Khảo sát khí Radon trong nhà khu vực đô thị Thủ Dầu Một tỉnh Bình Dương

Bình Dương được thực hiện tại:  Trung tâm Địa Vật lí – Liên Đồn Bản đồ Địa chất Miền Nam.  Nhĩm nghiên cứu Radon – Khoa Mơi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả đã nhận được sự giúp đỡ tận tình, chu đáo và tỉ mỉ với tinh thần trách nhiệm cao của các Thầy cơ, và các cộng sự. Xin cho phép tơi được bày tỏ lịng biết ơn chân thành của mình tới: TS. Nguyễn Ngọc Thu, người hướng dẫn khoa học, đã hướng dẫn tơi lựa chọn đề tài, động viên và truyền đạt những ý kiến và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học. PGS.TS Hà Quang Hải và TS. Tơ Thị Hiền, Khoa Mơi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh, đã giúp đỡ và tạo các điều kiện hết sức thuận lợi cho tơi thực hiện luận án này. Các đồng nghiệp ở khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ và động viên tơi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Các anh chị ở Trung tâm Địa Vật lí – Liên Đồn Bản đồ Địa chất Miền Nam đã giúp đỡ tơi trong quá trình nghiên cứu. Các thành viên trong nhĩm Radon – Khoa Mơi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tơi trong quá trình nghiên cứu và hồn thành luận án. DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AARST American Association of Radon Scientists and Technologists: Hiệp hội về radon của các nhà khoa học và kĩ thuật Mĩ CR39 Columbia Resin – 39 EPA US Environmental Protection Agency: Cơ quan bảo vệ mơi trường Mĩ GIS Geological Informatic System: Hệ thống thơng tin địa lí HPA Health Protect Agency: Cơ quan bảo vệ sức khỏe Anh IAEA International Atomic Energy Agency: Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế ICRP International Commission on Radiological Protection: Ủy ban an tồn phĩng xạ quốc tế NIST National Institute for Standards and Technology: Viện Tiêu chuẩn và Cơng nghệ quốc gia Mĩ RAD7 RAdon Detector – 7 Rn radon SSTDs solid state nuclear track detectors: các detector vết trạng thái rắn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TX TDM Thị xã Thủ Dầu Một UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation: Ủy ban khoa học Liên Hiệp Quốc về những ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử VARANS Vietnam Agency for Radiation and Nuclear Safety: Cục Kiểm sốt và an tồn bức xạ, hạt nhân Việt Nam WHO World Health Organization: Tổ chức y tế thế giới MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Các hoạt động của con người (Cơng nghiệp hĩa, đơ thị hĩa, thăm dị, khai thác, chế biến tài nguyên thiên nhiên...) ngày càng tác động mạnh mẽ đến mơi trường. Vì thế mối quan tâm của Khoa học và Cơng nghệ trong nghiên cứu và kiểm sốt chất lượng mơi trường ngày càng lớn. Phĩng xạ mơi trường là một trong những chỉ số chất lượng mơi trường quan trọng, được xã hội đặc biệt quan tâm vì những tác động của tia phĩng xạ lên cơ thể tuy khơng nhận biết được bằng các giác quan nhưng rất phức tạp, cĩ thể ảnh hưởng đến sức khỏe và gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho con người. Nghiên cứu, kiểm sốt phĩng