Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phông phóng xạ môi trường khu vực nội thành Hà Nội Nguyễn Đồng Quân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS chuyên ngành: Khoa học Môi trường; Mã số: 60 85 02 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Xuân Cự Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Nghiên cứu điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của thủ đô Hà Nội. Tổng quan về hàm lượng phóng xạ tự nhiên trong các đối tường môi trường. Hệ thông tin địa lý (GIS) và ứng dụng trong nghiên cứu môi trường. Dùng phương pháp định vị toàn cầu GIS chia ô khảo sát để xây dựng bản đồ. Phương pháp chuyên gia và phương pháp hội thảo. Phương pháp phân tích, thống kê, tổng hợp và đề xuất, khuyến nghị các chính sách và giải pháp đảm bảo an toàn bức xạ. Phương pháp tiến hành khảo sát và phân tích. Keywords: Content Môi trường trên toàn cầu nói chung và ở Việt Nam, cũng như Hà Nội nói riêng đang bị tác động mạnh bởi hoạt động của con người. Chất lượng môi trường ngày càng biến đổi làm ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống con người. Môi trường bị tác động hiện nay ở nước ta nói chung và ở Hà Nội nói riêng đang là vấn đề không chỉ nhà nước mà cả xã hội quan tâm. Một trong những yếu tố nguy hại của môi trường đến sức khoẻ cộng đồng phải kể đến các nhân tố phóng xạ bao gồm phóng xạ tự nhiên, phóng xạ nhân tạo và các ứng dụng của nó trong nền kinh tế quốc dân. Các chất phóng xạ gây tác động xấu đến môi trường và sức khoẻ cộng đồng không phải một thế hệ mà còn ảnh hưởng đến nhiều thế hệ khác nên vấn đề bảo vệ môi trường nói chung và phóng xạ nói riêng là rất hệ trọng. Do chính sách mở cửa của nhà nước nói chung và của Hà Nội nói riêng nên trong những năm gần đây tốc độ phát triển kinh tế rất mạnh, số lượng các khu công nghiệp lớn, nhỏ, các cơ sở sử dụng bức xạ, các khu khai thác quặng các loại, chế biến sản phẩm, các làng nghề và kể các khu thu gom phế thải tăng lên nhanh chóng. Tình trạng phát triển ồ ạt lại không đồng bộ thiếu qui hoạch, qui trình công nghệ lại có phần lạc hậu và có cả thủ công tự phát là nguyên nhân gây tác động xấu đến môi trường. Do phát triển thiếu qui hoạch, thiếu đồng bộ nên việc quản lý về mặt môi trường cũng gặp khó khăn, nhất là khâu quản lý nguyên, vật liệu, vật tư đầu vào của khu sản xuất chế biến và thu gom phế liệu, phế thải như các khu chế biến quặng sản phẩm vật liệu chịu lửa, gốm xứ mà phần nguyên, vật liệu của nó có thể chứa các nguyên tố phóng xạ cao hơn các nguyên, vật liệu khác Theo kết quả khảo sát cho thấy chính sự tồn tại và hoạt động của các loại hình nói trên có thể là một trong những khâu nguyên nhân gây tác động ô nhiễm môi trường trên địa bàn, bởi vậy nếu không quản lý tốt tới các hoạt động của các cơ sở nói trên và có kế hoạch phòng chống ô nhiễm về mặt phóng xạ, những khu vực có nguy cơ gây tác động ô nhiễm cao, nguy cơ gây tác động ô nhiễm môi trường và tác hại sức khoẻ cộng đồng lầ điều có thể xảy ra và ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của nền kinh tế. Bức xạ ion hoá nói chung cũng như các chất phóng xạ có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và nền kinh tế. Tuy nhiên bức xạ ion hoá nói chung cũng như các chất phóng xạ lại có ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ con người, vì vậy để phát huy những mặt có lợi, hạn chế những tác động có hại tới con người và môi trường sống cần có những nghiên cứu đánh giá nghiêm túc về mức phông phóng xạ trên từng địa bàn cụ thể, lập ra bản đồ mức phông phóng xạ trên địa bàn, theo dõi những khuynh hướng thay đổi nếu có theo thời gian do tác động của tự nhiên và xã hội trong quá trình vận động phát triển. Trên địa bàn thủ đô Hà Nội những nghiên cứu đánh giá về lĩnh vực này trong những năm qua đã bắt đầu thực hiện như ở quy mô còn hạn chế, chưa xây dựng được bản đồ mức phông phóng xạ vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phông phóng xạ môi trƣờng khu vực nội thành Hà Nội ” Nhằm bước đầu cung cấp các dữ liệu để các nhà quản lý nắm được hiện trạng phóng xạ ở Hà nội cũ để đưa ra các chính sách quy hoạch, quản lý phù hợp. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của thủ đô Hà Nội Đặc điểm điều kiện tự nhiên của Thủ đô không có nhiều thay đổi trong giai đoạn 2006 – 2010, tuy nhiên, tính từ thời điểm 1/08/2008, khi Thủ đô Hà Nội được mở rộng bao gồm toàn bộ tỉnh Hà Tây (cũ), một phần các tỉnh Hòa Bình và Vĩnh Phúc thì đặc điểm điều kiện tự nhiên của Thủ đô Hà Nội trở nên phong phú và đặc sắc hơn với nhiều vùng cảnh quan khác nhau. Trong số các đặc điểm của điều kiện tự nhiên của Thủ đô Hà Nội, các đặc điểm về vị trí địa lý, địa hình, hệ thống thủy văn và khí hậu đóng vai trò quan trọng trong tác động qua lại và ảnh hưởng tới môi trường của 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 và 105°44' đến 106°02' độ kinh Đông, trong vùng tam giác châu thổ sông Hồng, đất đai mầu mỡ, trù phú được che chắn ở phía Bắc - Đông Bắc bởi dải núi Tam Đảo và ở phía Tây - Tây Nam bởi dãy núi Ba Vì - Tản Viên. b.Địa hình Địa hình Hà Nội thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông với độ cao trung bình từ 5 đến 20 mét so với mực nước biển. Dạng địa hình chủ yếu của Hà Nội là địa hình đồng bằng (chiếm đến ba phần tư diện tích tự nhiên của Hà Nội) được đắp bồi do các dòng sông với các bãi bồi hiện đại và các bãi bồi cao nằm ở hữu ngạn sông Đà, hai bên sông Hồng và chi lưu các con sông khác, còn các vùng trũng với các hồ đầm. c. Hệ thống thủy văn Sông Hồng là con sông chính của Thủ đô Hà Nội, bắt đầu chảy vào Hà Nội ở xã Phong Vân, huyện Ba Vì và ra khỏi Thủ đô ở khu vực xã Quang Lãng, huyện Phú Xuyên tiếp giáp Hưng Yên. Đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội dài 163 km, chiếm khoảng một phần ba chiều dài của con sông này trên đất Việt Nam (khoảng 556 km sông Hồng chảy qua Việt Nam trên tổng chiều dài 1.160 km của sông Hồng). d. Khí hậu Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, ít mưa. Thuộc vùng nhiệt đới, Hà Nội quanh nǎm tiếp nhận lượng bức xạ mặt trời rất dồi dào và có nhiệt độ cao. 1.1.2. Kinh tế xã hội a.Dân số và diện tích Kết quả tổng điều tra dân số ngày 1/4/2009 cho thấy, dân số Hà Nội là 6.448.837 người sinh sống trên diện tích 3.328,89km2 bao gồm 10 quận, 1 thị xã và 18 huyện ngoại thành. b.Phát triển kinh tế - xã hội Hà Nội là một trong những địa phương nhận được đầu tư trực tiếp từ nước ngoài nhiều nhất, với 1.681,2 triệu USD và 290 dự án. Thủ đô cũng là địa điểm của 1.600 văn phòng đại diện nước ngoài, 14 KCN cùng 1,6 vạn cơ sở sản xuất công nghiệp. c.Công nghiệp và xây dựng Công nghiệp và xây dựng đóng góp đến 41,8% vào cơ cấu của nền kinh tế Hà Nội và chỉ đóng góp khoảng 5% trong mức tăng GDP chung của toàn Thủ đô. Tổng giá trị sản xuất ngành công nghiệp trong năm 2009 đạt trên 90.600 tỷ đồng, trong đó, công nghiệp nhà nước chiếm 23,3%, công nghiệp ngoài nhà nước chiếm 32,4% và khu vực có vốn đầu tư nước ngoài chiếm đến 44,3% e. Du lịch và dịch vụ 1.2. Tổng quan về hàm lƣợng phóng xạ tự nhiên trong các đối tƣờng môi trƣờng 1.2.1. Các đơn vị đo liều bức xạ 1.2.1.1. Hoạt độ phóng xạ Hoạt độ phóng xạ của một nguồn phóng xạ hay một lượng chất phóng xạ nào đó chính là số hạt nhân phân rã phóng xạ trong một đơn vị thời gian. Nếu trong một lượng chất phóng xạ có N hạt nhân phóng xạ, thì hoạt độ phóng xạ của nó được tính theo công thức sau )exp()exp( )0(0)()( tAtNN dt dN A tt   hay A = . N (1.1) Trong đó: A là hoạt độ phóng xạ,  là hằng số phân rã phóng xạ, N là số hạt nhân phóng xạ hiện có. Đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là Becquerel, viết tắt là Bq. Một Becquerel tương ứng với một phân rã trong 1 giây. Trước