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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** HOÀNG THỊ HÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA PHÓNG XẠ CÁC NGUYÊN TỐ U, Th VÀ K KHU VỰC Xà ĐÔNG CỬU, HUYỆN THANH SƠN, TỈNH PHÚ THỌ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** HOÀNG THỊ HÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA PHÓNG XẠ CÁC NGUYÊN TỐ U, Th VÀ K KHU VỰC Xà ĐÔNG CỬU, HUYỆN THANH SƠN, TỈNH PHÚ THỌ Chuyên ngành: Khoáng vật học 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 Thị Hoàng Hà PGS.TS Nguyễn Văn Vượng TS Nguyễn Tuấn Phong Hà Nội – 2015 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, học viên xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hồng Hà TS Nguyễn Tuấn Phong tận tình hướng dẫn học viên suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Địa chất, Phịng Sau đại học, Phịng Chính trị Cơng tác Sinh viên, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tạo điều kiện q trình học tập hồn thành luận văn học viên Xin gửi lời cảm ơn tới đồng nghiệp Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Địa vật lý – Liên đoàn Vật lý Địa chất, Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm cung cấp tài liệu, trao đổi thông tin thảo luận nội dung liên quan đến luận văn học viên Luận văn khơng thể hồn thành thiếu lời động viên, chia sẻ tình cảm thành viên gia đình Đó nguồn sức mạnh to lớn để học viên hồn thành luận văn Học viên Hoàng Thị Hà Hoàng Thị Hà Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC Hoàng Thị Hà Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ DANH MỤC HÌNH Hồng Thị Hà Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Hoàng Thị Hà Luận văn thạc sĩ Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ LỜI MỞ ĐẦU Mơi trường phóng xạ phần tách rời môi trường tự nhiên nhân loại tồn phát triển Ảnh hưởng mơi trường phóng xạ tự nhiên phát triển người ghi nhận Các thơng tin mơi trường tự nhiên, có mơi trường phóng xạ tiêu quan trọng để đánh giá phát triển kinh tế xã hội bền vững quốc gia, vùng lãnh thổ Việc nghiên cứu mơi trường phóng xạ tự nhiên nhằm mục đích đánh giá ảnh hưởng chúng lên sống người sinh vật sống đó; xác định cách có sở khoa học, thực tiễn khu vực nghiên cứu khả tồn phát triển dân cư, kinh tế xã hội Miền Bắc Việt Nam địa bàn phát có nhiều mỏ chứa phóng xạ Các mỏ tập trung đới sinh khoáng Tây Bắc Bộ chứa nguyên tố phóng xạ thori urani Qua kết nghiên cứu khảo sát môi trường số mỏ chứa phóng xạ cho thấy, khu vực có tham số mơi trường phóng xạ vượt giới hạn an toàn cho phép Khu vực Thanh Sơn – Phú Thọ với thân pegmatit có kích thước: rộng từ vài mét đến vài chục mét, dài từ vài chục mét đến vài trăm mét nằm khu vực Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sn, tnh Phỳ Th, cú cng phúng x (50ữ2500)àR/h Các thân pegmatit nằm bề mặt gần bề mặt, nên dễ dàng phát tán môi trường xung quanh nhờ q trình phong hóa bóc mòn Mặt khác, khu vực nghiên cứu, suối mạch nước ngầm qua thân quặng pegmatit, điều kiện thuận lợi để xói mịn, hịa tan, vận chuyển phát tán chất phóng xạ mơi trường xung quanh Trên sở đó, luận văn “Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ nguyên tố U, Th K khu