xạ mơi trường bắt đầu bằng việc xác định hoạt độ của các nguyên tố phĩng xạ tự nhiên và nhân tạo trên một vùng quan tâm. Dựa trên các số liệu đo đạc, chúng ta cĩ thể xây dựng một bản đồ phĩng xạ của vùng. Trong các nguyên tố phĩng xạ tự nhiên, khí radon là sản phẩm con cháu trong chuỗi phân rã của radi và thori đặc biệt nguy hiểm. Khí radon cĩ thể theo đường hơ hấp đi vào trong cơ thể con người, đặc biệt radon lại phân rã alpha nên mối nguy hiểm là rất lớn. Khi chúng ta hít phải radon và các hạt nhân con của nĩ, một số phân rã phĩng xạ sẽ xảy ra trong phổi chúng ta. Các hạt alpha được sinh ra cĩ thể gây tổn hại đến mơ phổi. Tổn hại như thế cĩ thể dẫn đến ung thư phổi. Một số ca chết người trong hầm mỏ hay một số vùng miền cĩ nhiều người bị bệnh ung thư phổi đều cĩ thể do khí phĩng xạ radon gây ra. Việc đánh giá nguy cơ ảnh hưởng sức khoẻ phần lớn dựa trên bằng chứng về tỷ lệ mắc phải ung thư phổi trong số các cơng nhân mỏ Uranium trong quá khứ. Dựa trên bằng chứng đĩ, các hệ số rủi ro được ước tính, chúng cho mối liên hệ giữa nguy cơ phát triển ung thư phổi với nồng độ radon trong khơng khí. Các kết quả cho thấy nếu một triệu người bị chiếu xạ trong một năm bởi radon trong khơng khí với nồng độ 1 Bq/m3 trong nhà, một hoặc hai người trong số họ cĩ thể chắc rằng cuối cùng sẽ chết vì ung thư phổi do phĩng xạ gây ra [18]. Radon cĩ thể hiện diện trong những ngơi nhà mới xây do cĩ nguồn gốc từ vật liệu xây dựng, hay cả những ngơi nhà cũ do thốt ra từ khe nứt nền nhà. Đặc biệt là những ngơi nhà kín giĩ hay trong các tầng hầm, nồng độ radon cĩ thể rất cao, nhiều hơn hẳn ngồi trời do hiệu ứng bẫy radon. Mặc dù vậy vấn đề phĩng xạ mơi trường hiện vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu đầy đủ tại Việt Nam, đặc biệt là vấn đề khí phĩng xạ radon. Xuất phát từ những vấn đề trên, tác giả chọn nghiên cứu đề tài “Khảo sát khí Radon trong nhà, khu vực đơ thị Thủ Dầu Một – Tỉnh Bình Dương” làm đề tài luận văn thạc sĩ của mình. Luận văn ngồi phần mở đầu và kết luận gồm các chương: Chương 1: Cơ sở lí thuyết. Chương 2: Thực nghiệm xác định nồng độ radon trong nhà. Chương 3: Kết quả và thảo luận. Luận văn được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 10/2009 đến tháng 7/2010. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Gĩp phần nâng cao hiểu biết về tri thức vật lí hạt nhân, làm quen với vật lí hạt nhân thực nghiệm và cách triển khai ứng dụng cơng nghệ hạt nhân trong thực tiễn. - Cho biết nồng độ radon trong nhà ở tại các điểm khảo sát ở khu vực Thị xã Thủ Dầu Một - Tỉnh Bình Dương. 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là radon trong nhà ở Thị xã Thủ Dầu Một và các vấn đề kĩ thuật chuyên mơn liên quan đến đo hoạt độ phĩng xạ radon. 4. Phạm vi nghiên cứu Việc xây dựng bản đồ phĩng xạ địi hỏi yêu cầu cao về thời gian, kinh phí, thiết bị và nhân lực nên đề tài này chỉ tập trung tại thị xã Thủ Dầu Một, nơi cĩ hệ thống giao thơng phát triển và mật độ dân cư đơng. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu khí phĩng xạ radon và những ảnh hưởng của nĩ đến sức khỏe con người; tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước. - Tìm hiểu cách sử dụng và quy trình đo đối với phương pháp đo bằng detector vết CR39 và máy RAD7. - Khảo sát đặc điểm tự nhiên, mơi trường Thị xã Thủ Dầu Một - tỉnh Bình Dương. - Tiến hành đo đạc nồng radon bằng detector CR39 và đo một số điểm với máy RAD7. - Thu thập, lưu trữ, xử lí dữ liệu và biểu diễn kết quả. - Phân tích, đánh giá kết quả. 6. Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài nghiên cứu - Bổ sung thêm cho bộ số liệu về phĩng xạ mơi trường nĩi chung và khí radon phĩng xạ nĩi riêng của Tỉnh Bình Dương. Từ đĩ gĩp phần xây dựng được một bộ số liệu về mức phĩng xạ radon trong nhà và mơi trường hàng năm của tỉnh Bình Dương. - Từ kết quả đo đạc được, cĩ thể đưa ra những đánh giá và giải pháp đối với những địa điểm cĩ nồng độ cao. - Xác định nồng độ khí radon trong nhà để làm nền tảng phục vụ cho việc tính tốn phơi nhiễm, đánh giá rủi ro sức khỏe cho người dân khu vực Thị xã Thủ Dầu Một sau này. - Đánh giá được mối tương quan giữa phương pháp đo bằng CR39 và đo bằng RAD7. - Ngồi ra, thành cơng của đề tài cũng sẽ trực tiếp gĩp phần xác lập giải pháp hữu hiệu trong việc đo nồng độ radon bằng phương pháp detector vết CR39 tại Việt Nam. 7. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lí thuyết: Tra cứu những vấn đề quan tâm trong tài liệu, trong sách, các luận văn, bài báo khoa học, giáo trình, các trang web trên internet cĩ liên quan đến đề tài. - Nghiên cứu thực nghiệm: tìm hiểu quy trình và tiến hành thực nghiệm đo nồng độ radon. - Xử lí số liệu: Sử dụng các phần mềm để xử lí, lưu trữ và biểu diễn số liệu đo đạc. - Phương pháp tổng hợp, phân tích: Sau khi xử lí số liệu, rút ra nhận xét, phân tích kết quả. TỔNG QUAN Radon từ lâu đã được quan tâm nghiên cứu trong cơng tác điều tra địa chất với các ứng dụng trong các lĩnh vực tìm kiếm khống sản, nước ngầm, thăm dị đứt gãy, động đất, … Trong nghiên cứu mơi trường, radon chủ yếu được ứng dụng để thăm dị khí phĩng xạ trong các cơng trình như hầm mỏ, các tịa nhà ở hay nơi làm việc, nhằm đảm bảo an tồn bức xạ và sức khỏe cho con người. Thụy Điển là quốc gia khảo sát radon trong nhà sớm nhất. Năm 1956, Hultqvist đã nghiên cứu và thấy nồng độ radon trong nhà ở Thụy Điển ở mức cao. Trong những năm 1980, nồng độ radon cao cũng được ghi nhận trong những ngơi nhà ở Séc, nhất là ở những nhà cĩ vật liệu xây dựng giàu Ra226. Năm 1990, bản đồ radon trong nhà trên tồn lãnh thổ Cộng hịa Séc ra đời với tỉ lệ 1:200000. Các nước châu Âu khác và một số nước châu Á hiện nay cũng đã cĩ bản đồ radon mơi trường và trong nhà. Ở Mĩ, hiện nay cơ quan bảo vệ mơi trường EPA (US Environmental Protection Agency) đã xây dựng một bản đồ rủi ro radon trực tuyến trên tồn quốc để người dân cĩ thể kiểm tra dễ dàng nồng độ radon ở khu vực mình đang sống hay cĩ ý định mua nhà mới. Liên tục trong 3 năm 2005, 2006, 2007, WHO đã tổ chức các dự án quốc tế về radon, trong đĩ trình bày các báo cáo của các nước về cơng tác nghiên cứu radon trong khơng khí