộc phạm vi kiểm soát của con người. Ngoài các loại hình ô nhiễm do con người tạo ra, còn có rất nhiều tai biến tự nhiên nằm ngoài tầm kiểm soát của con người, chẳng hạn như: trượt lở đất, động đất, bão lũ, giông sét, sóng thần… và thậm chí còn có những hiểm họa mà con người hoàn toàn chưa hề biết đến. Để có thể tồn tại và phát triển trước những yếu tố này, con người chỉ có biện pháp duy nhất là phòng tránh để giảm thiểu thiệt hại, muốn như vậy, cần hiểu rõ quy luật tác động cũng như sự phân bố của các yếu tố này trong khả năng nhận thức của con người. Thời gian gần đây, mức độ nguy hiểm của phóng xạ Radon đã khiến các nhà khoa học phải giật mình sau nhiều năm coi thường. Khí Radon có mặt ở khắp mọi nơi mà chúng ta không hề hay biết sự có mặt của nó nếu không thực hiện việc đo đạc cụ thể. Nếu như hầu hết các loại ô nhiễm đều gắn liền với sự chủ động của con người, thì ô nhiễm khí phóng xạ Radon lại sinh ra bởi tự nhiên, con người không làm chủ được nó, song có thể xác định các quy luật phân bố của nó bằng các phương pháp nghiên cứu khác nhau nhằm có biện pháp phòng tránh và hạn chế sự thiệt hại do sự ô nhiễm ảnh hưởng tới cuộc sống. Ngoài sự nguy hiểm bởi sự hiện diện của nó, tính chất của khí phóng xạ Radon cũng được các nhà địa chất vận dụng nhằm phát hiện các đứt gãy hoạt động, và dự báo động đất. Nhận thức được tầm nguy hiểm của loại khí này, nhiều quốc gia trên thế giới đã tiến hành việc đo đạc xây dựng bản đồ phân bố hàm lượng hàm lượng Radon ở các mức độ khác nhau nhằm khuyến cáo người dân các biện pháp an toàn và bảo vệ sức khỏe, đồng thời vận dụng nguồn gốc phát sinh của nó, nhiều nhà khoa học cũng đã tiến Trang 4 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu hành nhiều chương trình quan trắc nhằm nghiên cứu tính chất các đứt gãy và dự báo nguy cơ động đất. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, việc đo vẽ, lập bản đồ phông phóng xạ tự nhiên cũng bước đầu được quan tâm, tuy nhiên, việc đo vẽ khí Radon vẫn chỉ mới dừng lại ở mức độ nhỏ lẻ và hầu như chủ yếu phục vụ cho các dạng khảo sát địa chất, việc nghiên cứu Radon trong nhà cũng chỉ mới ở bước đầu. Đề tài “ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP RADON TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT MÔI TRƯỜNG” được thực hiện với mục đích báo động nguy cơ ô nhiễm môi trường bới khí phóng xạ Radon, tầm quan trọng của nó và khuyến cáo các biện pháp bảo vệ sức khỏe công đồng cũng như ứng dụng các tính chất Radon trong nghiên cứu địa chất và môi trường phù hợp với đặc điểm và hoàn cảnh Việt Nam. Trang 5 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Mục tiêu: Mục tiêu chính của luận văn là cung cấp các kiến thức cơ bản về các rò rỉ do có sự hiện diện của Radon trong môi trường sống. Đề xuất việc đo vẽ bản đồ khí phóng xạ Radon cho các tính thành tại Việt Nam. Nhiệm vụ: Để thực hiện được mục tiêu trên đây, nhiệm vụ chính của luận văn là: - Nghiên cứu các đặc trưng và tính chất của khí phóng xạ Radon, nghiên cứu, đánh giá hiện trạng khảo sát Radon trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. - Tham khảo các quy trình khảo sát cùng với các thiết bị đo đạc được ứng dụng hiện nay. - Tiến hành đo đạc thực tế khí phóng xạ Radon trong nghiên cứu đứt gãy hoạt động trong đề tài “Nghiên cứu xác định đứt gãy trên một số tuyến đo trong khu vực thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận” nhằm