vực xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ” thực với mục tiêu nhiệm vụ sau: Mục tiêu: - Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên nguyên tố U, Th, K; - Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng nguyên tố U, Th, K đến mơi trường xung quanh Hồng Thị Hà Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Nhiệm vụ: - Thu thập tài liệu địa hóa nguyên tố phóng xạ; yếu tố ảnh hưởng đến mơi trường phóng xạ; nghiên cứu có từ trước mơi trường phóng xạ khu vực; - Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ nguyên tố U, Th, K; - Luận giải mối liên quan giá trị tham số phóng xạ (U, Th, K) đo khu vực nghiên cứu từ kết phân tích mẫu với tồn thân quặng pegmatit thành tạo địa chất khu vực nghiên cứu; - Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng U, Th, K tới môi trường xung quanh Từ kết nghiên cứu, luận văn cấu trúc thành chương sau (không kể phần mở đầu kết luận): Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết nghiên cứu thảo luận Học viên Hoàng Thị Hà Hoàng Thị Hà Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên nguyên tố U, Th, K Trong tự nhiên có đồng vị có sẵn tính phóng xạ, đồng vị chưa kịp phân rã hết kể từ lúc hình thành nguyên tố hóa học (do phản ứng nhiệt hạch) thái dương hệ, đồng vị tạo thành tác dụng tia vũ trụ, đặc biệt đồng vị phóng xạ tồn quặng phóng xạ Những đồng vị chứa quặng phóng xạ lập thành dãy phóng xạ liên tiếp gọi họ phóng xạ Các đồng vị phóng xạ tồn tự nhiên ln có tượng phóng xạ, phát xạ tự phát hạt tia gamma hạt nhân nguyên tố không bền vững phát xạ anpha (α), beta (β) sau bắt giữ điện tử quỹ đạo, trình tách vỡ tự phát Năng lượng xạ gamma nguyên tố phóng xạ yếu tố đặc trưng cho nguyên tố Nguồn phóng xạ tự nhiên có khoảng 20 nguồn gồm U 235, U238, U244, Th232, Ra226, K40, Rb87, La138, Sm147, Lu176, Re137,… Tuy nhiên có nguồn có nhân U235, U238, U244, Th232, Ra226, K40, sáu nguồn có nguồn chủ đạo gồm U235, U238, Th232 Hoàng Thị Hà Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Hình Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên Năm 1896, nhà bác học người Pháp Becquerel phát chất phóng xạ tự nhiên, urani cháu Đến người ta biết chất phóng xạ trái đất gồm nguyên tố urani, thori cháu chúng, số nguyên tố phóng xạ khác Urani, thori cháu chúng tạo nên họ phóng xạ họ thori (Th232), urani (U238) actini (U235) Tất đồng vị phóng xạ trừ Pb206 dãy phóng xạ U 238; Pb207 dãy phóng xạ U235; Pb208 dãy phóng xạ Th232 Urani gồm đồng vị khác nhau, đồng vị phóng xạ U 238 U234 thuộc họ, gọi họ urani, U 235 thành viên họ khác, gọi actini Th232 thành viên họ thori Họ phóng xạ thứ tư họ phóng xạ nhân tạo, gọi họ neptuni (Th 228) Ba họ phóng xạ tự nhiên có đặc điểm chung thành viên thứ nhất, đồng vị phóng xạ sống lâu với thời gian bán rã đo theo đơn vị địa chất Điều minh họa họ phóng xạ nhân tạo Neptunium, thành viên thứ nguyên tố siêu urani Pu 241, sinh chiếu Pu239 trường neutron Thời gian bán rã Pu341 13 năm Đặc điểm chung thứ hai ba họ phóng xạ tự nhiên họ có đồng vị phóng xạ dạng khí phóng xạ, chúng đồng vị khác nguyên tố radon Nếu họ urani khí Rn 222 gọi radon, họ thori khí Rn 220 gọi thoron, họ actini khí Rn219 gọi cactinon Trong dãy đồng vị