Nghiên cứu ảnh hưởng của ô nhiễm phóng xạ tới hệ sinh thái khu vực mỏ đất hiếm ở bản dấu cỏ, xã đông cửu, huyện thanh sơn, tỉnh phú thọ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

QUÁCH VĂN HIỂU

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA Ô NHIỄM PHÓNG XẠ TỚI
HỆ SINH THÁI KHU VỰC MỎ ĐẤT HIẾM Ở BẢN DẤU CỎ XÃ
ĐÔNG CỬU HUYỆN THANH SƠN TỈNH PHÚ THỌ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

QUÁCH VĂN HIỂU

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA Ô NHIỄM PHÓNG XẠ TỚI
HỆ SINH THÁI KHU VỰC MỎ ĐẤT HIẾM Ở BẢN DẤU CỎ XÃ
ĐÔNG CỬU HUYỆN THANH SƠN TỈNH PHÚ THỌ

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN VĂN THỤY

Hà Nội - 2018

LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu, Khoa Môi Trƣờng,
Phòng Sau Đại học cùng các Thầy Cô giáo trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá
trình học tập, nghiên cứu và viết luận văn.
Em xin gửi lời cám ơn tới PGS-TS Trần Văn Thụy đã tận tình dạy bảo,
hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn tới TS.Nguyễn Tuấn Phong, TS. Nguyễn Trƣờng
Lƣu đã giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn Liên đoàn Địa chất Xạ Hiếm - Tổng cục Địa chất
và Khoáng sản Việt nam đã tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu, tìm tòi, học hỏi và
cung cấp dữ liệu cho tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Liên Đoàn Vật lý Địa chất - Tổng cục Địa chất và
Khoáng sản Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi học tập cũng nhƣ hoàn thành luận
văn.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, ngƣời thân, bạn bè và lãnh
đạo nhà trƣờng, các phòng ban chức năng, đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Hà Nội, tháng 10 năm 2018

Quách Văn Hiểu


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... 4
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ....................................... 2
1.1. Tình hình nghiên cứu phóng xạ môi trƣờng trên thế giới và ở Việt Nam .... 2
1.1.1. Tình hình nghiên cứu phóng xạ môi trƣờng trên thế giới ................................. 2

1.1.2. Tình hình nghiên cứu phóng xạ môi trƣờng ở Việt Nam .................................. 2
1.2. Tổng quan về hệ sinh thái .................................................................................. 4
1.2.1. Khái niệm hệ sinh thái.........................................................................................
1.2.2. Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái .......................................................... 4
1.2.3. Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái ................................................................... 5
1.2.4. Trao đổi vật chất giữa quần xã với môi trƣờng ...................................................
1.3. Tổng quan nghiên cứu phóng xạ môi trƣờng ảnh hƣởng tới các hệ sinh
thái .............................................................................................................................. 5
1.3.1. Khái niệm hoạt độ phóng xạ và cơ chế tác động của phóng xạ lên hệ sinh thái5
1.3.2. Nguồn gốc và đặc điểm phân bố các nguyên tố phóng xạ trong tự nhiên ........ 7
1.3.2.1. Nguồn gốc của các đồng vị phóng xạ ............................................................ 7
1.3.2.2. Các nhân phóng xạ tự nhiên trong vỏ trái đất ................................................ 7
1.3.3. Sự phát tán các nguyên tố phóng xạ trong môi trƣờng ..................................... 9
1.3.4. Ảnh hƣởng của phóng xạ đối với hệ sinh thái ................................................ 10
1.4. Tổng quan về đất hiếm .................................................................................... 11
1.5. Tổng quan về khu vực nghiên cứu.................................................................. 12
1.5.1. Vị trí địa lý, toạ độ và diện tích khu vực điều tra ........................................... 12
1.5.2. Đặc điểm địa hình ........................................................................................... 13
1.5.3. Khí hậu ............................................................................................................ 13
1.5.4. Thuỷ văn .......................................................................................................... 13
1.5.5. Động thực vật .................................................................................................. 14
1.5.6. Phân bố dân cƣ, đời sống văn hóa xã hội và kinh tế ...................................... 14


1.5.7. Giao thông ....................................................................................................... 15
1.5.8. Nguồn cung cấp nƣớc ..................................................................................... 15
1.6. Ảnh hƣởng của yếu tố tự nhiên, xã hội đến môi trƣờng phóng xạ .............. 15
1.7. Đặc điểm địa chất - khoáng sản ...................................................................... 16
1.7.1. Địa tầng ........................................................................................................... 16
1.7.2. Magma............................................................................................................. 17

1.7.3. Khoáng sản ...................................................................................................... 17
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 18
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 18
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 18
2.2.1. Phƣơng pháp điều tra địa chất môi trƣờng ...................................................... 18
2.2.2. Phƣơng pháp địa vật lý môi trƣờng................................................................. 19
2.2.3. Phƣơng pháp quan trắc môi trƣờng phóng xạ (monitoring) ........................... 20
2.2.4. Phƣơng pháp thu thập số liệu kinh tế - xã hội................................................. 21
2.2.5. Phƣơng pháp lấy, gia công và phân tích mẫu. ................................................ 21
2.3. Khối lƣợng các hạng mục công việc thực hiện ngoài hiện trƣờng .............. 22
2.4. Xử lý số liệu ....................................................................................................... 23
2.5. Các tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm phóng xạ ................................................... 24
2.5.1. Tên các văn bản của Việt Nam ....................................................................... 25
2.5.2. Tên các văn bản quốc tế sử dụng bổ sung ....................................................... 25
2.6. Phƣơng pháp đánh giá phân tích hệ sinh thái ............................................... 26
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 27
3.1. Thống kê phân tích và đánh giá các hệ sinh thái .......................................... 27
3.1.1. Các hệ sinh thái tự nhiên ................................................................................. 27
3.1.2. Các hệ sinh thái nhân tạo ................................................................................ 28
3.1.3. Thống kê các đại lƣợng đo môi trƣờng phóng xạ ........................................... 30
3.2. Hiện trạng phóng xạ môi trƣờng và ảnh hƣởng đến các hệ sinh thái ......... 31
3.2.1. Sự thay đổi các thành phần môi trƣờng phóng xạ theo không khí và ảnh
hƣởng của nó đến các hệ sinh thái ............................................................................ 31


3.2.2. Sự thay đổi môi trƣờng phóng xạ trong môi trƣờng không khí theo thời gian ... 33
3.2.3. Đặc trƣng nguyên tố phóng xạ trong các nguồn nƣớc và hệ sinh thái thủy vực .. 34

3.2.3.1. Kết quả phân tích các thành phần môi trƣờng phóng xạ trong nƣớc ........... 34
3.2.3.2. Kết quả đánh giá sai số phân tích mẫu nƣớc ................................................ 36