đánh giá các mức độ hoạt động của các đứt gãy trong khu vực này phục vụ cho công tác khảo sát cấu trúc địa chất.” (Công trình được rhực hiện tháng 02 năm 2009) và trong nghiên cứu môi trường với đề tài “Đo nồng độ Radon trong đất tại khu vực Thủ Dầu Một – Bình Dương” (công trình được thực hiện tháng 03 năm 2010). - Tổng hợp các kết quả, nhận định, đánh giá và đề xuất quy trình đo đạc cùng với các ứng dụng của phương pháp khí phóng xạ Radon trong nghiên cứu địa chất và môi trường… Trang 6 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu TÍNH KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI § Kết quả của đề tài có thể cung cấp các dữ liệu thực tế thu thập được tại các khu vực khảo sát, đặc biệt là do chính tác giả tham gia tham gia thu thập số liệu và xử lý. Đây là các dữ liệu khá quan trọng trong việc đánh giá các yếu tố địa chất và môi trường tại các khu vực có liên quan. § Luận văn cũng cung cấp các kiến thức cơ bản và tổng quát cho các nhà môi trường, làm cơ sở cho việc xây dựng một quy trình khảo sát khí Radon trong nghiên cứu tai biến địa chất và môi trường. § Luận văn này cũng có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các nhà kỹ thuật trong các lĩnh vực có liên quan, làm tài liệu học tập và nghiên cứu cho sinh viên, đồng thời, có thể được sử dụng để phổ biến các kiến thức cơ bản về các nguy cơ do sự hiện diện của khí phóng xạ Radon trong môi trường sống. Trang 7 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu sau: § Tham khảo cơ sở lý thuyết về phương pháp đo Radon trên thế giới và Việt Nam § Thu thập số liệu (tham gia thực địa, công tác văn phòng, xử lý số liệu ). § Tính toán và áp dụng công cụ: phần mềm Sufer, Mapinfo, Excel… để biểu diễn kết quả thu được. § Thống kê, so sánh và đối chiếu với các tài liệu Địa Vật Lý khác § Phạm vi nghiên cứu: Thành phố Hồ Chí Minh, và các tỉnh lân cận. Tập trung vào Thủ Dầu Một – Bình Dương. [...]... tích luỹ đến một mức đáng kể trong không khí HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS Nguyễn Ngọc Thu Trang 19 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường CHƯƠNG 2: Ý NGHĨA CỦA RADON ĐỐI VỚI ĐỊA CHẤT VÀ MÔI TRƯỜNG 2.1 Ý nghĩa Radon đối với địa chất Radon là khí trơ về mặt hóa học, khi sinh ra, các nguyên tử Radon không liên kết với các nguyên tử vật chất khác trong các vật chủ thể như vật... bệnh ung thư phổi do Radon gây ra Và xác suất này tăng gấp 10 lần nếu kết hợp với việc hút thuốc lá HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS Nguyễn Ngọc Thu Trang 21 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG KHẢO SÁT RADON TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 3.1 Hiện trạng khảo sát Radon trên toàn thế giới 3.1.1 Hiện trạng khảo sát Radon đối với môi trường Theo Uỷ ban An... của Radon HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS Nguyễn Ngọc Thu Trang 29 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường Hình 3.4: Đường thâm nhập khí Radon trong ngôi nhà 3.1.2 Hiện trạng khảo sát Radon đối với địa chất Khí Radon là khí tồn tại trên mặt đất mà sự hiện diện và mật độ tập trung của nó có thể dễ dàng thăm dò được Là một khí trơ, nên chịu ảnh hưởng của điều kiện vật lý trong môi. .. và tích lũy khí Radon trong nhà Một số các nghiên cứu cũng đã đưa ra mối quan hệ nồng độ khí Radon trong đất và hàm hượng khí Radon trong nhà Các ngôi