phóng xạ neptuni khơng có đồng vị phóng xạ dạng khí phóng xạ Trong ba loại khí phóng xạ radon đóng vai trị quan trọng có thời gian bán phân rã 3,825 ngày lớn nhiều so với phân rã thoron (52 giây) actinon (3,92 giây) Trên quan điểm an toàn xạ, chiếu radon cháu chúng lên người không tác hại chiếu chúng người hít thở bụi có nhân phóng xạ bám vào, chúng nhân phát tia alpha Hàm lượng radon, thoron khơng khí phụ thuộc vào hàm lượng urani đất, đá; mỏ, điểm mỏ urani mỏ có chứa nguyên tố phóng xạ (urani, thori) Urani, Thori, Radi, Radon… nguyên tố phóng xạ có phân bố rộng rãi tự nhiên Dạng tồn chúng phức tạp, gồm đơn khoáng, loại muối khác nhau, khoáng vật kết tinh chất đồng hình, có loại bị vật chất hữu Hoàng Thị Hà 10 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Từ kết phân tích mẫu thống kê so sánh bảng thấy, nồng độ radon tự nước ngầm khu vực nghiên cứu có giá trị lớn, có mẫu nước ngầm chảy từ chân đồi chứa thân pegmatit, có nồng độ radon tự cao lên tới 120.000 Bq/m (MN10), nhiều mẫu nước đạt tới (35.000 ÷ 70.000)Bq/m3 Các mẫu nước xa trung tâm quặng từ 200m đến 500m, có nước mặt nước giếng, nồng độ radon tự giảm cịn (300 ÷ 20.000)Bq/m Kết phân tích mẫu nước giếng điểm cách trung tâm thôn Hạ Thành 350m (MN06) có nồng độ radon 1.710 Bq/m3, giảm 70 lần so với điểm MN10, chứng tỏ độ chênh lệch nồng độ radon nguồn nước khác lớn Hoạt độ alpha beta nước: Tổng hoạt độ alpha beta loại nước dùng sinh hoạt Dấu Cỏ dao động khoảng từ 0,011Bq/l đến 0,187Bq/l hoạt độ alpha; từ 0,012Bq/l đến 1,095Bq/l hoạt độ beta, tiêu chuẩn cho phép với hoạt độ alpha 0,1Bq/l beta 1,0Bq/l, (TCVN 08:2008/BTNMT TCVN 09:2008/BTNMT) (Bảng 4) Theo thống kê thấy nguồn nước Dấu Cỏ có chứa chất phóng xạ có hoạt độ thấp mức giới hạn cho phép, có vị trí có nguồn nước vượt giới hạn hoạt độ alpha, beta nước, mẫu nước MN10, MN05 MN22, mẫu lấy chân đồi chứa thân pegmatit Hình Biểu đồ tổng hoạt độ alpha, beta mẫu nước Hoàng Thị Hà 51 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Hàm lượng radi nước: Từ kết phân tích hàm lượng radi mẫu nước thấy hầu hết mẫu nước khu vực nghiên cứu có hàm lượng radi nằm giới hạn cho phép (Theo tiêu chuẩn an toàn xạ Liên Bang Nga (NRB-96) Riêng có mẫu MN10 (15,56x10 -12 g/l), MN05 (13,2x10-12 g/l) MN26 (14,2x10-12 g/l) vượt tiêu chuẩn an toàn xạ (NRB-96) Trong đó, điểm lấy mẫu MN10 nằm vị trí chân đồi pegmatit, nơi có nhiều hộ gia đình sử dụng, có hàm lượng cao gấp 1,29 lần giới hạn cho phép.Các mẫu nước khác thuộc khu vực xóm Dấu có hàm lượng radi từ 0,34x10-12g/l đến 5,6x10-12g/l (nhỏ giới hạn cho phép).Theo dãy phân rã phóng xạ 238U, 226Ra sản phẩm phân rã tự nhiên đồng vị 238U Do thấy, chất dị thường thiên Thori, hàm lượng Urani không cao So sánh giá trị phân tích mẫu nước dọc theo suối Bầu thấy nồng độ radon vị trí thượng nguồn suối Bầu (MN07) có nồng độ radon thấp (Rn = 1.860 Bq/m3), tăng cao vị trí MN10 (gần thân pegmatit, Rn = 120.000 Bq/m3) giảm dần đến cuối suối (MN32, Rn=36350Bq/m3, MN06, Rn=1760Bq/m3, MN08, Rn=300Bq/m3) (Hình 23) Hình Nồng độ radon mẫu nước dọc mặt cắt Suối Bầu Hàm lượng radi mẫu nước có thay đổi tương tự hàm lượng radon, thấp thượng nguồn, tăng cao vị trí gần thân pegmatit giảm dần cuối suối Theo