3.2.3.3. Nồng độ radon tự do trong nƣớc .................................................................. 36
3.2.3.4. Hoạt độ anpha và beta trong nƣớc ............................................................... 37
3.2.3.5. Hàm lƣợng radi trong nƣớc .......................................................................... 38
3.2.3.6. Sự thay đổi các thành phần phóng xạ trong nƣớc ........................................ 39
3.2.4. Hàm lƣợng kim loại nặng, độc hại trong nƣớc sinh hoạt ................................ 40
3.2.5. Sự suy giảm nồng độ radon tự do trong nƣớc theo nhiệt độ và thời gian ....... 41
3.2.6. Hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong các cây trồng của hệ sinh thái nông
nghiệp (hệ sinh thái lúa nƣớc và HST rau màu và cây trồng cạn ngắn ngày) .......... 43
3.2.6.1. Kết quả đánh giá sai số phân tích mẫu thực vật ........................................... 44
3.2.6.2. Đặc trƣng hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong mẫu thực vật .................. 44
3.2.7. Hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong đất...................................................... 45
3.2.7.1. Đánh giá sai số phân tích mẫu đất ................................................................ 46
3.2.7.2. Đặc trƣng hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong mẫu đất (rãnh) ................ 46
3.2.8. Thống kê hiện trạng kinh tế xã hội và ảnh hƣởng của môi trƣờng phóng xạ
đến hệ sinh thái khu dân cƣ ....................................................................................... 47
3.2.8.1. Tình hình bệnh tật của dân cƣ trong diện tích điều tra ................................ 47
3.2.8.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp ................................................................... 47
3.2.8.3. Tình hình sử dụng nguồn nƣớc và nhà ở...................................................... 47
3.3. Phân vùng ô nhiễm phóng xạ và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ............ 49
3.3.1. Cơ sở phân vùng ô nhiễm phóng xạ ................................................................ 49
3.3.2. Kết quả phân chia diện tích ô nhiễm môi trƣờng phóng xạ ............................ 49
3.3.2.1. Diện tích ô nhiễm phóng xạ tự nhiên ........................................................... 50
3.3.2.2. Đặc trƣng phóng xạ của các diện tích ô nhiễm ............................................ 50
3.3.3. Các biện pháp giảm thiểu ................................................................................ 54


3.3.3.1. Quy hoạch sử dụng đất ................................................................................. 54
3.3.3.2. Những biện pháp thƣờng xuyên ................................................................... 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 56
I. KẾT LUẬN............................................................................................................ 56

II.KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 57
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 60


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên phổ biến trong vỏ trái đất .........................8
Bảng 1.2. Hoạt độ phóng xạ có trong bề mặt đất ........................................................9
Bảng 1.3. Các nhóm đất hiếm ...................................................................................11
Bảng 1.4. Thống kê các loại khoáng vật đất hiếm ....................................................11
Bảng 1.5. Bảng giới hạn toạ độ vùng nghiên cứu .....................................................12
Bảng 2.1. Danh mục thiết bị sử dụng và độ nhạy của chúng ....................................20
Bảng 2.2. Bảng thống kê khối lƣợng đã thực hiện ....................................................22
Bảng 2.3. Bảng sai số các phƣơng pháp đo ..............................................................23
Bảng 2.4. Bảng chuyển đổi các đơn vị đo về Sivert (Sv), tiêu chuẩn của IAEA......24
Bảng 2.5. Hoạt độ phóng xạ giới hạn trong không khí, nƣớc và thực phẩm ............26
Bảng 3.1. Thống kê các đại lƣợng đo môi trƣờng phóng xạ .....................................30
Bảng 3.2. Sự thay đổi môi trƣờng phóng xạ theo không gian ở các hộ gia đình ......32
Bảng 3.3. Bảng kết quả phân tích mẫu nƣớc ............................................................34
Bảng 3.4. Thống kê thông số nồng độ radon tự do trong các loại nƣớc ...................36
Bảng 3.5. Thống kê thông số hoạt độ anpha và beta trong nƣớc ..............................37
Bảng 3.6. Thống kê thông số hàm lƣợng radi trong các loại nƣớc ...........................38
Bảng 3.7. Bảng kết quả phân tích mẫu nƣớc sinh hoạt khu vực bản Dấu Cỏ ...........41
Bảng 3.8. Sự suy giảm nồng độ khí phóng xạ theo thời gian mẫu nƣớc MN101010a
...................................................................................................................................41
Bảng 3.9. Theo dõi nồng độ radon trƣớc và sau khi đun sôi ....................................42
Bảng 3.10. Bảng kết quả phân tích mẫu thực vật......................................................43
Bảng 3.11. Thống kê hoạt độ các nguyên tố phóng xạ trong thực vật tại bản Dấu Cỏ
...................................................................................................................................44
Bảng 3.12. Bảng kết quả phân tích mẫu đất ..............................................................45
Bảng 3.13. Thống kê hoạt độ phóng xạ trong đất .....................................................46

Bảng 3.14. Thống kê các tiêu chuẩn an toàn phóng xạ áp dụng cho các diện tích ô
nhiễm môi trƣờng phóng xạ tại bản Dấu Cỏ .............................................................52
Bảng 3.15. Đặc trƣng thống kê thành phần môi trƣờng phóng xạ các diện tích ô
nhiễm bậc I,II, III ......................................................................................................52


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Phạm vi nghiên cứu của luận văn .............................................................18
Hình 3.1. Sự biến đổi môi trƣờng phóng xạ theo mặt cắt tuyến T.00.......................33
Hình 3.2. Đồ thị quan trắc nồng độ radon theo thời gian (ngày, đêm) bản Dấu Cỏ .34
Hình 3.3. Sự thay đổi nồng độ các nguyên tố phóng xạ đặc trƣng trong mẫu nƣớc
theo mặt cắt suối Bầu ................................................................................................40
Hình 3.4. Đồ thị theo dõi sự suy giảm nồng độ radon tự do trong nƣớc theo thời
gian ............................................................................................................................43
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn một số bệnh thƣờng gặp .................................................48
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn tình hình sản xuất nông nghiệp khu vực điều tra ...........48
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn hiện trạng các loại nhà khu vực điều tra ........................49
Hình 3.8. Sơ đồ hiện trạng và phân vùng ô nhiễm phóng xạ bản Dấu Cỏ, xã Đông
Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ .......................................................................53


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
HST
MTPX
MTTN
TCVN, QCVN
IAEA

Hệ sinh thái
Môi trƣờng phóng xạ

Môi trƣờng tự nhiên
Tiêu chuẩn, Quy chuẩn Việt Nam
Cơ quan năng lƣợng nguyên tử quốc tế


LỜI MỞ ĐẦU
Môi trƣờng phóng xạ là một phần không thể tách rời của môi trƣờng tự nhiên
nơi con ngƣời tồn tại và phát triển. Ảnh hƣởng của môi trƣờng phóng xạ tự nhiên đối
với hệ sinh thái đã đƣợc nghiên cứu và ngày càng đƣợc quan tâm. Các dữ liệu về môi
trƣờng tự nhiên, trong đó 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.
Miền Bắc Việt Nam là địa bàn có nhiều mỏ đất hiếm, các mỏ đều tập trung
trên đới sinh khoáng Tây Bắc Bộ. Qua các kết quả nghiên cứu và khảo sát môi
trƣờng tại một số mỏ đất hiếm 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, Phú Thọ, có cƣờng độ phóng xạ (502500) R/h. Mặt khác, tại khu vực nghiên
cứu, có các suối và mạch nƣớc ngầm đi qua các khu vực có cƣờng độ phóng xạ cao,
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 có thể ô nhiễm phóng xạ..
Trên cơ sở đó, luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của ô nhiễm phóng xạ tới
hệ sinh thái khu vực mỏ đất hiếm ở bản Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn,
tỉnh Phú Thọ” đƣợc thực hiện với mục tiêu và nhiệm vụ sau:
Mục tiêu:
- Xác định khu vực ô nhiễm phóng xạ
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của ô nhiễm phóng xạ tới hệ sinh thái;
- Đƣa ra một số biện pháp phòng ngừa, giảm thiểu tác hại của phóng xạ cho hệ sinh
thái
Nội dung nghiên cứu

- Thu thập các tài liệu về đánh giá ô nhiễm phóng xạ; các yếu tố ảnh hƣởng đến môi
trƣờng phóng xạ; các nghiên cứu đã có về môi trƣờng phóng xạ tại khu vực;
- Nghiên cứu đặc điểm của các hệ sinh thái và đặc điểm của phóng xạ tự nhiên tại
khu vực nghiên cứu;
- Đánh giá ảnh hƣởng của ô nhiễm phóng xạ tới các hệ sinh thái tại khu vực, phân
vùng ô nhiễm và đề xuất giải pháp giảm thiểu.