kia, đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là Curie, viết tắt là Ci. Curie là hoạt độ phóng xạ của 1 gam 226 Ra, tương ứng với 3,7.10 10 phân rã trong một giây. Theo định nghĩa, Becquerel và Curie có mối liên hệ như sau: 1Ci = 3,7.10 10 Bq. 1.2.1.2. Liều chiếu và suất liều chiếu a. Liều chiếu Liều chiếu chỉ áp dụng cho bức xạ gamma hoặc tia X, còn môi trường chiếu xạ là không khí. Liều chiếu ký hiệu là X, được xác định theo công thức dm dQ X  (1.2) Trong đó: dm là khối lượng không khí tại đó chùm tia X hoặc chùm bức xạ gamma bị hấp thụ hoàn toàn, kết quả tạo ra trên dm tổng các điện tích cùng dấu là dQ. b. Suất liều chiếu Suất liều chiếu chính là liều chiếu trong một đơn vị thời gian. Suất liều chiếu, ký hiệu là  X được xác định theo công thức: t X X   (1.3 ) Trong đó X là liều chiếu trong thời gian t. 1.2.1.3. Liều hấp thụ và suất liều hấp thụ a. Liều hấp thụ Liều hấp thụ ký hiệu là D, được định nghĩa là thương số , trong đó dE là năng lượng trung bình mà bức xạ ion hóa truyền cho vật chất môi trường có khối lượng là dm b. Suất liều hấp thụ Suất liều hấp thụ  D chính là liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian. Suất liều hấp thụ được xác định theo công thức: t D D  * (1.5) Trong đó D là liều hấp thụ trong thời gian t. Đơn vị đo suất liều hấp thụ là Gy/s hay rad/s. 1.2.1.4. Liều tƣơng đƣơng và suất liều tƣơng đƣơng a. Liều tương đương Với một loại bức xạ và môi trường sống xác định, liều tương đương tỷ lệ với liều hấp thụ. Liều tương đương và liều hấp thụ liên hệ với nhau theo công thức sau H = QND (1.6) Trong đó: D là liều hấp thụ tính bằng rad còn H là liều tương đương tính bằng rem; Q là hệ số phẩm chất của bức xạ còn N là hệ số tính đến các yếu tố khác nhau như sự phân bố của liều chiếu. b. Suất liều tương đương Suất liều tương đương chính là liều tương đương trong một đơn vị thời gian. Suất liều tương đương ký hiệu  H được xác định theo công thức: (1.7) dE dm * H H t  Trong đó t là thời gian, H là liều tương đương mà cơ thể sống nhận được trong thời gian t. Đơn vị đo suất liều tương đương là Sv/s hoặc Sv/h 1.2.1.5. Liều giới hạn Liều giới hạn được hiểu là giá trị lớn nhất của liều hấp thụ tích lũy trong một năm mà người làm việc trực tiếp với bức xạ hạt nhân có thể chịu được, sao cho nếu bị chịu một liều hấp thụ tích lũy liên tục như vậy trong nhiều năm liên tục vẫn không ảnh hưởng đến sức khỏe của bản thân. 1.2.2. Quan niệm chung về các số liệu địa hoá Lớp đất bề mặt của vỏ trái đất nói chung là đồng nhất và có sự thay đổi phụ thuộc vào vị trí địa lý, địa hình, tính chất địa chất và khí hậu. Sự biến đổi của lớp đất bề mặt sẽ dẫn tới sự thay đổi về hàm lượng các nguyên tố, sự phân bố cũng như dòng vận chuyển vật chất. 1.2.3. Các số liệu ghi đo về hàm lƣợng Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên cần cân nhắc ở đây bao gồm U, Th, K, Ra và Rn, thêm vào đó các số liêu của các nguyên tố khác cần được quan tâm là Rb, Cs, Cu, Sn. Mối tương quan giữa hai loại đơn vị này là: Độ phóng xạ của 1 gam U-238 trong U tự nhiên là 1.24 10 4 Bq Độ phóng xạ của 1 gam U-234 trong U tự nhiên là 1.24 10 4 Bq Độ phóng xạ của 1 gam U-235 trong U tự nhiên là 5.68 10 2 Bq Độ phóng xạ của 1 gam U-238+234+234 trong U tự nhiên là 2.53 10 4 Bq Độ phóng xạ của 1 gam Th-232 trong Th tự nhiên là 1.06 10 3 Bq Độ phóng xạ K-40 của 1 gam K tự nhiên là 30.4 Bq 1.2.4. Phóng xạ môi trƣờng và các vấn đề liên quan đến sức khỏe con ngƣời Thế giới chúng ta đang sống có chứa nhiều chất phóng xạ và điều này đã xảy ra ngay từ khi hình thành nên trái đất. Có trên 60 nhân phóng xạ được tìm thấy trong tự nhiên. Nguồn gốc của các nhân phóng xạ này có thể phân thành ba loại chính sau: a. Các nhân phóng xạ có từ khi hình thành nên trái đất còn gọi là các nhân phóng xạ nguyên thủy. b. Các nhân phóng xạ được hình thành do tương tác của các