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 XÃ 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 XÃ 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 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN TS Nguyễn Thị Hoàng Hà PGS.TS Nguyễn Văn Vƣợng TS Nguyễn Tuấn Phong Hà Nội – 2015 Trƣờng 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 Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Error! Bookmark not defined 1.1 Đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên nguyên tố U, Th, K Error! Bookmark not defined 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.3 Giới thiệu khái quát khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.3.1 Đặc điểm tự nhiên Error! Bookmark not defined 1.3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội Error! Bookmark not defined 1.3.3 Đặc điểm địa chất - khoáng sản Error! Bookmark not defined 1.3.4 Các yếu tố ảnh hƣởng tới mơi trƣờng phóng xạ khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Phƣơng pháp tổng hợp, kế thừa tài liệu Error! Bookmark not defined 2.2 Phƣơng pháp đo phổ gamma Error! Bookmark not defined 2.3 Phƣơng pháp lấy, gia công phân tích mẫu Error! Bookmark not defined 2.4 Phƣơng pháp xử lý tài liệu Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not defined 3.1 Mối quan hệ nguyên tố U, Th, K với môi trƣờng địa chất khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 3.1.1 Đặc trƣng hàm lƣợng phổ gamma thành tạo địa chất Error! Bookmark not defined 3.1.2 Sự biến đổi hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo không gian Error! Bookmark not defined 3.1.2.1 Mặt cắt tuyến 55 Error! Bookmark not defined 3.1.2.2 Mặt cắt tuyến 51 Error! Bookmark not defined 3.1.2.3 Mặt cắt tuyến 47 Error! Bookmark not defined 3.1.2.4 Mặt cắt tuyến 13a Error! Bookmark not defined 3.1.2.5 Mặt cắt tuyến 9a Error! Bookmark not defined Hoàng Thị Hà Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ 3.1.2.6 Mặt cắt tuyến 5a Error! Bookmark not defined 3.1.2.7 Mặt cắt tuyến Error! Bookmark not defined 3.1.2.8 Mặt cắt tuyến 6a Error! Bookmark not defined 3.1.2.9 Mặt cắt tuyến 8a Error! Bookmark not defined 3.1.2.10 Mặt cắt tuyến 12 Error! Bookmark not defined 3.1.2.11 Mặt cắt tuyến 48 Error! Bookmark not defined 3.1.2.12 Mặt cắt tuyến 56 Error! Bookmark not defined 3.2 Đặc điểm địa hóa phóng xạ nguyên tố U, Th, KError! Bookmark not defined 3.2.1 Hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K môi trƣờng nƣớc Error! Bookmark not defined 3.2.2 Hàm lƣợng nguyên tố phóng xạ U, Th, K đất Error! Bookmark not defined 3.2.3 Hàm lƣợng nguyên tố phóng xạ U, Th, K lƣơng thực Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 Hoàng Thị Hà Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ DANH MỤC HÌNH Hình Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên Error! Bookmark not defined Hình Suối Bầu chảy qua thôn Hạ Thành Error! Bookmark not defined Hình Thơn Hạ Thành (bản Dấu Cỏ) - Đông Cửu - Thanh Sơn - Phú Thọ Error! Bookmark not defined Hình Sơ đồ khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình Sơ đồ tuyến đo phổ gamma Error! Bookmark not defined Hình Sơ đồ vị trí lấy mẫu nƣớc Error! Bookmark not defined Hình Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất Error! Bookmark not defined Hình Sự biến đổi khơng gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.55 Error! Bookmark not defined Hình Sự biến đổi khơng gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.51 Error! Bookmark not defined Hình 10 Sự biến đổi không gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.47 Error! Bookmark not defined Hình 11 Sự biến đổi không gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.13a Error! Bookmark not defined Hình 12 Sự biến đổi khơng gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.9a Error! Bookmark not defined Hình 13 Sự biến đổi khơng gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.5a Error! Bookmark not defined Hình 14 Sự biến đổi không gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.4 Error! Bookmark not defined Hình 15 Sự biến đổi không gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.6a Error! Bookmark not defined Hình 16 Sự biến đổi khơng gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.8a Error! Bookmark not defined Hình 17 Sự biến đổi khơng gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.12 