1


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu phóng xạ môi trƣờng trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tình hình nghiên cứu phóng xạ môi trường trên thế giới
Vào năm 1901, nhà bác học ngƣời Pháp Antoine Henri Becquerel đã công bố
phát hiện đầu tiên về hiện tƣợng phóng xạ, kể từ đó đã có nhiều công trình nghiên
cứu của các nhà khoa học về mặt ứng dụng cũng nhƣ tác hại của hiện tƣợng phóng
xạ đến môi trƣờng và con ngƣời. Để giảm thiểu nguy cơ gây hại của phóng xạ, vào
năm 1928 Ủy ban Quốc tế về an toàn bức xạ (ICRP) đƣợc thành lập với mục đích
xây dựng các nguyên tắc cơ bản và đƣa ra các khuyến cáo an toàn phóng xạ. Đến
năm 1957, cơ quan năng lƣợng nguyên tử quốc tế (IAEA) đƣợc thành lập với mục
tiêu kiểm soát việc sử dụng năng lƣợng nguyên tử nhằm thúc đẩy ứng dụng vào mục
đích hòa bình và bảo vệ sức khỏe con ngƣời.
Năm 1996, cơ quan Năng lƣợng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) đã xuất bản bộ
“Tiêu chuẩn Quốc tế cơ bản về bảo vệ bức xạ ion hóa và an toàn đối với nguồn bức
xạ” đã đạt đƣợc sự thống nhất về các tiêu chuẩn bảo vệ bức xạ và an toàn đối với các
nguồn bức xạ [29].
Năm 2001, IAEA đã đƣa ra đánh giá tác động môi trƣờng trong quá trình khai
thác mỏ, đồng thời quy định an toàn về Uranium khi thăm dò, khai thác, chế biến
khoáng sản và quản lý chất thải đƣợc sinh ra[26].
Năm 2004, IAEA đã ra quy chuẩn về an toàn phóng xạ đối với con ngƣời và

môi trƣờng. Trong đó, các ảnh hƣởng của phóng xạ lên con ngƣời, sinh vật cũng nhƣ
môi trƣờng sống của con ngƣời đã đƣợc nghiên cứu khá kỹ lƣỡng[25].
1.1.2. Tình hình nghiên cứu phóng xạ môi trường ở Việt Nam
Từ năm 1955, ở nƣớc ta ngành địa chất đã ứng dụng các phƣơng pháp phóng
xạ trong đo vẽ, lập bản đồ địa chất, tìm kiếm các mỏ quặng chứa phóng xạ. Các cơ
quan nhƣ Viện Năng lƣợng nguyên tử Việt Nam, Viện Vật lý – Trung tâm Khoa học
Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia (nay là Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam),
Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên... đã tiến
hành điều tra môi trƣờng phóng xạ, dƣới sự chỉ đạo của Bộ Khoa học Công Nghệ và
Môi trƣờng (hiện nay là Bộ Khoa học Công nghệ và Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng).
Tháng 7/1996, Nhà nƣớc đã ban hành “Pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ”. Năm
1998 Chính phủ đã ban hành Nghị định số 50/1998/NĐ-CP “Quy định chi tiết việc
thi hành Pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ”[19]. Tháng 6/2008, Quốc Hội đã
ban hành''Luật năng lƣợng nguyên tử''số 18/2008/QH12[20].
Các công trình nghiên cứu về phóng xạ của Cục Địa chất Khoáng sản Việt
Nam (nay là Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam) đã thực hiện gồm.
2


Từ năm 1990 đến năm 2000, chƣơng trình địa chất đô thị của Cục Địa chất và
Khoáng sản Việt Nam đã thực hiện các đề tài về môi trƣờng phóng xạ. Sản phẩm của
các đề tài địa chất môi trƣờng nói chung và môi trƣờng phóng xạ nói riêng đã có ý
nghĩa quan trọng giúp Nhà nƣớc, chính quyền địa phƣơng xây dựng quy hoạch tổng
thể các khu đô thị và định hƣớng phát triển kinh tế xã hội của vùng nghiên cứu.
Năm 2003, đề tài cấp bộ mã số B2001-36-13 do PGS.TS. Nguyễn Phƣơng và
nnk “Nghiên cứu chọn hệ phƣơng pháp đánh giá tác động môi trƣờng và vấn đề kết
hợp bảo vệ tài nguyên khoáng với bảo vệ môi trƣờng các mỏ urani và đất hiếm Tây
Bắc Việt Nam” [14].
Từ năm 2003 đến 2005, Liên đoàn Địa chất Xạ - hiếm thực hiện đề án địa chất
môi trƣờng “Điều tra hiện trạng môi trƣờng phóng xạ trên các mỏ Đông Pao, Thèn

Sin – Tam Đƣờng - tỉnh Lai Châu, Mƣờng Hum tỉnh Lào Cai, Yên Phú tỉnh Yên
Bái, Thanh Sơn tỉnh Phú Thọ, An Điềm, Ngọc Kinh – sƣờn Giữa tỉnh Quảng Nam''
[16].
- Đề án: “Bản đồ trƣờng phóng xạ tự nhiên Việt Nam tỷ lệ: 1:5.000”, đơn vị thực
hiện Liên đoàn vật lý Địa chất: Chủ nhiệm: Đinh Đức Chất và nnk.
- Đề án: “Thành lập bản đồ phóng xạ Việt Nam tỷ lệ: 1:1.000.000, cho toàn quốc”
đơn vị thực hiện Liên đoàn vật lý Địa chất: Chủ nhiệm: Nguyễn Ngọc Trân và nnk.
- Đề án: “Thành lập bản đồ phông bức xạ tự nhiên Việt Nam tỷ lệ: 1:1.000.000, cho
toàn quốc” đơn vị thực hiện Liên đoàn vật lý Địa chất: Chủ nhiệm: La Thanh Long
và nnk.
- Đề án “Điều tra chi tiết hiện trạng môi trƣờng phóng xạ bản Dấu Cỏ, xã Đông Cửu,
huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ tỷ lệ 1:1.000, phục vụ quy hoạch dân cƣ và phát
triển kinh tế xã hội khu vực”, đơn vị thực hiện Liên đoàn Địa chất Xạ Hiếm: Chủ
nhiệm: Vũ Văn Bích và nnk.
- Dự án : “Đánh giá chi tiết các diện tích ô nhiễm phóng xạ tự nhiên vùng Tây Bắc
Việt Nam để thông báo cho Uỷ ban nhân dân cấp tỉnh phối hợp lập kế hoạch và triển
khai các biện pháp cần thiết nhằm giảm đến mức thấp nhất tác hại đối với con
ngƣời”. Đơn vị thực hiện Liên đoàn vật lý Địa chất: Chủ nhiệm: Nguyễn Thế Minh
và nnk.
- Đề án: Chính phủ giao. Thăm dò quặng Urani khu Pà Lừa – Pà Rồng, huyện Nam
Giang, tỉnh Quảng Nam. (Phần đánh giá tác động môi trƣờng, đơn vị thực hiện Liên
đoàn vật lý Địa chất).
- Dự án : “Xây dựng bộ bản đồ môi trƣờng phóng xạ tự nhiên tỷ lệ 1:250.000 cho
toàn lãnh thổ Việt Nam – Giai đoạn I (2011 – 2015) cho một số khu vực trọng điểm”.
Đơn vị thực hiện Liên đoàn vật lý Địa chất: Chủ nhiệm: Trần Anh Tuấn và nnk.
- Dự án : “Xây dựng bộ bản đồ môi trƣờng phóng xạ tự nhiên tỷ lệ 1:250.000 Giai
đoạn II (2018 – 2022) cho các tỉnh biên giới và ven biển phía Bắc”. Đơn vị thực hiện
Liên đoàn vật lý Địa chất: Chủ nhiệm: Trần Anh Tuấn và nnk.
* Khoa học Công nghệ
3

- Đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học để xác định khu vực có mức chiếu xạ tự nhiên
có khả năng gây hại cho con ngƣời để tiến hành khảo sát, đánh giá chi tiết”.
- Đề tài: “Xây dựng quy trình công nghệ đo tổng hoạt độ anpha trong môi trƣờng
không khí, nƣớc phục vụ điều tra đánh giá môi trƣờng”
- Đề tài: “Nghiên cứu tổng hoạt độ an pha trong môi trƣờng không khí, đất và nƣớc
phục vụ điều tra đánh giá môi trƣờng”
- Đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thành lập bộ bản đồ môi trƣờng
phóng xạ tự nhiên.„„Áp dụng thử nghiệm trên địa bàn tỉnh Phú Thọ‟‟
1.2. Tổng quan về hệ sinh thái
1.2.1. Khái niệm hệ sinh thái
''Hệ sinh thái là một hệ thống hoàn chỉnh tƣơng đối ổn định bao gồm quần xã
sinh vật và khu vực sống (sinh cảnh) của quần xã, trong đó các sinh vật tác động qua
lại với nhau và với các thành phần của sinh cảnh tạo nên các chu trình sinh địa hóa''[
23].
Có 2 kiểu hệ sinh thái chủ yếu:
+ ''Hệ sinh thái tự nhiên (trên cạn, dƣới nƣớc)''.
+ ''Hệ sinh thái nhân tạo (trên cạn, dƣới nƣớc)''[15].
1.2.2. Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái
Mỗi hệ sinh thái gồm có 2 phần là:
a. Thành phần hữu sinh (quần xã): là các sinh vật bao gồm:
+ Sinh vật sản xuất: là sinh vật có khả năng tổng hợp và hóa tổng hợp tạo nên
nguồn thức ăn tự nuôi mình và nuôi sinh vật di dƣỡng.
+ Sinh vật tiêu thụ: gồm động vật ăn thực vật và động vật ăn thịt.
+ Sinh vật phân giải: là những loài sinh vật sống dựa vào phân giải chất hữu
cơ có sẵn thành các chất vô cơ để trả lại môi trƣờng. Gồm có vi khuẩn hoại sinh, nấm
và một số động vật không xƣơng sống ăn mùn hữu cơ.
Thành phần loài là yếu tố quan trọng cấu thành nên hệ sinh thái, trong nghiên cứu
của chúng tôi, thành phần các loài động vật, thực vật tại các sinh cảnh khác nhau, từ

các hệ sinh thái thủy vực tới các hệ sinh thái trên cạn đều đƣợc quan tâm nghiên cứu
và xem xét. Những dẫn liệu thành phần loài liên quan đến nghiên cứu của chúng tôi
phải kể đên các công trình của Đào Văn Tiến, Dƣơng Đức Tiến, Phạm Hoàng Hộ,
Nguyễn Cử, Hồ Thu Cúc…….
b. Thành phần vô sinh: là sinh cảnh bao quanh sinh vật trong quần xã bao
gồm:
+ Các chất vô cơ: nƣớc, oxi, nitơ,..
+ Các chất hữu cơ : Protein, lipit...
4


+ Các yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, gió, độ ẩm...[15].
1.2.3. Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái
a. Trao đổi vật chất trong quần xã
Chuỗi thức ăn: là một dãy gồm nhiều loại sinh vật có quan hệ dinh dƣỡng với
nhau, mỗi loài nhƣ một mắt xích vừa ăn mắt xích phía trƣớc nó vừa bị mắt xích phía
sau nó ăn.
Ý nghĩa của nghiên cứu chuỗi thức ăn: khi biết một loài nào đó trong quần xã,
qua chuỗi thức ăn ta có thể dự đoán sự có mặt của một số loài khác giúp cho việc
khai thác nguồn tài nguyên hợp lý [15].
1.2.4. Trao đổi vật chất giữa quần xã với môi trường
a. Chu trình tuần hoàn vật chất (chu trình sinh địa hóa)
Là chu trình trao đổi vật chất trong tự nhiên. Một chu trình sinh địa hóa gồm
có các thành phần: tổng hợp các chất, tuần hoàn chất trong tự nhiên, phân giải và
lắng đọng một phần vật chất (trong nƣớc, đất,...).
Trong mỗi hệ sinh thái, chất dinh dƣỡng trong môi trƣờng đƣợc đi vào sinh
vật sản xuất (do thực vật hấp thụ) => vào sinh vật tiêu thụ => sinh vật phân giải và
trở lại môi trƣờng đƣợc gọi là chu trình sinh địa hóa. Gồm chu trình chất khí (nguồn
dự trữ có trong sinh quyển), chu trình chất lắng đọng (nguồn dự trữ trong vỏ trái đất).
Chu trình sinh địa hóa duy trì cân bằng vật chất trong sinh quyển. Một chu

trình sinh địa hóa gồm 3 phần (tổng hợp các chất, tuần hoàn chất trong tự nhiên,
phân giải và lắng đọng một phần vật chất)[15].
b. Dòng năng lƣợng trong hệ sinh thái
Mặt trời cung cấp năng lƣợng cho sự sống trên trái đất. Năng lƣợng mặt trời
cung cấp cho sinh vật sản xuất để sinh vật sản xuất quang hợp và tổng hợp nên chất
hữu cơ cấu tạo nên sinh vật sản xuất. Sinh vật tiêu thụ sử dụng sinh vật sản xuất làm
nguồn thức ăn nên năng lƣợng tích lũy trong sinh vật sản xuất cung cấp cho sinh vật
tiêu thụ các cấp, sau đó cung cấp cho sinh vật phân giải. Qua mỗi bậc dinh dƣỡng
năng lƣợng bị thất thoát 90% (do sinh vật hô hấp, bài tiết, do hiệu suất tiêu hóa), chỉ
10% năng lƣợng đƣợc truyền lên bậc dinh dƣỡng cao hơn [15].
Tất cả những đặc trƣng trên của hệ sinh thái là các cơ sở khoa học cho nghiên cứu
của chúng tôi khi xem xét các ảnh hƣởng của yếu tố phóng xạ môi trƣờng tới hệ sinh
thái.
1.3. Tổng quan nghiên cứu phóng xạ môi trƣờng ảnh hƣởng tới các hệ sinh thái
1.3.1. Khái niệm hoạt độ phóng xạ và cơ chế tác động của phóng xạ lên hệ sinh
thái
a. Khái niệm về hoạt độ phóng xạ
5


