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 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 và 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
Hoàng Hà và TS. Nguyễn Tuấn Phong đã tận tình hướng dẫn học viên trong suốt
quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Địa chất, Phòng Sau
đại học, Phòng Chính trị và Công tác Sinh viên, Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên đã tạo điều kiện trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn của học viên.
Xin gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp tại Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng
Địa vật lý – Liên đoàn Vật lý Địa chất, Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm đã cung cấp
tài liệu, trao đổi thông tin và thảo luận những nội dung liên quan đến luận văn của
học viên.
Luận văn không thể hoàn thành nếu thiếu những lời động viên, chia sẻ và
tình cảm của các thành viên trong gia đình. Đó là nguồn sức mạnh to lớn để học
viên có thể hoàn thành luận văn.
Học viên

Hoàng Thị Hà

Hoàng Thị Hà

3


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 các 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 môi 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 và 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 giữa các 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 trên các thành tạo địa chất........ Error!
Bookmark not defined.
3.1.2. Sự biến đổi hàm lƣợng các 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

4


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 4 ..................................... 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 các nguyên tố U, Th, KError! Bookmark not
defined.
3.2.1. Hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K trong môi trƣờng nƣớc .......... Error!
Bookmark not defined.
3.2.2. Hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K trong đất ................. Error!

Bookmark not defined.
3.2.3. Hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ U, Th, K trong các cây lƣơng thực
........................................................................... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................11

Hoàng Thị Hà

5


Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN

Luận văn thạc sĩ

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên ........... Error! Bookmark not defined.
Hình 2. Suối Bầu chảy qua thôn Hạ Thành............... Error! Bookmark not defined.
Hình 3. Thôn Hạ Thành (bản Dấu Cỏ) - Đông Cửu - Thanh Sơn - Phú Thọ ... Error!
Bookmark not defined.
Hình 4. Sơ đồ khu vực nghiên cứu............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 5. Sơ đồ tuyến đo phổ gamma .......................... Error! Bookmark not defined.
Hình 6. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nƣớc ............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 7. Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất ................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 8. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.55 ........................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 9. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.51 ........................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 10. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.47 ........................................................................... Error! Bookmark not defined.

Hình 11. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.13a .......................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 12. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.9a ............................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 13. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.5a ............................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 14. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.4 ............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 15. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.6a ............................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 16. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.8a ............................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 17. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.12 ........................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 18. Sự biến đổi không gian hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt
T.48 ........................................................................... Error! Bookmark not defined.

Hoàng Thị Hà

6


Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN

Luận văn thạc sĩ

Hình 19. Sự biến đổi hàm lƣợng các 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 trong mẫu nƣớcError! Bookmark not
defined.
Hình 23. Nồng độ radon trong mẫu nƣớc dọc mặt cắt Suối BầuError!

Bookmark

not defined.
Hình 24. Tổng hoạt độ alpha, beta trong mẫu nƣớc dọc mặt cắt Suối Bầu ...... Error!
Bookmark not defined.
Hình 25. Sơ đồ vị trí các điểm mẫu có hàm lƣợng phóng xạ vƣợt quá 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

7


Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN

Luận văn thạc sĩ

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Vị trí lấy mẫu cây lƣơng thực ...................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 2. Chuyển đổi các đơn vị đo về Siver (Sv) ...... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3. Thống kê hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K trên các thành tạo địa chất
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 4. Bảng kết quả phân tích mẫu nƣớc ............... Error! Bookmark not defined.
Bảng 5. Thống kê thông số nồng độ radon tự do trong các loại nƣớc .............. Error!

Bookmark not defined.
Bảng 6. Hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ trong mẫu đấtError! Bookmark not
defined.
Bảng 7. Hàm lƣợng U và Th trong các môi trƣờng (mg/kg)Error! Bookmark not
defined.
Bảng 8. Hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ trong mẫu thực vậtError! Bookmark
not defined.
Bảng 9. Thống kê hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong mẫu thực vật ........... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 10. Hoạt độ phóng xạ giới hạn trong thực phẩm (theo đƣờng tiêu hóa) . Error!
Bookmark not defined.

Hoàng Thị Hà

8


Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN

Luận văn thạc sĩ

LỜI MỞ ĐẦU
Môi trƣờng phóng xạ là một phần không thể tách rời của môi trƣờng tự nhiên
trong đó nhân loại tồn tại và phát triển. Ảnh hƣởng của môi trƣờng phóng xạ tự
nhiên đối với sự phát triển của con ngƣời đã đƣợc ghi nhận. Các thông tin về môi
trƣờng tự nhiên, trong đó có môi trƣờng phóng xạ là các chỉ tiêu rất quan trọng để
đánh giá sự phát triển kinh tế xã hội bền vững của bất kỳ một quốc gia, vùng lãnh
thổ nào. Việc nghiên cứu môi trƣờng phóng xạ tự nhiên nhằm các mục đích đánh
giá ảnh hƣởng của chúng lên sự sống của con ngƣời và các sinh vật sống tại đó; xác
định một cách có cơ sở khoa học, thực tiễn của những khu vực đƣợc nghiên cứu về