kết phân tích mẫu biểu đồ hình 23 thấy t hoạt độ alpha beta mặt cắt dọc suối Bầu tăng cao vị trí thơn Hạ Thành – gần thân pegmatit (MN16, tổng alpha =0,076Bq/l, tổng beta =0,296 Bq/l), sau giảm cuối tuyến mặt cắt Hình Tổng hoạt độ alpha, beta mẫu nước dọc mặt cắt Suối Bầu Từ kết so sánh giá trị thành phần radon, radi, tổng hoạt độ alpha, beta mẫu nước dọc theo mặt cắt suối Bầu thấy, vị trí đầu nguồn suối có giá trị nhỏ, tăng cao khu vực thôn Hạ Thành (gần thân pegmatit) giảm dần phía cuối suối Từ thấy, suối Bầu chảy qua dị thường bổ sung thêm nguồn nước đồi pegmatit làm tăng thêm phát tán chất phóng xạ theo môi trường nước Tuy nhiên mức độ phát tán phóng xạ theo nguồn nước suối Bầu khơng lớn (300 – 400m) Hoàng Thị Hà 52 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ 3.2.2 Hàm lượng nguyên tố phóng xạ U, Th, K đất Từ bảng thấy, hàm lượng 232Th mẫu đất khu vực nghiên cứu dao động khoảng từ 36,97 ÷ 912,80 Bq/kg, cao vị vị trí MD17, vị trí nằm gần thân pegmatit Hàm lượng 238U dao động khoảng từ 22,03 ÷ 849,02 Bq/kg, trung bình đạt 112,49Bq/kg Hàm lượng 40K dao động khoảng từ 25,40 ÷ 325,32 Bq/kg, trung bình đạt157,82Bq/l Kết phân tích mẫu đất thấy, hàm lượng chất phóng xạ tăng cao vị trí MD01, MD02, MD10, MD16 MD17 (Bảng 6), mẫu MD01, MD02, MD16 MD17 mẫu đất lấy vị trí chân đồi có chứa thân pegmatit.Riêng mẫu MD10 nằm cách xa thân pegmatit hàm lượng nguyên tố phóng xạ cao Có thể lý giải tăng cao hàm lượng nguyên tố phóng xạ U, Th, K vị trí q trình phong hóa tác động canh tác, trồng trọt người dân nơi khiến nguyên tố phóng xạ U, Th, K thân pegmatit di chuyển tập trung khu vực chân đồi di chuyển khu vực khác gây nhiễm Ngồi ra, tác động dịng chảy (suối) khu vực gây ảnh hưởng tới việc di chuyển tập trung nguyên tố vị trí chân đồi Bảng Hàm lượng nguyên tố phóng xạ mẫu đất TT Số hiệu mẫu Toạ độ VN-2000 (m) X Y Hoạt độ (Bq/kg) 40 238 K U 232 Th 137 Cs Giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn NRB-96 Tổng hoạt độ Ghi (Bq/kg) < 370,00 MD01 2324329 507172 174,800 108,049 361,050 - 595,88 MD02 2324500 507065 125,300 117,606 352,200 - 589,64 MD03 2325226 506185 25,400 38,117 45,600 1,400 100,01 MD04 2325119 506119 113,000 47,603 46,950 1,200 118,71 MD05 2324825 507065 42,100 38,148 36,970 - 90,16 MD06 2324825 506222 320,900 35,802 48,570 - 126,71 MD07 2325012 505997 165,570 54,335 73,800 - 165,09 MD08 2324470 506762 265,500 45,625 44,850 1,200 126,95 MD09 2324503 506787 187,050 73,879 87,250 - 204,08 10 MD10 2324352 507266 325,320 849,017 433,800 16,400 1444,95 11 MD11 2324695 506609 108,250 12 MD12 2324783 506466 254,000 106,825 155,350 13 MD13 2324578 506935 136,300 Hoàng Thị Hà 25,296 46,512 53 68,500 95,230 - 124,23 1,300 331,92 - 182,85 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN TT Số hiệu mẫu Luận văn thạc sĩ Toạ độ VN-2000 (m) X Y Hoạt độ (Bq/kg) 40 238 K U 232 Th 137 Cs Tổng hoạt độ Ghi (Bq/kg) 14 MD14 2324579 506934 146,800 30,753 80,650 - 148,88 15 MD15 2324710 506763 87,530 22,032 137,000 - 208,94 16 MD16 2324329 507172 125,340 148,920 746,050 1,300 1136,90 17 MD17 2324774 506509 79,700 0,587 1326,40 123,862 912,800 Theo kết phân tích mẫu đất khu vực nghiên cứu, hàm lượng U mẫu đất khu vực dao động khoảng 22,03 ÷ 849,02 ppm, hàm lượng Th dao động khoảng 36,97 ÷ 912,80 ppm So sánh với giá trị hàm lượng trung bình nguyên tố U Th môi trường đất giới bảng thấy hàm lượng U Th mẫu đất cao giá trị trung bình mơi trường từ – 456 lần Điều cho thấy hàm lượng nguyên tố phóng xạ khu vực nghiên cứu cao Đây kết việc di chuyển nguyên tố phóng xạ từ thân pegmatit mơi trường đất nhờ q trình phong hóa, bóc mịn, hoạt động nước mặt, nước ngầm hoạt động canh tác, trồng trọt người dân khu vực Bảng Hàm lượng U Th môi trường (mg/kg) Môi trường Vỏ trái đất1 Đá granit1 Đá bazan1 Đá phiến sét1 U 0,5 3,5 Th 12 20 12 Môi trường Đá cát kết2 Đá vôi2 Đất2 Nước ngọt3 Nước biển3 U 0,5 2 0,2 x 10-3 x 10-3 Th - Wedepohl, 1974; 2Bowen, 1979; 3Broecker Peng, 1982 3.2.3 Hàm lượng nguyên tố phóng xạ U, Th, K lương thực Kết phân tích hàm lượng chất phóng xạ mẫu thực vật khu vực nghiên cứu thể bảng Theo bảng này, hàm lượng 238U mẫu thực vật khu vực nghiên cứu dao động khoảng từ ÷ 1,78Bq/kg, hàm lượng 232Th dao động khoảng từ 0,22 ÷ 12,27 Bq/kg, hàm lượng 40K dao động khoảng 7,5 ÷ 109,6 Bq/kg Suất liều hiệu dụng mẫu thực vật (Hd) tính theo công thức: Hd = (6,2 x 106K+2,8 x104Ra+2,3 x104Th+4,4 x 105U)*md; (mSv/năm) Hoàng Thị Hà 54 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Với K, Ra, Th, U hoạt độ nguyên tố kali, radi, thori, urani lít nước kg lương thực (Bq/kg); m d khối lượng nước thực phẩm trung bình năm người dân sử dụng (nước: 800 lít; lương thực thực phẩm: 650kg) hấp thụ nguyên tố phóng xạ Th, U cao từ đến lần mẫu sắn, với nguyên tố 40K, mức độ hấp thụ mẫu thóc sắn cao trung bình 50Bq/kg Tính tốn suất liều hiệu dụng cho mẫu thực vật khu vực nghiên cứu cho thấy 15 mẫu thực vật phân tích có đến 14 mẫu có suất liều hiệu dụng vượt giới hạn cho phép từ 1,15 đến 2,24 lần Theo kết phân tích mẫu kết thống kê thấy mức độ 232 238 So sánh giá trị hàm lượng chất phóng xạ mẫu phân tích với tiêu chuẩn cho phép theo bảng 10 thấy mẫu thực vật có hàm lượng 238 U 40K nằm giới hạn cho phép (Bảng 10) Riêng với giá trị 232Th có đến mẫu có giá trị vượt giới hạn cho phép (theo TCVN) Điều cho thấy chất dị thường thân pegmatit khu vực nghiên cứu nghiêng Thori hấp thụ hoạt chất phóng xạ phát tán từ thân pegmatit lương thực khu vực lớn Bảng Hàm lượng nguyên tố phóng xạ mẫu thực vật TT Số hiệu mẫu Loại mẫu Hd (mSv/năm) Hoạt độ trung bình (Bq/kg) 238 U 232 Th 228 Th 40 K 137 Cs 226 Ra Giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn (NRB-96) < 0,200 TV01 Sắn 0,000 5,500 3,200 33,40 0,029 - 0,613 TV02 Sắn 0,660 1,300 1,300 109,60 - 0,650 0,773 TV03 Thóc 0,580 0,890 0,780 105,200 - 0,570 0,661 TV04 Thóc 0,680 0,220 0,220 78,45 0,122 0,670 0,490 TV05 Thóc 0,300 0,220 0,210 67,23 - 0,300 0,366 TV06 Thóc 0,800 0,230 0,230 7,50 - 0,790 0,231 TV07 Sắn 0,160 12,270 0,640 65,45 - 0,150 0,391 TV08 Sắn 0,240 - 0,230 0,292 TV09 Thóc 0,490 - - 12,60 - 0,480 0,152 10 TV10 Sắn 1,780 - - 21,20 - 1,740 0,453 11 TV11 Sắn 0,440 1,110 1,000 23,15 0,492 0,430 0,334 12 TV12 Thóc 0,800 0,980 0,870 35,60 0,109 0,780 0,438 Hồng Thị Hà 0,560 0,480 42,56 55 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Hd (mSv/năm) Hoạt độ trung bình (Bq/kg) Số hiệu mẫu Loại mẫu 13 TV13 Sắn 0,590 0,680 0,410 49,19 0,053 0,580 0,382 14 TV14 Sắn 0,290 0,400 0,390 56,78 0,346 15 TV15 Thóc 0,000 TT 238 U 232 Th 228 - Th - 40 K 137 Cs - 87,56 226 Ra 0,280 - 0,353 Bảng Thống kê hoạt độ nguyên tố phóng xạ mẫu thực vật TT Loại (số lượng mẫu) 238 U Hoạt độ trung bình (Bq/kg) 232 228 40 Th Th K 137 Cs 226 Ra Hd* (mSv/năm) Thóc (7) 0,594 3,117 1,060 50,166 0,191 0,580 0,448 Sắn (8) 0,608 0,508 0,462 56,306 0,116 0,598 0,384 Bảng Hoạt độ phóng xạ giới hạn thực phẩm (theo đường tiêu hóa) Nguyên tố 40 K Th 238 U 232 Hoạt độ cho phép (Bq/kg) TCVN Tiêu chuẩn IAEA 9,25x10 2,0x102 7,40x10-1 5,4 2,17x10 7,3x10-1 Theo sơ đồ vị trí điểm mẫu nhiễm khu vực nghiên cứu (Hình 25) thấy, vị trí lấy mẫu đất có hàm lượng ngun tố phóng xạ vượt giới hạn cho phép, mẫu thực vật lấy vị trí có giá trị hoạt độ trung bình ngun tố U, Th, K vượt tiêu chuẩn cho phép, mẫu nước có nồng độ radon tự do, tổng hoạt độ alpha, beta vượt tiêu chuẩn cho phép nằm vị trí thân pegmatit chân đồi pegmatit Từ vị trí điểm mẫu ô nhiễm này, học viên tiến hành thành lập sơ đồ khoanh vùng khu vực ô nhiễm sơ đồ hình 26 Trong khu vực nghiên cứu có tồn đá gneis biotit, plagiogneis biotit, gneis biotit có horblen amphibolit thuộc hệ tầng Suối Chiềng - Phân hệ tầng (PP1sc2), có diện lộ khoảng 0,9 km trung tâm vùng nghiên cứu vi sut liu bc x gamma 0,26 ữ 0,68àSv/h, trung bình 0,34µSv/h; đá phiến biotit- granit, đá phiến hai mica, granit bị migmatit hoá thuộc hệ tầng Suối Làng - Phân hệ tầng (PP1sl1), suất liều xạ gamma 0,20 ữ 0,70àSv/h, cỏc d thng cú cng phúng xạ từ 4,00 đến 7,5 µSv/h Hồng Thị Hà 56 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ đá thuộc phức hệ Bảo Hà Cùng với tồn thân pegmatit có cường độ phóng xạ cao với kết phân tích mẫu hóa phóng xạ cho ThO2 = 0,278%, U3O8 = 0,008% Đặc biệt, thân pegmatit khu vực thường gặp khoáng vật xạ uraninit, thorianit, thorit, zircon, monazit, xenotim với hàm lượng thori lớn Sự tồn đá có độ chứa xạ cao khu vực với q trình phong hóa, bóc mịn khiến ngun tố phóng xạ bị hịa tan, phát tán vào mơi trường nước, khơng khí, đất Cùng với tồn phát triển mạnh mẽ mạch nước ngầm mạng lưới suối chảy qua thân pegmatit khu vực điều kiện thuận lợi để di chuyển nguyên tố phóng xạ từ thân pegmatit môi trường nước, môi trường đất phát tán chất phóng xạ xa Hoàng Thị Hà 57 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận thc s Sơ đồ vị trí điểm mẫu « nhiÔm 105° 03'00" 21° 02'01" 05 600 05 400 05 800 06 200 06 000 06 600 06 400 07 000 06 800 07 200 25 800 25 25 800 Su 25 600 07 400 105°04'20" 21° 02'01" 25 600 ối Cỏ MN04 PPÊ ẵ Ô T.80 Khu Lũng đày 200 25 400 242.0 25 T 76 25 400 Q MN05  Su è MN40 Êu iD TV04   25 200 xãm DÊu TV03  MD03 MD04 25 200 PP£Í Ỉ £  25 000 TV05  MN26 MD05 25 000 PP£Í ẵ Ô M /PPÊơÔẳ 286.0 207.3 24 800 TV07 TV06 PPÊẵ Ô TV12 MD06PPÊ ặ Ê T hôn Hạ Thành 341 25 300 24 600    MD17 TV11  X ãm B­    MN16 MN08   TV13  MN34  MN11 TV09 MN10 TV08 MD11 PPÊẵ Ô MD08 24 400 MN19 PPÊ ẵ Ô 336.0 321.5 24 800 MN06 MD15 24 600 TV02 TV01  MD02  MD01 MD16   24 400 330.5 30 PP£ÍỈ £ 24 200   TV14 MD14 24 200  TV10 MD10  MN07 24 000 24 000 350 40 45 23 800 23 800 55 23 600 500 23 600 21° 00'41" 10503'00" PPÊặ Ô 05 600 05 400 05 800 06 000 06 200 06 600 06 400 06 800 07 000 07 200 21° 00'41" 07 400 105°04'20" Tû lÖ 1:10.000 CHØ DÉn       1cm đồ 100m thực tế Mẫu nước có hàm lượng phóng xạ lớn giới hạn cho phép số hiệu Mẫu nước có hàm lượng phóng xạ nhỏ giới hạn cho phép số hiệu Mẫu thực vật có hàm lượng phóng xạ lớn giới hạn cho phép số hiệu Mẫu thực vật có hàm lượng phóng xạ nhỏ giới hạn cho phép số hiệu Mẫu đất có hàm lượng phóng xạ lớn giới hạn cho phép số hiệu Mẫu đất có hàm lượng phóng xạ nhỏ giới hạn cho phép số hiệu Ranh giới địa chất Thân pegmatit Đường đồng mức giá trị (m) Điểm độ cao (m) Suối 450 300 Đường ôtô Đường mòn Khu vực nghiên cứu Hình Sơ đồ vị trí điểm mẫu có hàm lượng phóng xạ vượt tiêu chuẩn cho phép khu vực nghiên cứu Hoàng Thị Hà 58 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN 105° 03'00" 21° 02'01" 05 400 Luận văn thạc sĩ 05 800 05 600 06 000 06 200 06 400 06 600 06 800 07 000 07 200 25 800 25 25 800 iC Suè 25 600 07 400 105°04'20" 21° 02'01" 25 600 T.8 Khu Lũng đày 200 25 400 T.76 25 400 242.0 25 Su è Êu iD 25 200 25 200 xã m DÊu 25 000 25 000 86.0 207.3 24 800 24 800 Xóm Bư Thôn Hạ Thµnh 341.8 25 24 600 300 24 600 321.5 24 400 336 24 400 30.5 30 24 200 24 200 CHỉ Dẫn Ranh giới địa chất Đường đồng mức giá trị (m) Điểm độ cao (m) 300 Suèi 23 800 24 000 350  40 450 45 24 000 23 800 §­êng ôtô Đường mòn 55 21 00'41" 105°03'00" Khu vùc nghiªn cøu 23 600 500 23 600 Khu vùc « nhiƠm 05 400 05 600 05 800 06 000 06 200 06 400 06 600 06 800 07 000 07 200 21° 00'41" 07 400 10504'20" Tỷ lệ 1:10.000 1cm đồ 100m ngoµi thùc tÕ Hình Sơ đồ khoanh vùng nhiễm khu vực nghiên cứu Ngồi khơng thể khơng kể đến đóng góp hoạt động canh tác người dân khu vực việc phát tán ngun tố phóng xạ mơi trường xung quanh Theo khảo sát, hoạt động đào bới, cầy xới, làm thủy lợi nhỏ để trồng trọt diễn nhiều năm thân pegmatit khu vực lân cận làm phát tán nguyên tố phóng xạ xa Hơn nữa, việc trồng lương thực Hoàng Thị Hà 59 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ thân pegmatit khu vực xung quanh có hàm lượng nguyên tố phóng xạ cao khiến lương thực bị nhiễm xạ Từ thấy tác động q trình phong hóa, bóc mịn, phát triển mạch nước ngầm mạng lưới suối chảy qua thân pegmatit hoạt động canh tác người dân khu vực, nguyên tố phóng xạ U, Th, K di chuyển từ đá thân pegmatit môi trường xung quanh Hoàng Thị Hà 60 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua trình nghiên cứu rút số kết luận kiến nghị sau: 1.1 Kết đo phổ gamma mặt cắt tuyến khu vực nghiên cứu cho thấy hàm lượng nguyên tố phóng xạ (U, Th) tăng cao khu vực có thân pegmatit nơi tích tụ, lắng đọng ngun tố phóng xạ rửa trơi từ thân pegmatit nguồn cung cấp khác Sự tăng cao hàm lượng nguyên tố phóng xạ (U, Th) khu vực có liên quan mật thiết tới tồn thân pegmatit khu vực Hàm lượng nguyên tố urani thori có tương quan chặt chẽ với (R = 0,86) Hàm lượng nguyên tố kali, uran, thori hệ tầng Suối Chiềng cao so với hệ tầng Suối Làng 1.2 Các mẫu nước vị trí nằm thân pegmatit chân đồi pegmatit có nồng độ radon tự tổng hoạt độ alpha, beta cao tiêu chuẩn cho phép (QCVN 08:2008, QCVN 09:2008) Hàm lượng chất phóng xạ tăng cao mẫu lấy vị trí chân đồi có chứa thân pegmatit Có đến 14/15 mẫu thực vật phân tích có suất liều hiệu dụng vượt giới hạn cho phép từ 1,15 đến 2,24 lần Trong có mẫu có hàm lượng 232Th vượt giới hạn cho phép hoạt độ phóng xạ thực phẩm theo tiêu chuẩn an tồn phóng xạ Cộng hồ Liên Bang Nga (NRB-96) Tại vị trí lấy mẫu đất có hàm lượng nguyên tố phóng xạ vượt giới hạn cho phép, mẫu thực vật lấy vị trí có giá trị hoạt độ trung bình nguyên tố U, Th, K vượt tiêu chuẩn cho phép, mẫu nước có nồng độ radon tự do, tổng hoạt độ alpha, beta vượt tiêu chuẩn cho phép nằm vị trí thân pegmatit chân đồi pegmatit Kết nghiên cứu cho thấy nguyên tố phóng xạ U, Th, K di chuyển từ thân pegmatit môi trường nước mơi trường đất q trình rửa lũa, phong hóa, bóc mịn hoạt động canh tác người dân khu vực 1.3 Người dân khu vực nghiên cứu sinh sống canh tác trực tiếp khu vực có chứa thân pegmatit, nguy ảnh hưởng từ nguyên tố phóng xạ tới người dân lớn Do vậy, quyền địa phương cần xây dựng thực quy hoạch hợp lý nhằm giảm thiểu mức độ chịu ảnh hưởng từ mơi trường phóng xạ tới sức khỏe cộng đồng địa phương Ngoài ra, kiến nghị người dân khu vực không sử dụng trực tiếp nguồn nước khu vực chân đồi chứa thân pegmatit mà sử dụng nguồn nước thượng nguồn khe Bầu, cách trung tâm thôn Hà Thành khoảng 700m, dùng nước thượng nguồn suối Dấu, suối Cỏ cách trung tâm nhóm gia đình Lũng Đày 500m Hoàng Thị Hà 61 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), QCVN08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), QCVN09:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước ngầm, Hà Nội Vũ Văn Bích nnk (2006), Báo cáo “Điều tra chi tiết trạng mơi trường phóng xạ Dấu Cỏ, Xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ tỷ lệ 1:1.000, phục vụ quy hoạch dân cư phát triển kinh tế xã hội khu vực” Các tiêu chuẩn an tồn phóng xạ, Cộng hồ Liên Bang Nga (NRB-96), Moscova, 1996 Nguyễn Văn Nam nnk (2010), Báo cáo “Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn xác định mức chiếu xạ tự nhiên có khả gây hại cho người” Lê Khánh Phồn (2004), Thăm dị phóng xạ, Nhà xuất Giao thơng vận tải Lê Khánh Phồn (2010), Thăm dị phóng xạ tìm kiếm khống sản nghiên cứu mơi trường (Giáo trình) Đặng Trung Thuận (1998), Địa hóa ngun tố (Giáo trình) Trần Bình Trọng nnk (2002), Báo cáo “Điều tra trạng mơi trường phóng xạ, khả ảnh hưởng biện pháp khắc phục số mỏ phóng xạ, mỏ có chứa phóng xạ Lai Châu, Cao Bằng Quảng Nam tỷ lệ 1:25000 10 Trần Anh Tuấn nnk (2013-2014), Báo cáo "Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ thành lập đồ mơi trường phóng xạ tự nhiên Áp dụng thử nghiệm địa bàn tỉnh Phú Thọ” 11 Văn qui phạm pháp luật an toàn kiểm sốt xạ - 1998, Ban an tồn xạ hạt nhân, Bộ Khoa học, Công nghệ mơi trường 12 Viện Khoa học Địa chất Khống sản (1989), Báo cáo địa chất khống sản nhóm tờ Thanh Sơn Thanh Thủy tỷ lệ 1/50.000 tập II – Địa chất 13 Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản (1989), Báo cáo địa chất khoáng sản nhóm tờ Thanh Sơn Thanh Thủy tỷ lệ 1/50.000 tập II – Khống sản Hồng Thị Hà 62 Trường ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ 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, 4th ed CRC Press, London 18 Wedepohl, K H., ed (1969–1974) Handbook of Geochemistry, SpringerVerlag, Berlin; Taylor Hoàng Thị Hà 63