Hoạt độ phóng xạ là số phân rã của nguồn phóng xạ trong một đơn vị thời
gian [8, tr134].
a=
Trong đó: N là số hạt nhân chƣa phân rã tính theo công thức N = N0e-λt
Do vậy: a= λN = λ N0e-λt
Đơn vị đo hoạt độ phóng xạ trong hệ SI là Becquerel (ký hiệu: Bq).
1 Bq là 1 phân rã trong 1 giây.
Hoạt độ riêng là hoạt độ phóng xạ của một đơn vị nguồn phóng xạ. Đơn vị
thƣờng dùng là Bq/kg (thƣờng dùng với nguồn dạng rắn), Bq/m3 (thƣờng dùng với
nguồn dạng lỏng hoặc khí).

b. Cơ chế tác động của phóng xạ lên hệ sinh thái
Trong tự nhiên các đồng vị phóng xạ sinh ra các loại bức xạ chính nhƣ: Bức
xạ alpha, bức xạ beta, bức xạ gamma. Chúng gây ra tác dụng sinh học của bức xạ hạt
nhân có nhiều dƣới nhiều hình thức khác nhau nhƣng quan trọng nhất là các dạng có
thể xuyên qua cơ thể và gây hiệu ứng ion hóa.
* Bức xạ anpha
Hạt anpha đƣợc sinh ra từ các đồng vị phóng xạ trong tự nhiên, và đƣợc cấu
tạo từ 2 proton và 2 notron, anpha mang điện tích dƣơng. Trong không gian anpha
không có khả năng truyền xa và dễ dàng bị cản lại bởi 1 tờ giấy hoặc lớp màng ngoài
da. Tuy nhiên, khi anpha xâm nhập vào cơ thể sinh vật sẽ phát ra năng lƣợng tới các
tế bào xung quanh. Với con ngƣời và động vật khi hít phải không khí hoặc ăn uống
có chứa các đồng vị phóng xạ phát xạ anpha sẽ tạo ra sự chiếu xạ với các mô nhạy
cảm nhƣ phổi (hít thở), máu, tủy...(khi ăn uống)
* Bức xạ beta
Bức xạ beta là các electron đƣợc sinh ra từ các đồng vị phóng xạ trong tự
nhiên và nhỏ hơn rất nhiều so với hạt anpha nhƣng có thể thấm sâu hơn, Beta có thể
bị cản lại bởi tấm kim loại, tấm kính hay quần áo bình thƣờng nhƣng có thể xuyên
qua lớp ngoài da gây tổn hại lớp da bảo vệ. Khi sinh vật và con ngƣời trao đổi chất
với môi trƣờng có chứa đồng vị phát xạ ra beta thì bức xạ beta sẽ tác động đến các
mô bên trong cơ thể gây tổn thƣơng các cơ quan nội tạng của ngƣời và động vật.
* Bức xạ Gamma
Bức xạ gamma là sóng điện từ đi vào không gian với khoảng cách lớn và độ
đâm xuyên mạnh, cƣờng độ tia gamma sẽ giảm theo độ dài quãng đƣờng mà gamma
đi đƣợc. Khi bức xạ gamma đi xuyên vào vật chất sẽ va chạm với các nguyên tử
trong vật chất đó. Bởi vậy, bức xạ gamma va chạm với tế bào của cơ thể sẽ làm tổn
6


hại cho da và các mô bên trong. Để che chắn bức xạ gamma, ngƣời ta thƣờng dùng
bê tông, chì hoặc các vật liệu có số khối lớn.

*Cơ chế tác động của bức xạ lên sinh vật, con ngƣời và hệ sinh thái
Các bức xạ ion hóa góp phần vào việc ion hóa các phân tử trong cơ thể sống,
tùy theo liều nhận đƣợc và loại bức xạ tác động có thể gây hại ở các mức độ khác
nhau. Với hai cơ chế tác động:
- Cơ chế trực tiếp: bức xạ trực tiếp gây ion hóa các phân tử trong tế bào làm
đứt gãy liên kết trong các GEN, các nhiễm sắc thể, làm sai lệch cấu trúc và tổn
thƣơng đến chức năng của tế bào.
- Cơ chế gián tiếp: bức xạ ion hóa nƣớc trong cơ thể (H2O=> H+ + OH-) sẽ tạo
ra các gốc tự do, các gốc này có hoạt tính hóa học mạnh sẽ hủy hoại thành phần
trong tế bào nhƣ enzyme, protein, lipid trong tế bào và phân tử ADN, làm tê liệt các
chức năng của các tế bào lành khác. Đến khi số lƣợng tế bào bị hại, bị chết vƣợt quá
khả năng phục hồi của mô hay cơ quan thì chức năng của mô hay cơ quan sẽ bị rối
loạn hoặc tê liệt sẽ gây ảnh hƣởng đến sức khỏe.
- Thời gian chiếu: Bức xạ tác động lên sinh vật, con ngƣời, hệ sinh thái trong
thời gian dài gây nên một số nguy cơ nghiêm trọng.
Đối với con ngƣời: Chiếu xạ bằng các bức xạ ion hóa với liều lƣợng cao hay
thấp đều có thể gây nên các hiệu ứng lâu dài dƣới dạng các bệnh ung thƣ, bệnh máu
trắng, ung thƣ xƣơng, ung thƣ phổi, đục thủy tinh thể, giảm tuổi thọ, rối loạn di
truyền...Trong các loại bức xạ ở trên, nguy hiểm nhất là bức xạ anpha bởi khi thâm
nhập đƣợc vào trong cơ thể, hạt anpha sẽ bị hãm lại một cách nhanh chóng đồng thời
truyền năng lƣợng của chúng ngay tại chỗ.
Đối với thực vật: Bức xạ gây đột biến ở cây trồng, gây biến đổi chất lƣợng
cũng nhƣ năng suất của cây. Ngoài ra, thực vật có thể tích lũy các đồng vị phóng xạ
trong cây, nếu con ngƣời và động vật ăn phải sẽ gây ảnh hƣởng đến sức khỏe.
1.3.2. Nguồn gốc và đặc điểm phân bố các nguyên tố phóng xạ trong tự nhiên
1.3.2.1. Nguồn gốc của các đồng vị phóng xạ
Trong môi trƣờng tự nhiên luôn tồn tại các đồng vị phóng xạ gồm có các đồng
vị phóng xạ nguyên thủy có thời gian sống dài và con cháu của chúng (có từ khi tạo
thành trái đất) và các đồng vị phóng xạ sinh ra do tƣơng tác của các tia vũ trụ với bầu
khí quyển của trái đất.

1.3.2.2. Các nhân phóng xạ tự nhiên trong vỏ trái đất
Nguồn phóng xạ tự nhiên trên trái đất gồm các nhân phóng xạ tồn tại cả trƣớc,
trong và sau khi trái đất đƣợc hình thành. Năm 1896 nhà bác học ngƣời Pháp
Becqueral phát hiện ra chất phóng xạ tự nhiên, đó là Uranium. Đến nay con ngƣời đã
7


tìm ra các chất phóng xạ trên trái đất gồm các nguyên tố Uranium, Thorium và các
con cháu của chúng tạo nên ba họ phóng xạ cơ bản là họ Thorium (Th232), Uranium
(U238) và actinium (U235). Tất cả các đồng vị của các họ này đều là đồng vị phóng
xạ, trừ đồng vị cuối cùng ở mỗi họ là đồng vị bền.
Ba họ phóng xạ tự nhiên có đặc điểm chung là thành viên thứ nhất là đồng vị
phóng xạ sống lâu, với thời gian bán rã đƣợc đo theo các đơn vị địa chất. Đặc điểm
chung thứ hai của ba họ phóng xạ tự nhiên là mỗi họ điều có một đồng vị khác nhau
của nguyên tố Radon. Trong họ Uranium, khí 86Rn222 đƣợc gọi là Radon; trong họ
Thorium, khí

86Rn

220

đƣợc gọi là Thoron; trong họ actinium

219

86Rn

đƣợc gọi là

Actinon. Khí Radon từ trong các lớp đất đá của trái đất khuếch tán vào không khí và

các con cháu của Radon ở dạng rắn trong điều kiện thông thƣờng, bám vào các hạt
bụi khí quyển. Về phƣơng diện an toàn bức xạ, sự chiếu ngoài của Radon và con
cháu không tác hại bằng sự chiếu trong cơ thể, nghĩa là khi con ngƣời hít thở bụi có
các nhân phóng xạ bám vào vì chúng là các đồng vị phóng xạ anpha. Nồng độ Radon
trong không khí phụ thuộc vào hàm lƣợng các chất phóng xạ trong đất đá. Đặc điểm
thứ ba của ba họ phóng xạ tự nhiên là sản phẩm cuối cùng trong mỗi họ đều là
nguyên tố chì nhƣng là các đồng vị chì khác nhau: Pb206 trong họ Uranium, Pb207
trong họ Actinium và Pb208 trong họ Thorium
Bảng 1.1. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên phổ biến trong vỏ trái đất
Nhân phóng xạ

Hoạt độ tự nhiên

U235

Chiếm khoảng 0,72% tổng số khối lƣợng Uran tự nhiên

U238

Chiếm 99,2745% tổng số khối lƣợng Uran tự nhiên. Uran tự
nhiên có từ 0,5 đến 4,7 (g/kg) trong đất đá.

Th232

Có 1,6 đến 20 ppm trong các loại đá

Ra226

16 Bq/kg trong các loại đá vôi và 48 Bq/Kg trong đá magma

Ra222

Nồng độ trung bình hàng năm tại Mỹ từ 0,6 Bq/m3 đến 28Bq/m3

K40

Có 37 đến 1100 Bq/kg trong đất

Ngoài ba họ phóng xạ ở trên, trong tự nhiên còn có đồng vị phóng xạ K40 rất phổ
biến trong môi trƣờng (với hàm lƣợng trung bình trong đất đá là 27g/kg và trong đại
dƣơng khoảng 380mg/lít, trong cơ thể con ngƣời hàm lƣợng K 40 trung bình vào
khoảng 1,7g/kg).
* Các nhân phóng xạ có trong bề mặt đất
Thƣờng ngƣời ta xác định hoạt độ các nhân phóng xạ có trong lớp đất bề mặt
dày 30 cm và diện tích 1 hải lý vuông (2,5 km2). Hoạt độ các nhân phóng xạ phụ
8


thuộc rất mạnh vào các loại đất đá, các thành phần khoáng vật cũng nhƣ mật độ của
đất đá.
Bảng 1.2. Hoạt độ phóng xạ có trong bề mặt đất
Nhân phóng xạ

Hoạt độ lớp đất

Hoạt độ lớp đất 30 cm×

30cm×2,5 km2 (GBq)

1m2 (Bq/m2)

U238

31

12400

Th232

52

20800

Ra226

500

200000

Ra222

63

25200

K40

7,4

2960

Tổng cộng

653

261200

1.3.3. Sự phát tán các nguyên tố phóng xạ trong môi trường
- Sự phát tán các nguyên tố phóng xạ trong môi trường đất: sự phát tán phóng xạ
trong đất dƣới tác động của tự nhiên hay con ngƣời chủ yếu theo phƣơng thức: rửa
trôi, hòa tan hóa học và phát tán cơ học. Mức độ phát tán phụ thuộc vào các yếu tố
địa hình, địa mạo, mức độ bền vững và sự linh hoạt của nguyên tố đó. Địa hình bị
phân cắt mạnh thì khả năng phát tán của chúng ra môi trƣờng xung quanh lớn. Do
vậy, quanh các mỏ, điểm quặng khoáng sản phóng xạ hoặc khoáng sản có chứa
nguyên tố phóng xạ thƣờng có các biểu hiện của vành địa hóa thứ sinh của các
nguyên tố phóng xạ [9].
- Sự phát tán các nguyên tố phóng xạ trong môi trường nước: môi trƣờng nƣớc là
môi trƣờng thuận lợi cho sự phát tán các nguyên tố phóng xạ. Khi dòng nƣớc chảy
qua thân quặng hay đới khoáng hóa sẽ hòa tan các nguyên tố không bền vững trong
đó có các nguyên tố phóng xạ, gặp điều kiện thuận lợi chúng phát tán các chất phóng
xạ này xuống vùng hạ lƣu của dòng chảy gây ra một diện tích ô nhiễm lớn từ vị trí
mỏ tới hạ lƣu của dòng chảy.
- Sự phát tán các nguyên tố phóng xạ trong môi trường không khí: các chất phóng xạ
thƣờng xuyên phát ra khí radon và thoron vào không khí. Thoron có chu kỳ bán
phân hủy rất ngắn (54,5 giây), quãng đƣờng di chuyển ngắn (khoảng 30cm) đã
chuyển thành đồng vị khác, do vậy ít ảnh hƣởng đến con ngƣời. Radon có chu kỳ
phân hủy dài (92 giờ hay 3,82 ngày), di chuyển xa trong không khí, khi xâm nhập
vào phổi, phân hủy thành đồng vị ở thể rắn, gây ra liều chiếu trong nguy hiểm. Khả
năng phát tán của radon trong không khí phụ thuộc vào: nồng độ radon trong đất, lớp
vỏ phong hóa, thảm thực vật, đặc điểm địa hình và hƣớng gió.

9


- Sự phát tán các nguyên tố phóng xạ trong thực vật: thực vật trồng trên các mỏ,
điểm mỏ có chứa khoáng sản phóng xạ hay vị trí có khoáng sản phóng xạ sẽ hấp thụ
một lƣợng lớn các chất phóng xạ. Khi con ngƣời hay động vật sử dụng các loại thực
vật này đều gây ảnh đến sức khỏe [4].
Trong quá trình thăm dò, khai thác mỏ quặng đất hiếm chứa chất phóng xạ, con
ngƣời phải đào bới, vận chuyển, lƣu giữ, chế biến quặng với hàm lƣợng chất
phóngxạ rất cao. Hơn nữa, khi thăm dò, khai thác đất phủ bị bóc tách, quặng đƣợc
thu gom, nghiền tuyển,…làm cho các chất phóng xạ phát tán mạnh mẽ ra môi
trƣờng xung quanh, đặc biệt là phát tán trong môi trƣờng nƣớc, không khí.
Bụi chứa chất phóng xạ có thể theo gió phát tán tới các khu vực thôn, bản quanh khu
mỏ.
1.3.4. Ảnh hưởng của phóng xạ đối với hệ sinh thái
a. Ảnh hƣởng đối với môi trƣờng đất và hệ sinh thái trên cạn
Các hạt nhân phóng xạ tự nhiên có trong lớp đất đá bị cô lập, nhƣng do các tác
động nhƣ phong hóa, xói mòn hay tác động của con ngƣời làm các hạt nhân phóng
xạ thoát ra sau đó ngƣng đọng ở trên mặt lớp đất xung quanh gây ô nhiễm môi
trƣờng đất. Các hợp phần sinh vật của hệ sinh thái bị ảnh hƣởng bởi các tác nhân này
theo các cơ chế lý, hóa học.
b. Ảnh hƣởng đối với môi trƣờng nƣớc và hệ sinh thái thủy vực
Một số đồng vị phóng xạ nhƣ Ra226, K40, U235, Th232...bị phân tán vào nguồn
nƣớc gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. Cơ thể của các sinh vật thủy sinh bị ảnh hƣởng
khá nặng nề và diễn ra trên phạm vi rộng do quá trình phát tán nhanh chóng và dễ
dàng.
c. Ảnh hƣởng đối với sinh vật
Phóng xạ hủy hoại các cơ thể sống của sinh vật bởi các phản ứng hóa học,
phản ứng vật lý gây tổn hại cho mô, tế bào. Ví dụ, các liên kết trong các cấu trúc cao
phân tử sẽ bị bẻ gẫy. Trong các trƣờng hợp ngộ độc phóng xạ cấp tính ở tủy xƣơng,

gây ra hiện tƣợng hồng cầu máu bị hủy hoại, số lƣợng hồng cầu trong máu bị giảm
sút. Phóng xạ gây tổn thƣơng Gen gây ung thƣ, gây ra những đột biến di truyền...các
tia X, tia anpha, tia beta, tia gamma đƣợc sinh ra từ các đồng vị phóng xạ đều gây
nguy hiểm với các tổ chức sống. Do vậy, phóng xạ là mối quan tâm lớn với nhân
loại.
d. Ảnh hƣởng đối với con ngƣời
Các hạt phóng xạ phản ứng với các phân tử sinh học hình thành các ion,
những ion này sau đó phá hủy protein, màng, acid nucleic, gây tổn thƣơng ADN dẫn
đến ung thƣ, khuyết tật di truyền cho thế hệ sau, có thể gây tử vong.
10


1.4. Tổng quan về đất hiếm
Đất hiếm là nhóm 17 nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev,
gồm các nguyên tố có số thứ tự từ 57 (Lantan) đến (Lutexi) và nguyên tố Ytri (số thứ
tự 39), nguyên tố Scandi (số thứ tự 21).
Trong công nghệ tuyển khoáng, các nguyên tố đất hiếm đƣợc chia thành 2
nhóm: nhóm nhẹ hay còn gọi là Lantan-ceri và nhóm nặng hay còn gọi là Yri hoặc
chia làm 3 nhóm: nhóm nhẹ, nhóm nặng, nhóm trung gian.
Bảng 1.3. Các nhóm đất hiếm
La

Ce

Pr

Nd Pm Sm Eu

Nhóm nhẹ (Nhóm Lantan-Ceri)
Nhóm nhẹ

Gd Tb

Dy

Ho Er

Tm Yb Lu

Y

Sc

Nhóm nặng (nhóm Ytri)
Nhóm nặng

Nhóm trung

Hiện nay, đã phát hiện khoảng 250 khoáng vật chứa đất hiếm, trong đó có trên 60
khoáng vật chứa từ 5% đến 8% đất hiếm trở lên và đƣợc chia làm hai nhóm chính:
- Nhóm 1: gồm các khoáng vật chứa ít đất hiếm, có thể thu hồi nhƣ một sản
phẩm đi kèm trong quá trình khai thác và tuyển quặng.
- Nhóm 2: gồm các khoáng vật giàu đất hiếm có thể sử dụng trực tiếp nhƣ sản
phẩm hỗn hợp đất hiếm.
Theo thành phần hóa học, các khoáng vật đất hiếm đƣợc chia làm 9 nhóm:
1. Fluorur: yttofluorit, gagarunit, fluoserit
2.
3.
4.
5.

6.
7.

Carbonat và fluocarbonat: bastnesit, parizit, ancylit, hoanghit
Phosphat: monazit, xenotim
Silicat: gadolinit, britholit, thortveibit
Oxyt: ferguxonit, esinit, euxenit
Arsenat: checrolit
Borat: braitschit

8. Sulfat: chukhrolit
9. Vanadat: vakefieldit
Trong 9 nhóm trên có 5 nhóm đầu là quan trọng nhất, trong đó các khoáng vật
bastnesit, monazit, xenotim và gadolonit đƣợc xem là những khoáng vật công nghiệp
quan trọng của đất hiếm. Các khoáng vật đất hiếm quan trọng nhất đƣợc thống kê ở
bảng dƣới đây.
Bảng 1.4. Thống kê các loại khoáng vật đất hiếm
Tên

khoáng Công thức hóa học

Phân bổ đất Phần

vật
Alanit

(R,Ca)2(Al,Fe,Mn,Mg)(SiO4)3H2O
11

trăm

hiếm chính

Oxit đất hiếm

Nhẹ

5÷20


Apatit

{(Ca,R)5(P,Si)O4}3(F,Cl,OH)}

Nhẹ

0÷20

Bastnesit

R,F(CO3)

Nhẹ

60÷70

Branenit

(U, Ca,Y,Ce)(Ti,Fe)2O3

Nhẹ

12

Xerit

(Ce, Ca)10(SiO4)6(OH,Cl)2

Nhẹ

70

Eudialit

{(Ca,

Nặng, nhẹ

-

R)2Na4}(Fe,Mn,Y)ZiSi8(OH,Cl)2
Ơxenit

(R,Ca,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6

Nặng

14÷43

Fecgusonit

(R, Ca, U,Th)(Nb,Ta,Ti)O4

Nặng

46

Flurenxit

(R, Al3(PO4)2(OH)6

Nặng

32

Fluxerit

RF

Nặng

70

Gadolinit

Be,Fe,R3Si2O10

Nặng

48

Loparit

(R,Ca)(Ti,Nb)2O

Nhẹ

30

Monazit

(R,Th)PO4

Nhẹ

50÷80

Parizit

Ca, R2(CO3)3F2

Nhẹ

60

Perocskit

(Ca, R)TiO3

Nhẹ

Thay đổi

Pyroclo

(Ca,Na,R) Nb2O6F

Nhẹ

Thay đổi

Smacskit

(Y, Ce,U,Fe3)3(Nb,Ta,Ti)5O16

Nặng

22

Xenotim

R(PO4)

Nặng

54÷65

Zircon

(Zr, Th, R)SiO4

Nhẹ, nặng

-

(R - đất hiếm nói chung)
Theo bảng trên ta thấy, trong một số khoáng vật đất hiếm có chứa các nguyên tố
phóng xạ (U, Th). Do đó, trong các thân quặng đất hiếm thƣờng có cƣờng độ phóng
xạ cao và đây cũng là nguồn gây tác động đến hệ sinh thái.
1.5. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.5.1. Vị trí địa lý, toạ độ và diện tích khu vực điều tra
Khu vực điều tra hiện trạng môi trƣờng phóng xạ thuộc bản Dấu Cỏ, xã Đông
Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ có diện tích là 2 km2 đƣợc giới hạn bởi toạ độ
4 góc nhƣ sau:

Điểm góc
1

Bảng 1.5. Bảng giới hạn toạ độ vùng nghiên cứu
Hệ toạ độ VN - 2000
X (m)

Y (m)

2 323 400

506 850
12

2

2 323 944

507 500

3

2 325 880

505 791

4

2 325 300

505 200

1.5.2. Đặc điểm địa hình
Địa hình khu vực bản Dấu Cỏ gồm hai phần khác biệt, ở phía bắc địa hình
thấp, sƣờn thoải, phía nam địa hình đồi núi có độ cao hơn 500m, sƣờn dốc. Nhìn
chung địa hình khu vực này khá phức tạp, khó khăn cho việc phát triển kinh tế xã
hội.

Ảnh 1.1. Thôn Hạ Thành (bản Dấu Cỏ) - Đông Cửu - Thanh Sơn - Phú Thọ
1.5.3. Khí hậu
Khí hậu vùng điều tra có hai mùa phân biệt rõ rệt
- Mùa mƣa từ tháng 4 đến tháng 11, mùa này khí hậu nóng bức, nhiệt độ có khi lên
tới 35o37oC, mƣa nhiều thƣờng gây lũ lụt, cản trở đến giao thông và gây khó khăn
cho sản xuất và đời sống của dân cƣ.

- Mùa khô: từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, khí hậu hanh khô, nhiệt độ cao trung
bình 19o đến 23oC, lƣợng mƣa ít, đôi khi có đợt gió mùa nhiệt độ dƣới 10oC và có
mƣa phùn, mùa này khá thuận lợi cho việc trồng tỉa và thu hoạch mùa màng.
1.5.4. Thuỷ văn
Bản Dấu Cỏ có suối Dấu và suối Cỏ là lớn hơn cả, suối Bầu chảy qua trung
tâm thôn Hạ Thành (ảnh 1.2), các suối này đều có hƣớng chảy từ tây nam sang đông
bắc với lƣợng nƣớc nhỏ. Các suối nhỏ, chỉ có nƣớc vào mùa mƣa, cạn nƣớc vào mùa
khô. Dân cƣ trong bản lấy nƣớc suối để canh tác, sinh hoạt và ăn uống chủ yếu dùng
nƣớc ngầm dƣới chân đồi và trong các khe cạn chảy ra.

13


Ảnh 1.2. Suối Bầu chảy qua thôn Hạ Thành
1.5.5. Động thực vật
Thực vật: Ngoài rừng tự nhiên, rừng tái sinh, tất cả các diện tích đất trống,
đồi trọc trƣớc đây, nay đều đƣợc phủ xanh bởi các rừng cây làm nguyên liệu giấy
nhƣ: keo, bồ đề, bạch đàn...mức độ che phủ trong vùng nghiên cứu tƣơng đối tốt, đất
canh tác chủ yếu là vƣờn đồi, một diện tích nhỏ dọc các khe suối trồng cây lƣơng
thực lúa, ngô, khoai...
Động vật: trong khu vực điều tra động vật hoang dã còn rất ít chủ yếu là các
loại động vật nhỏ nhƣ nhím, cáo...
1.5.6. Phân bố dân cư, đời sống văn hóa xã hội và kinh tế
Trong khu vực điều tra phân bố dân cƣ không đều, có 42 hộ gia đình, với 203
nhân khẩu chủ yếu là ngƣời Dao, Mƣờng và một ít ngƣời Kinh sống dọc theo các
con suối. Trong diện tích điều tra 2km2 có 3 cụm dân cƣ, cụm thứ nhất là thôn Hạ
Thành gồm 17 hộ gia đình với 81 nhân khẩu, chủ yếu là ngƣời Dao, sinh sống ngay
sát các dị thƣờng phóng xạ, cụm thứ hai là xóm Dấu và một ít hộ trong xóm Bƣ
chuyển tới gồm 18 hộ gia đình, chủ yếu là ngƣời Mƣờng và ngƣời Dao, cụm thứ ba
là khóm dân cƣ Lũng Đày, gồm 7 hộ gia đình chủ yếu là ngƣời Dao và ngƣời

Mƣờng.
Nghề nghiệp chính của dân cƣ trong bản là sản xuất nông nghiệp. Cây lƣơng
thực chủ yếu là lúa, sắn, ngô, khoai. Trong diện tích điều tra hiện trạng phá rừng
trồng sắn ngày càng phát triển, nhìn chung sản xuất lƣơng thực chỉ mang tính tự
cung, tự cấp, đời sống nhân dân còn khó khăn.
14


Đời sống văn hóa kém phát triển, chƣa có mạng lƣới điện lƣới quốc gia, tại
bản chỉ có lớp 1, 2, y tế thôn bản và chăm sóc sức khỏe tại trạm y tế xã.
Trong diện tích điều tra công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp hầu nhƣ không phát
triển.
1.5.7. Giao thông
Điều kiện giao thông rất khó khăn, từ Hà Nội đến bản Dấu Cỏ có thể đi bằng
đƣờng bộ theo hai cách:
+ Hà Nội - Sơn Tây - Trung Hà - Thanh Sơn - Dấu Cỏ khoảng 180km.
+ Hà Nội - Vĩnh Phúc - Việt Trì - Thanh Sơn - Dấu Cỏ khoảng 200km.
Mạng lƣới giao thông trong khu vực điều tra kém phát triển, các khu vực dân cƣ nối
với nhau bằng đƣờng mòn nhỏ, hẹp, địa hình phân cắt. Do vậy việc đi lại khó khăn,
cản trở cho việc giao lƣu với các khu vực khác.
1.5.8. Nguồn cung cấp nước
Nguồn nƣớc nhân dân trong khu vực điều tra sử dụng trong sản xuất và đời
sống là các nguồn nƣớc từ suối, giếng đào và nƣớc ngầm tự chảy ra từ chân đồi.
Nƣớc ăn chủ yếu là các nguồn nƣớc ngầm và nƣớc từ các khe suối dẫn về, theo đánh
giá sơ bộ [16]: chất lƣợng nƣớc không đƣợc đảm bảo vì hầu hết các nguồn nƣớc này
đều chảy qua các thân pegmatit có hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ cao.
1.6. Ảnh hƣởng của yếu tố tự nhiên, xã hội đến môi trƣờng phóng xạ
- Ảnh hƣởng của địa hình đến môi trƣờng phóng xạ: địa hình là một yếu tố
đóng vai trò quan trọng trong quá trình di chuyển của chất phóng xạ phát tán vào môi
trƣờng. Trong diện tích điều tra các thân pegmatit có chứa phóng xạ, các dị thƣờng

phóng xạ nằm ngay trên bề mặt hoặc gần bề mặt. Khi quá trình phong hoá, bóc mòn
và phát lộ xảy ra, địa hình khá phức tạp làm cho các chất phóng xạ phát tán mạnh ra
môi trƣờng.
- Ảnh hƣởng của thuỷ văn đến môi trƣờng phóng xạ: trong vùng điều tra, các
suối và nguồn nƣớc mạch, ngầm đều chảy qua các dị thƣờng phóng xạ, nó là điều
kiện để xói mòn, hoà tan các chất phóng xạ, vận chuyển và phát tán các chất phóng
xạ ra môi trƣờng xung quanh.
- Ảnh hƣởng của không khí, khí hậu tới môi trƣờng phóng xạ
+ Ảnh hƣởng của khí hậu
Nhƣ đã nêu trên, khí hậu vùng nghiên cứu đƣợc chia thành 2 mùa. Mùa mƣa thƣờng
gây ra lũ lụt, sạt lở cũng làm cho các nguyên tố phóng xạ có điều kện phát tán ra môi
trƣờng nƣớc, không khí và thẩm thấu vào đất, vào các loại cây lƣơng thực. Mùa khô
thƣờng có gió mùa thổi mạnh góp phần phát tán các khí phóng xạ xâm nhập vào nhà
ở hoặc đi xa hơn.
15