Error! Bookmark not defined Hình 18 Sự biến đổi không gian hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.48 Error! Bookmark not defined Hoàng Thị Hà Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Hình 19 Sự biến đổi hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt tuyến 56 Error! Bookmark not defined Hình 20 Sơ đồ phân vùng hàm lƣợng Thori Error! Bookmark not defined Hình 21 Sơ đồ phân vùng hàm lƣợng Urani Error! Bookmark not defined Hình 22 Biểu đồ tổng hoạt độ alpha, beta mẫu nƣớcError! Bookmark not defined Hình 23 Nồng độ radon mẫu nƣớc dọc mặt cắt Suối BầuError! Bookmark not defined Hình 24 Tổng hoạt độ alpha, beta mẫu nƣớc dọc mặt cắt Suối Bầu Error! Bookmark not defined Hình 25 Sơ đồ vị trí điểm mẫu có hàm lƣợng phóng xạ vƣợt TCCP khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình 26 Sơ đồ khoanh vùng ô nhiễm khu vực nghiên cứuError! Bookmark not defined Hoàng Thị Hà Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ DANH MỤC BẢNG Bảng Vị trí lấy mẫu lƣơng thực Error! Bookmark not defined Bảng Chuyển đổi đơn vị đo Siver (Sv) Error! Bookmark not defined Bảng Thống kê hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K thành tạo địa chất Error! Bookmark not defined Bảng Bảng kết phân tích mẫu nƣớc Error! Bookmark not defined Bảng Thống kê thông số nồng độ radon tự loại nƣớc Error! Bookmark not defined Bảng Hàm lƣợng nguyên tố phóng xạ mẫu đấtError! Bookmark not defined Bảng Hàm lƣợng U Th môi trƣờng (mg/kg)Error! Bookmark not defined Bảng Hàm lƣợng nguyên tố phóng xạ mẫu thực vậtError! Bookmark not defined Bảng Thống kê hoạt độ nguyên tố phóng xạ mẫu thực vật Error! Bookmark not defined Bảng 10 Hoạt độ phóng xạ giới hạn thực phẩm (theo đƣờng tiêu hóa) Error! Bookmark not defined Hoàng Thị Hà Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ LỜI MỞ ĐẦU Môi trƣờng phóng xạ phần khơng thể tách rời mơi trƣờng tự nhiên nhân loại tồn phát triển Ảnh hƣởng mơi trƣờng phóng xạ tự nhiên phát triển ngƣời đƣợc ghi nhận Các thông tin môi trƣờng tự nhiên, có mơi trƣờng 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 trƣờng phóng xạ tự nhiên nhằm mục đích đánh giá ảnh hƣởng chúng lên sống ngƣời sinh vật sống đó; xác định cách có sở khoa học, thực tiễn khu vực đƣợc nghiên cứu khả tồn phát triển dân cƣ, 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 mơi trƣờng số mỏ chứa phóng xạ cho thấy, khu vực có tham số mơi trƣờng phóng xạ vƣợt q giới hạn an toàn cho phép Khu vực Thanh Sơn – Phú Thọ với thân pegmatit có kích thƣớc: 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 Sơn, tỉnh Phú Thọ, có cƣờng độ phóng xạ (502500)R/h Các thân pegmatit nằm bề mặt gần bề mặt, nên dễ dàng phát tán môi trƣờng xung quanh nhờ q trình phong hóa bóc mịn Mặt khác, khu vực nghiên cứu, suối mạch nƣớc ngầm qua thân quặng pegmatit, điều kiện thuận lợi để xói mịn, hịa tan, vận chuyển phát tán chất phóng xạ mơi trƣờng 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” đƣợc 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 hƣởng hàm lƣợng nguyên tố U, Th, K đến môi trƣờng xung quanh Hoàng Thị Hà Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ Nhiệm vụ: - Thu thập tài liệu địa hóa nguyên tố phóng xạ; yếu tố ảnh hƣởng đến mơi trƣờng phóng xạ; nghiên cứu có từ trƣớc mơi trƣờng 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 đƣợc 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 hƣởng hàm lƣợng U, Th, K tới môi trƣờng xung quanh Từ kết nghiên cứu, luận văn đƣợc cấu trúc thành chƣơng nhƣ sau (không kể phần mở đầu kết luận): Chƣơng 1: Giới thiệu chung Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Kết nghiên cứu thảo luận Học viên Hoàng Thị Hà Hoàng Thị Hà 10 Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN Luận văn thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2008), QCVN08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (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 thông 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 tồn kiểm sốt xạ - 1998, Ban an toàn xạ hạt nhân, Bộ Khoa học, Công nghệ môi trƣờng 12 Viện Khoa học Địa chất Khoáng 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 khống sản nhóm tờ Thanh Sơn Thanh Thủy tỷ lệ 1/50.000 tập II – Khống sản Hồng Thị Hà 11 Trƣờng 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, Springer-Verlag, Berlin; Taylor Hoàng Thị Hà 12