nhà được xây dựng tại các khu vực có khí Radon trong đất từ 10 đến 100kBq/m3, thì nồng độ khí Radon trong nhà cao hơn HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS Nguyễn Ngọc Thu Trang 23 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường 400Bq/m3 với... Nguồn gốc xuất hiện, tìm hiểu về tính chất khí Radon, chuỗi phóng xạ Radon Chương 1: Tổng quan về khí phóng xạ Radon Chương 2: Ý nghĩa của Radon đối với Địa chất và Môi trường Chương 3: Hiện trạng thăm dò Radon trên thế giới và tại Việt Nam Chương 4: Quy trình đo đạc Radon đối với Địa chất và Môi trường Phần II: ỨNG DỤNG Bằng phương pháp Radon đo đạc vào môi trường cụ thể như khu vực TP Hồ Chí Minh... Trang 22 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường phóng xạ Radon Nguy cơ gây ung thư phổi sẽ cao hơn đối với người hút thuốc là và sống trong các căn nhà có mức độ tích lũy Radon cao Mức khuyến cáo đối với tiếp xúc Radon trung bình hàng năm trong nhà ở bất kỳ khu vực nào là 4 pCi/L (148Bq/m3) EPA đã khuyến cáo các hộ gia đình nên tiến hành kiểm tra hàm lượng khí Radon trong nhà... gia đình Cứ 10.000 pCi/l trong nước thì có 1pCi/l sẽ hòa tan vào khí quyển Giới hạn nhiễm xạ cho phép trong nước là 300 pCi/l HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS Nguyễn Ngọc Thu Trang 13 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường 1.2.3 Phóng xạ Radon từ Gas Ngoài việc thoát ra từ môi trường tự nhiên khí Rn còn thâm nhập vào không khí từ việc dò rỉ khi sử dụng bếp gas đun nấu hàng... Trang 27 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường thực hiện ở những vùng có nồng độ Radon cao Nhìn chung, việc giảm phơi nhiễm Radon là một đóng góp quan trọng vào mục tiêu chất lượng không khí trong nhà Dự án được dự kiến ban đầu để chạy trong ba năm (2005-2007) Như là một bước đầu tiên, WHO Radon quốc tế Dự án đang thiết lập một mạng lưới toàn cầu của các nhà khoa học Radon, điều... tử vật chất chủ của nó nên có thể thoát khỏi một hợp chất hoá học bất kỳ nào chứa nó HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS Nguyễn Ngọc Thu Trang 11 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường Hình 1.1: Nguyên tử Radon Trong thạch quyển, Rn liên tục được sinh ra Chúng ẩn náu trong các khe nứt, lỗ hổng của đất đá Ở nơi các đứt gãy hoạt động, Rn thường tạo thành các vành dị thường trong. ..Trang 8 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Nội dung chính trong luận văn được trình bày trong các phần chính sau: LỜI MỞ ĐẦU: Một vài nét khắc họa đề tài nghiên cứu MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN TÍNH KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Phần I: LÝ THUYẾT Trình bày một cách tổng quát các vấn đề liên quan đến Radon: Nguồn . đo đạc cùng với các ứng dụng của phương pháp khí phóng xạ Radon trong nghiên cứu địa chất và môi trường Trang 6 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn. yếu phục vụ cho các dạng khảo sát địa chất, việc nghiên cứu Radon trong nhà cũng chỉ mới ở bước đầu. Đề tài ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP RADON TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT MÔI TRƯỜNG” được thực hiện với. khí phóng xạ Radon trong môi trường sống. Trang 7 Ứng dụng phương pháp Radon trong khảo sát Địa chất Môi trường HVTH: Nguyễn Thị Như Dung HDKH: TS. Nguyễn Ngọc Thu PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM