(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phông phóng xạ môi trường khu vực nội thành phố hà nội môi trường và bảo vệ môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Đồng Quân NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHƠNG PHĨNG XẠ MƠI TRƢỜNG KHU VỰC NỘI THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Đồng Quân NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHƠNG PHĨNG XẠ MƠI TRƢỜNG KHU VỰC NỘI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN XUÂN CỰ Hà Nội - 2012 Mục Lục MỞ ĐẦU .5 CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU .7 1.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội thủ đô Hà Nội .7 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Kinh tế xã hội 11 1.2 Tổng quan hàm lƣợng phóng xạ tự nhiên đối tƣờng môi trƣờng .16 1.2.1 Các đơn vị đo liều xạ .16 1.2.2 Quan niệm chung số liệu địa hoá .22 1.2.3 Các số liệu ghi đo hàm lƣợng 23 1.2.4 Phóng xạ mơi trƣờng vấn đề liên quan đến sức khỏe ngƣời .27 1.2.5 Các vấn đề chung quản lý an toàn xạ nhiễm phóng xạ .30 1.2.6 Các nguồn chiếu xạ tự nhiên, khái niệm NORM 33 1.2.7 Các nguồn chiếu xạ nhân tạo .37 1.3 Hệ thông tin địa lý (GIS) ứng dụng nghiên cứu môi trƣờng 40 1.3.1 Định nghĩa 40 1.3.2 Chức GIS .41 1.3.3 Các thành phần GIS 41 1.3.4 Các phép nội suy GIS 43 1.3.5 Một số ứng dụng GIS .45 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu .47 2.2 Phạm vi nghiên cứu 47 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 47 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 3.1 Các kết thu đƣợc phơng phóng xạ mơi trƣờng Hà Nội biện luận so sánh với phơng phóng xạ chung giới khu vực 51 3.1.1 Kết tổng alpha beta mẫu nƣớc giếng Hà Nội 51 3.1.2 Kết hoạt độ phóng xạ phát gamma chuỗi Uran, Thơri, Kali phóng xạ nhân tạo cs-137 mẫu đất Hà Nội .60 3.1.3 Kết hàm lƣợng Rn-222 khơng khí ngồi trời Hà Nội 75 3.1.4 Kết hàm lƣợng Radon nhà Hà Nội 78 3.1.5 Kết ghi đo suất liều hấp thụ khơng khí khu vực Hà Nội 80 KẾT LUẬN .90 MỞ ĐẦU Môi trƣờng tồn cầu nói chung Việt Nam, nhƣ Hà Nội nói riêng bị tác động mạnh hoạt động ngƣời Chất lƣợng môi trƣờng ngày biến đổi làm ảnh hƣởng trực tiếp đến sống ngƣời Môi trƣờng bị tác động nƣớc ta nói chung Hà Nội nói riêng vấn đề không nhà nƣớc mà xã hội quan tâm Một yếu tố nguy hại môi trƣờng đến sức khoẻ cộng đồng phải kể đến nhân tố phóng xạ bao gồm phóng xạ tự nhiên, phóng xạ nhân tạo ứng dụng kinh tế quốc dân Các chất phóng xạ gây tác động xấu đến mơi trƣờng sức khoẻ cộng đồng hệ mà ảnh hƣởng đến nhiều hệ khác nên vấn đề bảo vệ mơi trƣờng nói chung phóng xạ nói riêng hệ trọng Do sách mở cửa nhà nƣớc nói chung Hà Nội nói riêng nên năm gần tốc độ phát triển kinh tế mạnh, số lƣợng khu công nghiệp lớn, nhỏ, sở sử dụng xạ, khu khai thác quặng loại, chế biến sản phẩm, làng nghề kể khu thu gom phế thải tăng lên nhanh chóng Tình trạng phát triển ạt lại không đồng thiếu qui hoạch, qui trình cơng nghệ lại có phần lạc hậu có thủ cơng tự phát ngun nhân gây tác động xấu đến môi trƣờng Do phát triển thiếu qui hoạch, thiếu đồng nên việc quản lý mặt mơi trƣờng gặp khó khăn, khâu quản lý nguyên, vật liệu, vật tƣ đầu vào khu sản xuất chế biến thu gom phế liệu, phế thải nhƣ khu chế biến quặng sản phẩm vật liệu chịu lửa, gốm xứ mà phần nguyên, vật liệu chứa nguyên tố phóng xạ cao nguyên, vật liệu khác Theo kết khảo sát cho thấy tồn hoạt động loại hình nói khâu nguyên nhân gây tác động ô nhiễm môi trƣờng địa bàn, không quản lý tốt tới hoạt động sở nói có kế hoạch phịng chống nhiễm mặt phóng xạ, khu vực có nguy gây tác động nhiễm cao, nguy gây tác động ô nhiễm môi trƣờng tác hại sức khoẻ cộng đồng lầ điều xảy ảnh hƣởng đến phát triển bền vững kinh tế Bức xạ ion hoá nói chung nhƣ chất phóng xạ có nhiều ứng dụng đời sống kinh tế Tuy nhiên xạ ion hố nói chung nhƣ chất phóng xạ lại có ảnh hƣởng khơng tốt đến sức khoẻ ngƣời, để phát huy mặt có lợi, hạn chế tác động có hại tới ngƣời mơi trƣờng sống cần có nghiên cứu đánh giá nghiêm túc mức phông phóng xạ địa bàn cụ thể, lập đồ mức phơng phóng xạ địa bàn, theo dõi khuynh hƣớng thay đổi có theo thời gian tác động tự nhiên xã hội trình vận động phát triển Trên địa bàn thủ đô Hà Nội nghiên cứu đánh giá lĩnh vực năm qua bắt đầu thực nhƣ quy mơ cịn hạn chế, chƣa xây dựng đƣợc đồ mức phơng phóng xạ tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng đồ phơng phóng xạ mơi trƣờng khu vực nội thành Hà Nội ” Nhằm bƣớc đầu cung cấp liệu để nhà quản lý nắm đƣợc trạng phóng xạ Hà nội cũ để đƣa sách quy hoạch, quản lý phù hợp CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội thủ đô Hà Nội Đặc điểm điều kiện tự nhiên Thủ khơng có nhiều thay đổi giai đoạn 2006 – 2010, nhiên, tính từ thời điểm 1/08/2008, Thủ đô Hà Nội đƣợc mở rộng bao gồm toàn tỉnh Hà Tây (cũ), phần tỉnh Hịa Bình Vĩnh Phúc đặc điểm điều kiện tự nhiên Thủ đô Hà Nội trở nên phong phú đặc sắc với nhiều vùng cảnh quan khác Trong số đặc điểm điều kiện tự nhiên Thủ đô Hà Nội, đặc điểm vị trí địa lý, địa hình, hệ thống thủy văn khí hậu đóng vai trị quan trọng tác động qua lại ảnh hƣởng tới môi trƣờng Thủ đô 1.1.1 Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý Hà Nội có vị trí từ 20°53' đến 21°23' độ vĩ Bắc 105°44' đến 106°02' độ kinh Đông, vùng tam giác châu thổ sông Hồng, đất đai mầu mỡ, trù phú đƣợc che chắn phía Bắc - Đơng Bắc dải núi Tam Đảo phía Tây - Tây Nam dãy núi Ba Vì - Tản Viên Hà Nội tiếp giáp với tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc phía Bắc; Hà Nam, Hịa Bình phía Nam; Bắc Giang, Bắc Ninh Hƣng n phía Đơng; Hịa Bình Phú Thọ phía Tây Sau mở rộng địa giới hành vào tháng năm 2008, Thủ Hà Nội có diện tích 3.324,92 km², nằm hai bên bờ sông Hồng, nhƣng tập trung chủ yếu bên hữu ngạn Hình Bản đồ Hà Nội b.Địa hình Địa hình Hà Nội thấp dần từ Bắc xuống Nam từ Tây sang Đơng với độ cao trung bình từ đến 20 mét so với mực nƣớc biển Dạng địa hình chủ yếu Hà Nội địa hình đồng (chiếm đến ba phần tƣ diện tích tự nhiên Hà Nội) đƣợc đắp bồi dịng sơng với bãi bồi đại bãi bồi cao nằm hữu ngạn sông Đà, hai bên sông Hồng chi lƣu sông khác, vùng trũng với hồ đầm Phần diện tích đồi núi phần lớn thuộc huyện Sóc Sơn, Ba Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, với đỉnh nhƣ Ba Vì cao 1.281 m, Gia Dê 707 m, Chân Chim 462 m, Thanh Lanh 427 m, Thiên Trù 378 m Nếu khơng kể hai dãy Ba Vì, Hƣơng Sơn quần thể núi Sài khu vực ngoại thành có dãy Sóc Sơn thuộc hệ thống mạch núi Tam Đảo chạy xuống gồm nhiều nằm hai huyện Mê Linh Sóc Sơn Khu vực nội thành có số gị đồi thấp nhƣng cao khơng q 20 mét nhƣ gò Đống Đa, núi Sƣa, núi Khán, núi Nùng, Địa hình Hà Nội đƣợc phản ánh rõ nét qua dòng chảy tự nhiên dịng sơng chảy qua Hà Nội nhƣ sơng Cầu, sông Cà Lồ, sông Đuống, sông Hồng, sông Nhuệ đƣợc phân tích dƣới c Hệ thống thủy văn Sơng Hồng sơng Thủ Hà Nội, bắt đầu chảy vào Hà Nội xã Phong Vân, huyện Ba Vì khỏi Thủ khu vực xã Quang Lãng, huyện Phú Xuyên tiếp giáp Hƣng Yên Đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội dài 163 km, chiếm khoảng phần ba chiều dài sông đất Việt Nam (khoảng 556 km sông Hồng chảy qua Việt Nam tổng chiều dài 1.160 km sông Hồng) Bên cạnh sông lớn, sông nhỏ chảy khu vực nội thành nhƣ sông Nhuệ, sông Tô Lịch, sông Kim Ngƣu, sông Lừ, sông Sét Hiện nay, sông đƣợc xem nhƣ đƣờng tiêu thoát nƣớc thải Hà Nội: Ngồi hệ thống sơng, Hà Nội Thủ đô đặc biệt nhiều đầm hồ, dấu vết cịn lại dịng sơng cổ Trong khu vực nội thành, Hồ Gƣơm nằm trung tâm lịch sử Thủ đơ, giữ vị trí đặc biệt Hà Nội; Hồ Tây có diện tích lớn nhất, khoảng 500 ha, đóng vai trị quan trọng khung cảnh đô thị Trong khu vực nội ô kể tới hồ tiếng khác nhƣ Trúc Bạch, Thiền Quang, Thủ Lệ Ngồi ra, cịn nhiều đầm hồ lớn nằm địa phận Hà Nội nhƣ Kim Liên, Liên Đàm, Ngải Sơn - Đồng Mô, Suối Hai, Mèo Gù, Xuân Khanh, Tuy Lai, Quan Sơn, d Khí hậu Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mƣa nhiều mùa đơng lạnh, mƣa Thuộc vùng nhiệt đới, Hà Nội quanh nǎm tiếp nhận lƣợng xạ mặt trời dồi có nhiệt độ cao Do tác động biển, Hà Nội có độ ẩm lƣợng mƣa lớn, trung bình 114 ngày mƣa năm Một đặc điểm rõ nét khí hậu Hà Nội thay đổi khác biệt hai mùa nóng, lạnh Mùa nóng kéo dài từ tháng tới tháng 9, kèm theo mƣa nhiều, nhiệt độ trung bình 28,1 °C Từ tháng 11 tới tháng năm sau khí hậu mùa đơng với nhiệt độ trung bình 18,6 °C Cùng với hai thời kỳ chuyển tiếp vào tháng tháng 10 tạo đặc điểm khí hậu đặc trƣng Thủ Hà Nội với mùa: Xuân, Hạ, Thu Đông Bảng Một số tiêu khí hậu thành phố Hà nội Tháng 10 11 12 bình 19 19 22 27 31 32 32 32 31 28 24 22 tối cao (66) (67) (72) (80) (87) (90) (90) (89) (88) (82) (76) (71) 14 16 18 22 25 27 27 27 26 23 19 16 (58) (60) (65) (71) (77) (80) (80) (80) (78) (73) (66) (60) 100.3 40.6 20.3 (3.95) (1.60) (0.80) Trung °C (°F) Trung bình tối thấp °C (°F) Lƣợng mƣa mm (inch) 195 20.1 30.5 40.6 80 240 (0.79) (1.20) (1.60) (3.15) (7.7 (9.45) 0) 320 (12 6) 340 (13 4) 254 (10 0) 10 BẢN ĐỒ NỒNG ĐỘ PHÓNG XẠ GAMMA CỦA Ac-228 TRONG ĐẤT HÀ NỘI 95 96 BẢN ĐỒ NỒNG ĐỘ PHÓNG XẠ GAMMA CỦA Bi-214 TRONG ĐẤT HÀ NỘI 97 98 BẢN ĐỒ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CÁC THƠNG SỐ PHĨNG XẠ TRONG NƢỚC 99 100 BẢN ĐỒ PHÂN BỐ NỒNG ĐỘ PHÓNG XẠ BETA TRONG NƢỚC 101 102 BẢN ĐỒ PHÂN BỐ NỒNG ĐỘ PHÓNG XẠ ALPHA TRONG NƢỚC 103 BẢN ĐỒ VỊ TRÍ XÁC ĐỊNH RADON TRONG KHƠNG KHÍ HÀ NỘI 104 BẢN ĐỒ PHÂN BỐ NỒNG ĐỘ PHÓNG XẠ RADON TRONG KHƠNG KHÍ HÀ NỘI 105 106 BẢN ĐỒ SUẤT LIỀU HẤP PHỤ GAMMA TRONG KHƠNG KHÍ TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI Khuyến Nghị Tuy tổng lƣợng phóng xạ tổng lƣợng hấp phụ nguyên tố phóng xạ địa bàn Hà nội nằm dƣỡi ngƣỡng cho phép, nhƣng xạ có ảnh hƣởng lớn đến sức khỏe ngƣời vật ni cần phải thƣờng xuyên quan trắc định kỳ để phát cảnh báo nguy tiềm ẩn nguồn phóng xạ gây Hệ thơng tin địa lý GIS phần mềm đại hữu ích ứng dụng nhiều ngành khoa học khác từ quản lý nghiên cứu Trong môi trƣờng GIS đƣợc ứng dụng từ lâu, nhiên lĩnh vực đánh giá quản lý chất phóng xạ cơng nghệ GIS cịn chƣa đƣợc ứng dụng nhiều cần 107 phải tận dụng ƣu điểm GIS để quản lý đánh giá hàm lƣợng chất phóng xạ mơi trƣờng Nhằm bƣớc đầu cung cấp liệu để nhà quản lý nắm đƣợc trạng phóng xạ Hà nội cũ để đƣa sách quy hoạch, quản lý phù hợp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Lê Văn Khoa nnk (2000), Đất môi trường, Nhà xuất Giáo dục Hoàng Xuân Cơ (2005) Nghiên cứu trạng ô nhiễm bụi thành phố Hà Nội đề xuất giải pháp khắc phục Đặng Văn Đức (2001), Hệ thông tin địa lý, Nhà xuất Khoa hoc Kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Đình Hoè, Nguyễn Ngọc Thạch nnk (1999), Viễn thám nghiên cứu môi trường, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Lê Quốc Hùng CTV, Kết xác định chất lƣợng nƣớc sông, hồ Hà nội phƣơng pháp đo đạc liên tục chất lƣợng nƣớc, 2008-2009.1997 Hoàng Thanh Tùng, Giới thiệu hệ thơng tin địa lý-GIS, Bộ mơn tính tốn thủy văn, Đại học Thủy lợi 108 Hoàng Dƣơng Tùng (2005) Hiện trạng mơi trƣờng khơng khí Việt Nam Chu Văn thắng (1995) Nghiên cứu vùng nhiễm khơng khí cực đại tác động tới sức khoẻ, bệnh tật dân cƣ vùng tiếp giáp khu cơng nghiệp Thƣợng Đình - Hà Nội UBND TP Hà nội, Quy hoạch chung phát triển KT-XH đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2020 10 Sở KH-CN Hà Nội, Báo cáo tổng hợp Đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lƣợng nƣớc sông hồ Hà nội theo phƣơng pháp WQI đề xuất biện pháp BVMT nƣớc”, Chủ trì: Viện Mơi trƣờng Phát triển bền vững,2010 11 Nguyễn Quang Long “Nghiên cứu phơng phóng xạ mơi trƣờng, vật liệu xây dựng thành lập đồ kỹ thuật số phơng phóng xạ mơi trƣờng địa bàn Hà nội tỷ lệ : 1/100.000” Viện Khoa học kỹ thuật hạt nhân 12 Đại học Đà Lạt, Giáo trình khoa học mơi trường, Khoa Mơi trƣờng 13 Nguyễn Hào Quang “Phóng xạ mơi trƣờng sức khỏe ngƣời”, Trung tâm Kỹ thuật An toàn Bức xạ Môi trƣờng Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân 14 Dƣơng Hồng Sơn nnk (2003) Nghiên cứu quy hoạch mơi trƣờng khơng khí đồng sơng Hồng 15 Lê Trình, Báo cáo chun đề “Hiện trạng môi trƣờng nƣớc mặt TP Hà nội” Dự án “Quy hoạch BVMT Thủ đô Hà nội đến năm 2020‟, 5/2012 16 Tổng cục Môi trƣờng, Số liệu quan trắc môi trƣờng nƣớc khu vực Hà nội,2008 17 Báo cáo tổng hợp (2005) Nghiên cứu đề xuất cải thiện mơi trƣờng khơng khí Hà Nội 18 Thơng tƣ Ban hành thực “quy chuẩn kỹ thật quốc gia an tồn xạ- phân nhóm phân loại nguồn phóng xạ” Số: 24/2010/TT-BKHCN Tài liệu tiếng Anh: 19 ESRI (Environmental Systems Research Institute) (2004), Getting started with ArcIMS, USA 20 ESRI (Environmental Systems Research Institute) (2005), Customizing ArcIMS – Java Connector, USA 21 ESRI (Environmental Systems Research Institute) (2002), Customizing ArcIMS – Java viewer, USA 22 ESRI (Environmental Systems Research Institute) (2006), Using ArcGis Decktop, USA 23 ESRI (Environmental Systems Research Institute) (2002), ArcIMS Architecture and Functionalit 24 V Mathiyalagan, S Grunwaldb, K.R Reddy, S.A Bloom (2005), A WebGIS and Geodatabase for Florida’s wetlands, USA 109 ... GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Đồng Quân NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHƠNG PHĨNG XẠ MƠI TRƢỜNG KHU VỰC NỘI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Khoa học môi. .. đô Hà Nội nghiên cứu đánh giá lĩnh vực năm qua bắt đầu thực nhƣ quy mơ cịn hạn chế, chƣa xây dựng đƣợc đồ mức phơng phóng xạ chúng tơi tiến hành đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng đồ phơng... cân phóng xạ chuỗi phóng xạ thƣờng có cân phóng xạ Điều đồng nghĩa với hoạt độ phóng xạ 27 nhân phóng xạ có chuỗi với hoạt độ phóng xạ nhân bắt đầu chuỗi Bảng 10 Độ giàu đồng vị nhân phóng xạ