tia vũ trụ với vật chất của trái đất. c. Các nhân phóng xạ được hình thành do con người tạo ra. 1.2.5. Các vấn đề chung về quản lý an toàn bức xạ do ô nhiễm phóng xạ Trong môi trường của chúng ta luôn tồn tại một lượng phóng xạ tự nhiên và thành phần này gây ra một liều hấp thụ hiệu dụng cỡ trung bình khoảng 2.4mSv/ năm, thậm chí ở một số vùng độ phóng xạ tự nhiên khá cao dẫn đến liều chiếu cao hơn mức trung bình vài lần. Vùng dân cư có mức liều môi trường cao dẫn đến cần có các hành động xử lý, giảm thiểu là 10mSv/năm và theo khuyến cáo của IAEA thì các hoạt động của con người và xă hội dẫn đến sự tăng mức liều hiệu dụng hàng năm lên quá 1mSv là không thể chấp nhận.( tiêu chuẩn an toàn bức xạ-BSS [1]) Trong thực tế, không phải lúc nào chúng ta cũng xem xét và cân nhắc dựa trên đại lượng ngưỡng tổng mức liều hấp thụ hiệu dụng cho công chúng hằng năm (1mSv/năm) mà thường xét cho từng đồng vị riêng lẻ. Khi đó, IAEA đưa ra mức ngưỡng cho từng đồng vị là 0.01mSv/ năm cho từng đồng vị riêng lẻ và từ đó người ta có thể tính được ngưỡng hàm lượng phóng xạ của từng đồng vị mà vượt quá nó cần có các hành động xử lý để giảm thiểu. 1.2.6. Các nguồn chiếu xạ tự nhiên, khái niệm NORM Bảng 13. Suất liều bức xạ tự nhiên trung bình toàn cầu Loại nguồn Liều hiệu dụng (mSv/năm) Giải phân bố liều (mSv/năm) Liều chiếu ngoài Tia vũ trụ 0.4 0.3-1.0 Tia gamma từ mặt đất 0.5 0.3-0.6 Liều chiếu trong Hít thở 1.2 0.2-10.0 Ăn uống 0.3 0.2-0.8 Tổng công 2.4 1-10 Trong quá trình tự nhiên, các chất phóng xạ tự nhiên (NORM) có hiện tượng tích tụ thí dụ quá trình sa lắng, trầm tích có thể gây sự tích tụ mỏ sa khoáng (chứa nhiều Thory), trong các mỏ nước khoáng nóng nhiệt lượng có thể làm hoà tan nhiều khoáng chất và có thể hoà tan cả Rađi, tích tụ Radon. 1.2.7. Các nguồn chiếu xạ nhân tạo Các nguồn chiếu xạ gây ra bởi các đồng vị phóng xạ nhân tạo bao gồm: - Các vụ thử hạt nhân trên không - Các vụ thử hạt nhân dưới lũng đất - Các sản phẩm hạt nhân - Chiếu xạ trong y tế - Chiếu xạ nghề nghiệp 1.3. Hệ thông tin địa lý (GIS) và ứng dụng trong nghiên cứu môi trƣờng 1.3.1. Định nghĩa Định nghĩa được nhiều người chấp nhận là định nghĩa của Viện nghiên cứu môi trường Mỹ - 1994: “Hệ thông tin địa lý (GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: Phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và con người điều hành được thiết bị hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý”. 1.3.2. Chức năng của GIS Một phần mềm HTTĐL có chức năng cơ bản như sau: nhập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, điều khiển dữ liệu, hiển thị dữ liệu theo cơ sở địa lý và đưa ra những quyết định (decision making) (Calkins và Tomlinson 1997). GIS có khả năng sau: - Hỗ trợ hiệu quả cho việc lập kế hoạch và ra quyết định. - Cung cấp công cụ mạnh trong các quá trình thu thập, quản lý và xử lý số liệu. - Khả năng tích hợp thông tin và dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. - Khả năng phân tích tra vấn tổng hợp, sử dụng các dữ liệu địa lý được tham chiếu địa lý để tạo các kết quả mới. 1.3.3. Các thành phần của GIS  Phần cứng: Bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi:  Phần mềm: Phần mềm GIS là công cụ quan trọng trong GIS cung cấp thông tin cần thiết đề lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý.  Con người là thành phần quan trọng nhất: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc. 1.3.4. Các phép nội suy trong GIS Vùng Thiesen (Nội suy theo điểm gần nhất) Nội suy tuyến tính Trọng số trung bình Nội suy toàn cầu Kriging 1.3.5. Một số ứng dụng của GIS - Lên kế hoạch thu thuế và định giá sử dụng đất (Hình 3a). - Lập kế hoạch khống chế hệ thống nước khi có sự cố xảy ra (Hình 3b). - Lên kế hoạch giải toả những phương tiện trong những trường hợp khẩn cấp - Theo dõi cầu, đường và lập kế hoạch trên bản đồ dự báo những tai nạn giao thông và dự báo tai nạn (Hình 3d). CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là đất, nước, không khí và các mẫu nguyên liệu, vật liệu và thành phẩm của các cơ sở có yếu tố ảnh hưởng đến phông phóng xạ môi trường ở Hà Nội 2.2. Phạm vi nghiên cứu Ở Việt Nam, các dự án năng lượng hạt nhân vẫn chưa được đi vào hoạt động. Vì vậy phát tán chất phóng xạ từ các nguồn nhân tạo là không nhiều. Nghiên cứu này muốn đề cập tới việc phân bố các chất phóng xạ tự nhiên trong đất tại địa bàn nội thành Hà Nội. 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu + Phương pháp điều tra, khảo sát trong quá trình thu thập thông tin về các cơ sở + Dùng phương pháp định vị toàn cầu GIS chia ô khảo sát để xây dựng bản đồ + Phương pháp chuyên gia và phương pháp hội thảo + Phương pháp phân tích, thống kê, tổng hợp và đề xuất, khuyến nghị các chính sách và giải pháp đảm bảo an toàn bức xạ + Phương pháp tiến hành khảo sát và phân tích CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Các kết quả thu đƣợc về phông phóng xạ môi trƣờng Hà Nội và biện luận so sánh với phông phóng xạ chung của thế giới và khu vực 3.1.1. Kết quả tổng alpha và beta trong mẫu nƣớc giếng Hà Nội Hàm lượng các nguyên tố trong nước Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong các túi nước được cho là yếu tố hữu hiệu để đánh giá dòng vận chuyển các chất phóng xạ theo con đường hoà tan. Các yếu tố gây nên sự biến thiên lớn về hàm lượng phóng xạ là khu vực kèm theo đó là các yếu tố: mùa, độ trầm tích, độ muối và nhiệt độ. Nước chảy trên bề mặt cũng gây ra biến động lớn về hàm lượng các nguyên tố. Vùng nước ngập sâu có thể là trường hợp ngoại lệ về độ thăng giáng lớn của hàm lượng. Tương tác khác nhau giữa pha đá-nước càng bị khuếch đại khi có sự thay đổi do độ muối, vùng oxy hoá khử, thuỷ địa hoá, dị hoá. Để đánh giá mức độ ô nhiễm trong các mẫu nước giếng ở Hà Nội, nghiên cứu đã tiến hành lấy tổng số 120 mẫu nước lấy ở khu vực Hà Nội đem về phòng thí nghiệm phân tích tổng hàm lượng phóng xạ alpha và beta, các mẫu được lấy phân bố đều, chủ yếu là các mẫu nước giếng khoan thuộc các xã ngoại thành và ven đô vì trong khu vực nội thành chủ yếu người dân sử dụng nước máy đã có nguồn gốc từ các nhà máy nước. Các mẫu nước được đưa về phòng thí nghiêm để xử lý và đo đạc trên hệ đo alpha, beta phông thấp. Các kết quả cụ thể về hoạt độ tổng alpha và beta trong nước giếng Hà Nội kèm theo các thông tin về toạ độ, địa danh được thể hiện trong phần phụ lục. Các số liệu được đưa lên bản đồ 3 và 4 thể hiện theo màu các đường đồng mức về hoạt độ phóng xạ. Tiêu chuẩn về phóng xạ trong nước uống (của bộ Khoa học và Công nghệ) là khá ngặt nghèo, thậm chí còn thấp hơn cả tiêu chuẩn của Mỹ : - Tổng hoạt độ beta không quá 1000 mBq/l - Tổng hoạt độ alpha không quá 100 mBq/l Kết quả phân tích thu được như sau: Những vùng sử dụng nước ngầm không qua sơ chế và sử dụng ngay tức thời, ngay sau khi bơm lên rất dễ có hàm lượng Radon cao, do Radon là chất khí phóng xạ thoát ra từ lòng đất rất dễ hoà tan vào nước ngầm. Chất khí phóng xạ Radon hoà tan trong nước sẽ phân ra tạo ra các sản phẩm phóng xạ sống ngắn (Ra -A, Ra-B, Ra-C và Ra-D) là các chất phóng xạ làm tăng cao tổng hàm lượng phóng xạ có trong nước. Hàm lượng Beta trong nước giếng khoan ở một số vùng hơi cao so với tiêu chuẩn cho phép như Huyện sóc sơn beta = 1902,6 (mBq/L) và ở huyện Đông Anh beta= 1850,3(mBq/L), huyện Thanh trì là 1505,3(mBq/L) Hàm lượng alpha trong nước ở Huyện Sóc sơn là 138,8 (mBq/L) và ở huyện Đông Anh là 137,6 (mBq/L) Kết quả phân tích cho thấy đại bộ phận các mẫu nước đều đạt mức dưới tiêu chuẩn cho phép, tuy nhiên cũng có một số rất nhỏ vị trí xấp xỉ và vượt giá trị 1000 mBq/l đối với beta và 100 mBq/l đối với alpha một chút. Tổng hoạt độ alpha và beta trong nước là những chỉ tiêu rất quan trọng vì nếu nhiễm xạ quá mức cho phép cộng đồng sẽ bị ảnh hưởng tới súc khoẻ do liều chiếu trong do ăn uống. Các kết quả từ mục 2 cho thấy chất lượng nước giếng khoan khu vực Hà Nội là ở mức bình thường và nằm trong tiêu chuẩn cho phép. 3.1.2. Kết quả hoạt độ phóng xạ phát gamma của chuỗi Uran, Thôri, Kali và phóng xạ nhân tạo cs-137 trong mẫu đất Hà Nội Các số liệu về đất phản ánh rất hữu hiệu về thành phần của đá gốc vì sau quá trình phong hóa vật lý một lượng lớn vật chất sẽ chuyển từ đá vào đất, ngoài quá trình vật lý quá trình sinh học cũng đóng góp vào điều này. Tuy nhiên, các số liệu về đất không phản ánh một cách chính xác thành phần của đá ở vị trí lấy mẫu do các nguyên nhân sau: - Đất có thể bị vận chuyển khỏi đá gốc. - Đất có thể bị trộn lẫn với nhau. - Quá trình hoạt động sinh học của các chất dinh dưỡng dễ linh động. - Các chất hoá học dễ tan sẽ bị hoà tan vào nước - Đất có thể bị nhiễm bẩn do con người. Số lượng mẫu đất bề mặt (140 mẫu) được lấy từ các quận, huyện đem về phòng thí nghiệm xử lý và đo đạc bằng phổ kế gamma sử dụng đầu dò Ge siêu tinh khiết . Kết quả thu được như sau: Đất Hà Nội nói chung có thành phần thổ nhưỡng là đất phù sa sông Hồng cổ. Hàm lượng các đồng vị phóng xạ nhân tạo (Cs-137) và tự nhiên Th-232 và U-238 khá tập trung quanh giá trị trung bình và nói chung so với các khu vực khác cũng như so với mức trung bình của thế giới thì ở mức trung bình. Hàm lượng K-40 cũng ở mức trung bình, tuy nhiên độ phân tán cao hơn so với U-238 và Th-232, điều này phản ánh tác động bón phân Kali tại một số khu vực. Hàm lượng phóng xạ nhân tạo Cs-137 cũng có độ phân tán vì Cs-137 chỉ đồng đều ở một lớp mỏng (5cm) đất bề mặt, khi có tác động như canh tác Cs-137 sẽ bị trộn lẫn xuống các lớp sâu hơn và hàm lượng bị giảm đi đáng kể. Hàm lượng phóng xạ tự nhiên trong đất của vùng nam Hà Nội cao hơn vùng bắc Hà Nội, nguyên nhân là vùng này là vùng thâm canh sử dụng nhiều phân bón mà trong phân bón có phốt phát và kali chứa một lượng phóng xạ tự nhiên. Phóng xạ nhân tạo Cs-137 có từ nguồn gốc các vụ thử hạt nhân vào những năm 1960 thế kỷ trước, nay độ phóng xạ của nó đã giảm đi một nửa do phân rã phóng xạ. Kết quả hàm lượng Cs-137 trong mẫu đất Hà Nội là thấp và phù hợp với các tài liệu đã công bố trước đây trong công trình điều tra phông phóng xạ nhân tạo toàn quốc của tiến sĩ Huỳnh Thượng Hiệp, Phạm Duy Hiển, Nguyễn Hào Quang, Nguyễn Quang Long và cộng sự (1997-2000) Bảng 44. Thống kê các giá trị trung bình của các đồng vị Cs-137, K-40, Th-232 và U-238 trong đất Hà Nội: Cs-137 (Bq/kg) K-40 (Bq/kg) Th-232 (Bq/kg) (tính từ Ac-228) U-238 (Bq/kg) (tính từ Bi-214) Trung bình 1.12 495.5 53.2 40.0 STDEV 0.77 267.9 15.2 9.7 MAX 3.9 1179.5 109.0 72.5 MIN 0.3 35.1 20.5 21.9 Kết quả khảo sát hàm lượng phóng xạ tự nhiên và nhân tạo trong mẫu đất Hà Nội được đưa ra trong bảng 30 kèm theo sự so sánh với giá trị trung bình của thế giới và khu vực .Các kết quả này cho thấy : mức phóng xạ của đất Hà Nội có giá trị trung bình cao hơn một chút so với giá trị trung bình toàn cầu nhưng vẫn nằm trong giải chung, không thấy có sự bất thường. Bảng 49. So sánh các giá trị của Hà Nội với thế giới và khu vực K-40 (Bq/kg) Th-232 (qua Ac- 228) Bq/kg U-238 (qua Bi-214) Bq/kg Rn trong nhà (Bq/m3) Rn ngoài trời (Bq/kg) Trung bình Hà Nội 495.5 53.2 40.0 38.3 17.0 STD 267.9 15.2 9.7 26.8 9.1 Max 1179.5 109.0 72.5 138 58 Min 35.1 20.5 21.9 7.2 4 TB thế giới và khu vực* 420 45 30 25.5* - 3.1.3. Kết quả hàm lƣợng Rn-222 trong không khí ngoài trời Hà Nội Radon (Rn) là chất khí phóng xạ sinh ra từ đồng vị mẹ trong chuỗi phóng xạ Uran luôn tồn tại trong lớp vỏ trái đất với các cấp hàm lượng khác nhau. Rn có thời gian sống ngắn 3.8 ngày nhưng nó lại luôn được bổ sung từ đất và từ vật liệu xây dựng. Theo đánh giá về ảnh hưởng sức khoẻ do bức xạ thì ảnh hưởng của Rn đóng góp tới 50%. Hiện tại Việt Nam chưa quy định (TCVN) về mức giới hạn về hàm lượng Rn trong không khí, mức quy định giới hạn cần có hành động can thiệp của một số nước là từ 75 Bq/m3 (Mỹ) đến 200 Bq/m3 (một số nước châu Âu), đây là mức hàm lượng Rn trong nhà ở còn với môi trường bên ngoài chưa có một quy định nào và thông thường thì hàm lượng Rn ngoài môi trường thường nhỏ hơn nhiều trừ trường hợp ở các công trình ngầm hoặc hầm mỏ. Trong khuôn khổ của đề tài chúng tôi có hai hướng khảo sát là đánh giả hàm lượng Rn ngoài trời khu vực Hà Nội và đánh giá hàm lượng Rn trong nhà ở tại một số nhà ở tại Hà Nội. Hàm lượng Rn ngoài trời phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố về thời tiết, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất. (xem bảng thông số các kết quả trong phụ lục) không thể đưa ra các nhận định, tuy nhiên qua 231 điểm khảo sát tức thời ngoài trời cho thấy hàm lượng Rn trong không khí ngoài trời nội thành có xu hướng cao khá đồng đều so với ngoại thành điều này có thể do sự xả khí Rn từ vật liệu xây dựng, chúng tôi cũng đưa ra bản đồ đồng mức hàm lượng Rn ngoài trời khu vực Hà Nội bảng tổng hợp các thống kê như sau: Bảng 50. Hàm lƣợng Rn trong không khí Hàm lƣợng Rn trong không khí (Bq/m3) Trung bình 17 STD 9 3.1.4. Kết quả hàm lƣợng Radon trong nhà ở Hà Nội Hàm lượng Rn trong nhà ở Hà Nội được khảo sát bằng phương pháp đo tích lũy sử dụng detector vết hạt nhân. Detector vết hạt nhân là một tấm nhựa nhậy với tia alpha. Sau một thời gian chiếu để tia alpha phát ra từ chất khí phóng xạ Rn chiếu vào detector, người ta thu detector về, xử lý hiện vết và đếm vết bằng kính hiển vi. Mật độ vết/cm 2 tưng ứng với một khoảng thời gian chiếu nào đó sẽ phản ánh hàm lượng xạ khí Rn trong không khí nơi khảo sát (Bq/m 3 ). Phương pháp đo Rn bằng detector vết hạt nhân có ưu điểm là cho giá trị hàm lượng Rn trung bình tại nơi khảo sát trong một khoảng thời gian dài nên tránh được các giá trị thăng giáng khi đo tức thời nhưng có nhược điểm là thời gian cần thiết để chiếu mẫu rất lâu, tối thiểu là hai tháng. Trong khuôn khổ của đề tài chung tôi tiến hành khảo sát 40 phòng ở và phòng làm việc với hai chu kỳ chiếu, mỗi chu kỳ khoảng 3 tháng nhằm thu được kết quả giá trị hàm lượng Rn trung bình trong ba tháng và so sánh sự thăng giáng của giá trị này. Kết quả hàm lượng Rn trung bình của cả hai đợt (80 số liệu) trong nhà ở Hà Nội năm 2007 và 2008 là 38.3 Bq/m 3 với phương sai là 26.8 Bq/m 3 (kết quả cụ thể xem ở tài liệu phụ lục các kết quả ghi đo). Giá trị này cao hơn kết quả điều tra trước đây (năm 1996 của tác giả Phạm Quang Điện, Nguyễn Hào Quang, Nguyễn Quang Long và cộng sự với giá trị trung bình là 27,5 Bq/m 3 ). Sự tăng cao của hàm lượng Rn trong không khí cả ở trong nhà và ngoài trời của khu vực Hà Nội có thể lý giải do sự tăng cao và tâp trung nhiều công trình xây dựng là nguồn gốc tăng sự xả khí Rn từ vật liệu xây dựng, giảm khả năng thông thoáng và đặc biệt là xu hướng đóng kín của các nhà ở để dùng điều hoà cũng là nguyên nhân làm tăng nồng độ Rn trong nhà ở. Trong phần xử lý số liệu chúng tôi có đưa cả các số liệu khảo sát tại phòng thí nghiệm, công sở là các phòng thường xuyên đóng cửa và không có người ngủ vào ban đêm, không có sự thông thoáng [...]... BVMT nước”, Chủ trì: Viện Môi trường và Phát triển bền vững,2010 11 Nguyễn Quang Long Nghiên cứu phông phóng xạ môi trường, vật liệu xây dựng và thành lập bản đồ kỹ thuật số về phông phóng xạ môi trường trên địa bàn Hà nội tỷ lệ : 1/100.000” Viện Khoa học và kỹ thuật hạt nhân 12 Đại học Đà Lạt, Giáo trình khoa học môi trường, Khoa Môi trường 13 Nguyễn Hào Quang Phóng xạ môi trường đối với sức khỏe... Bức xạ và Môi trường Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 14 Dương Hồng Sơn và nnk (2003) Nghiên cứu quy hoạch môi trường không khí đồng bằng sông Hồng 15 Lê Trình, Báo cáo chuyên đề “Hiện trạng môi trường nước mặt ở TP Hà nội trong Dự án “Quy hoạch BVMT Thủ đô Hà nội đến năm 2020’, 5/2012 16 Tổng cục Môi trường, Số liệu quan trắc môi trường nước khu vực Hà nội, 2008 17 Báo cáo tổng hợp (2005) Nghiên cứu. .. 