khả năng tồn tại và phát triển dân cƣ, kinh tế xã hội.
Miền Bắc Việt Nam là địa bàn đã phát hiện có nhiều mỏ chứa phóng xạ. Các
mỏ đều tập trung trên đới sinh khoáng Tây Bắc Bộ và chứa các nguyên tố phóng xạ
thori và urani. Qua các kết quả nghiên cứu và khảo sát môi trƣờng tại một số mỏ
chứa phóng xạ cho thấy, tại các khu vực này đều có các tham số môi trƣờng phóng
xạ vƣợt quá giới hạn an toàn cho phép. Khu vực Thanh Sơn – Phú Thọ với các thân
pegmatit có kích thƣớc: rộng từ vài mét đến vài chục mét, dài từ vài chục mét đến
vài trăm mét nằm tại khu vực bản Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh
Phú Thọ, có cƣờng độ phóng xạ (502500)R/h. Các thân pegmatit này nằm ngay
trên bề mặt hoặc gần bề mặt, nên dễ dàng phát tán ra môi trƣờng xung quanh nhờ
quá trình phong hóa và bóc mòn. Mặt khác, tại khu vực nghiên cứu, các suối và
mạch nƣớc ngầm đều đi qua các thân quặng pegmatit, đó là điều kiện thuận lợi để
xói mòn, hòa tan, vận chuyển và phát tán các chất phóng xạ ra môi trƣờng xung
quanh.
Trên cơ sở đó, luận văn “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”
đƣợc thực hiện với mục tiêu và nhiệm vụ sau:
Mục tiêu:
- Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ tự nhiên các nguyên tố U, Th, K;
- Đánh giá ảnh hƣởng của hàm lƣợng các nguyên tố U, Th, K đến môi trƣờng
xung quanh.

Hoàng Thị Hà

9


Trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN

Luận văn thạc sĩ

Nhiệm vụ:
- Thu thập các tài liệu địa hóa các nguyên tố phóng xạ; các yếu tố ảnh hƣởng
đến môi trƣờng phóng xạ; các nghiên cứu đã có từ trƣớc về môi trƣờng phóng xạ tại
các khu vực;
- Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ các nguyên tố U, Th, K;
- Luận giải mối liên quan giữa giá trị các tham số phóng xạ (U, Th, K) đo
đƣợc tại khu vực nghiên cứu và từ kết quả phân tích mẫu với sự tồn tại của các thân
quặng pegmatit và thành tạo địa chất tại khu vực nghiên cứu;
- Đánh giá ảnh hƣởng của hàm lƣợng U, Th, K tới môi trƣờng xung quanh.
Từ kết quả nghiên cứu, luận văn đƣợc cấu trúc thành 3 chƣơng nhƣ sau
(không kể phần mở đầu và kết luận):
Chƣơng 1: Giới thiệu chung
Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu
Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và 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:
1. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2008), QCVN08:2008/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt, Hà Nội.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2008), QCVN09:2008/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ngầm, Hà Nội.
3. Vũ Văn Bích và nnk (2006), Báo cáo “Điều tra chi tiết hiện trạng môi
trường phóng xạ bản Dấu Cỏ, Xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ tỷ lệ
1:1.000, phục vụ quy hoạch dân cư và phát triển kinh tế xã hội khu vực”.
4. Các tiêu chuẩn an toàn phóng xạ, Cộng hoà Liên Bang Nga (NRB-96),
Moscova, 1996.
5. Nguyễn Văn Nam và nnk (2010), Báo cáo “Nghiên cứu cơ sở khoa học và
thực tiễn xác định mức chiếu xạ tự nhiên có khả năng gây hại cho con người”.
6. Lê Khánh Phồn (2004), Thăm dò phóng xạ, Nhà xuất bản Giao thông vận
tải.
7. Lê Khánh Phồn (2010), Thăm dò phóng xạ trong tìm kiếm khoáng sản và
nghiên cứu môi trường (Giáo trình).
8. Đặng Trung Thuận (1998), Địa hóa nguyên tố (Giáo trình).
9. Trần Bình Trọng và nnk (2002), Báo cáo “Điều tra hiện trạng môi trường
phóng xạ, khả năng ảnh hưởng và biện pháp khắc phục trên một số mỏ phóng xạ,
mỏ có chứa phóng xạ ở Lai Châu, Cao Bằng và Quảng Nam tỷ lệ 1:25000.
10. Trần Anh Tuấn và nnk (2013-2014), Báo cáo "Nghiên cứu xây dựng quy
trình công nghệ thành lập bộ bản đồ môi trường phóng xạ tự nhiên. Áp dụng thử
nghiệm trên địa bàn tỉnh Phú Thọ”.
11. Văn bản qui phạm pháp luật về an toàn và kiểm soát bức xạ - 1998, Ban
an toàn bức xạ và hạt nhân, Bộ Khoa học, Công nghệ và môi trƣờng.
12. Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (1989), Báo cáo địa chất và
khoáng sản nhóm tờ Thanh Sơn Thanh Thủy tỷ lệ 1/50.000 tập II – Địa chất.
13. Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (1989), Báo cáo địa chất và
khoáng sản nhóm tờ Thanh Sơn Thanh Thủy tỷ lệ 1/50.000 tập II – Khoáng sản.

Hoàng 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