0,665(msv/năm) Ứng dụng Công nghệ GIS đã đưa ra được bản đồ về tổng lượng bức xạ của từng nguyên tố phóng xạ và tổng liều hấp thụ tia Gamma do các tia bức xạ đó phát ra và thấy được những khu vực nguy hiểm, không nên để cộng đồng dân cư sống ở khu vực này Khuyến Nghị Tuy tổng lượng phóng xạ và tổng lượng hấp phụ các nguyên tố phóng xạ trong địa bàn Hà nội đều nằm dưỡi ngưỡng cho phép, nhưng vì các bức xạ có... liều hấp thụ trong không khí khu vực Hà Nội Với mục tiêu xây dựng bản đồ phông phóng xạ gamma trên địa bàn Hà Nội, căn cứ vào diện tích của địa bàn thì để đảm bảo xây dựng bản đồ với tỷ lệ 1:100000, mỗi điểm đo trên mạng bản đồ phải có cự ly cách nhau cỡ 2 km và như vậy số điểm do là khoảng 900 điểm phân bố đều trên địa bàn, đảm bảo thông tin tới tất cả các xã , phường Bản đồ phản ánh phân bố các điểm... nguồn phóng xạ gây ra Hệ thông tin địa lý GIS là phần mềm hiện đại và hữu ích có thể ứng dụng trong rất nhiều ngành khoa học khác nhau từ quản lý cho tới nghiên cứu Trong môi trường GIS cũng đã được ứng dụng từ khá lâu, tuy nhiên trong lĩnh vực đánh giá và quản lý chất phóng xạ thì công nghệ GIS còn chưa được ứng dụng nhiều vì vậy cần phải tận dụng những ưu điểm của GIS để quản lý và đánh giá hàm lượng... lượng các chất phóng xạ trong môi trường Nhằm bước đầu cung cấp các dữ liệu để các nhà quản lý nắm được hiện trạng phóng xạ ở Hà nội cũ để đưa ra các chính sách quy hoạch, quản lý phù hợp References Tài liệu tiếng Việt 1 Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Lê Văn Khoa và nnk (2000), Đất và môi trường, Nhà xuất bản Giáo dục 2 Hoàng Xuân Cơ (2005) Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm bụi ở thành phố Hà Nội và đề xuất các... thụ trong không ở mức phông bình thường, thậm chí có thể coi là thấp và phản ánh phù hợp với hàm lượng phóng xạ có trong đất (là thành phần quyết định gây nên liều chiếu phóng xạ tự nhiên) KẾT LUẬN & KHUYẾN NGHỊ Kết luận Sau một thời gian khảo sát, đo đạc phông phóng xạ khu vực Hà Nội, đề tài đã thu được một số kết quả như sau: Hoạt độ tổng beta trung bình trong mẫu nước giếng Hà Nội là 376 mBq/l,dao...nên hàm lượng Rn trong các phòng này thường cao làm hàm lượng trung bình của 80 số liệu khảo sát là ước lượng cao Bảng 51 Hàm lƣợng Rn trong nhà và trong không khí của Hà Nội với thế giới Rn trong nhà (Bq/m3) Rn ngoài trời (Bq/kg) Trung bình Hà Nội 38.3 17.0 STD 26.8 9.1 Max 138 58 Min 7.2 4 Trung bình thế giới và khu vực* 25.5* Từ các kết quả thu được, có thể thấy hàm lượng Rn trung bình của Hà Nội. .. trạng môi trường không khí Việt Nam 8 Chu Văn thắng (1995) Nghiên cứu vùng ô nhiễm không khí cực đại và tác động của nó tới sức khoẻ, bệnh tật của dân cư trong vùng tiếp giáp khu công nghiệp Thượng Đình - Hà Nội 9 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 lượng nước sông hồ tại Hà nội theo... (2001), Hệ thông tin địa lý, Nhà xuất bản Khoa hoc Kỹ thuật Hà Nội 4 Nguyễn Đình Hoè, Nguyễn Ngọc Thạch và nnk (1999), Viễn thám trong nghiên cứu môi trường, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 5 Lê Quốc Hùng và CTV, Kết quả xác định chất lượng nước các sông, hồ ở Hà nội bằng phương pháp đo đạc liên tục chất lượng nước, 2008-2009.1997 6 Hoàng Thanh Tùng, Giới thiệu hệ thông tin địa lý -GIS, Bộ môn tính toán thủy . Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phông phóng xạ môi trường khu vực nội thành Hà Nội Nguyễn Đồng Quân Trường Đại học Khoa. mức phông phóng xạ vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài: Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phông phóng xạ môi trƣờng khu vực nội thành Hà Nội ” Nhằm