trong nhà và các hướng dẫn về an tồn bức xạ đối với radon. Theo khảo sát của WHO năm 2007 [56], cĩ trên 75 nước thành viên của WHO và 45 nước khác cĩ các hoạt động nghiên cứu liên quan đến radon, trong đĩ đo bằng phương pháp detector vết alpha là chủ yếu. Trong Hội nghị Địa chất Quốc tế lần thứ 33 tổ chức tại Oslo, Nauy ngày 6-14/08/2008 các chủ đề khí Radon đã được trình bày trong hàng loạt session thuộc nhĩm Địa chất mơi trường. Cĩ nhiều mẫu bản đồ khí radon của các nước Cộng hịa Séc, Ba Lan, Đức… được trình bày. Trong nước, cĩ hai hướng nghiên cứu chính về radon. Hướng thứ nhất là đo radon trong đất phuc vụ cơng tác điều tra địa chất, đứt gãy, được tiến hành từ lâu với rất nhiều nghiên cứu. Hướng thứ hai là điều tra địa chất đơ thị bằng cách khảo sát radon trong nhà và ngồi trời, hiện chỉ mới được triển khai trên một số tỉnh thành trong cả nước với một số nghiên cứu. Từ năm 1992 đến 2002, trong chương trình Điều tra địa chất đơ thị do Liên đồn Vật lí địa chất và Hội địa - Vật lí Việt Nam tiến hành, 54 đơ thị trong cả nước đã đo nồng độ radon trong khơng khí ngồi trời và trong nhà ở sử dụng buồng nhấp nháy alpha ZnS(Ag) hay sử dụng đầu đo phổ năng lượng loại silic cĩ độ phân giải năng lượng cao và đầu dị vết hạt nhân [7]. Kết quả đo nồng độ radon trong nhà và ngồi trời ở 12 đơ thị đã được đưa ra với tổng số 761 điểm khảo sát, nồng độ rađon trong khơng khí dao động từ 1,0 đến 37,9 Bq/m3, trừ các vị trí gần dị thường phĩng xạ rađon, trong nhà ở dao động từ 5 đến 406 Bq/m3, trong đĩ 13 ngơi nhà cĩ mức nồng độ Rn vượt quá mức giới hạn 150 Bq/m3. Nghiên cứu cịn đưa ra kết luận nồng độ radon trong khơng khí ở Việt Nam nằm ở mức trung bình. Cũng theo khảo sát này, nguyên nhân chủ yếu là điều kiện nhà ở quá chật chội, nhà thấp và khơng thơng thống. Nghiên cứu tương tự cũng đã được Trung tâm hạt nhân Hà Nội tiến hành với những khảo sát chi tiết hơn về radon trong nhà và ngồi trời trên địa bàn thủ đơ Hà Nội. Hay cơng trình đo phĩng xạ tự nhiên dọc đường Hồ Chí Minh của nhĩm tác giả thuộc Viện cơng nghệ xạ hiếm, kết quả đo radon trong khơng khí cho thấy hầu hết gấp 50 đến 100 lần mức trung bình thế giới (~30 Bq/m3) và một số chỗ đo ngồi trời nhưng vượt mức hành động của hàm lượng khí radon trong nhà (~150 Bq/m3) 10 đến 20 lần [17]. Hai cơng trình trên được báo cáo ở Hội nghị Vật lí hạt nhân tồn quốc năm 2009. Một số cơng trình nghiên cứu khác như đo radon trong nhà trên một số kiểu nhà tại thành phố Hồ Chí Minh [1]; đo hoạt độ phĩng xạ tự nhiên trong đĩ cĩ đo nồng độ radon của các loại vật liệu xây dựng cũng đã và đang được tiến hành [14]. Nhìn chung, việc nghiên cứu radon trong nhà ở Việt Nam mới chỉ là bước đầu, chủ yếu là cảnh báo trên báo chí. Hiện chưa cĩ một cơng trình nào đánh giá chi tiết những yếu tố ảnh hưởng đến việc xuất hiện khí radon trong nhà và những ảnh hưởng của radon đối với sức khỏe cộng đồng. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 1.1. Tìm hiểu về Radon 1.1.1. Đặc điểm Radon là nguyên tố phĩng xạ thứ năm được phát hiện, vào năm 1900 bởi Friedrich Ernst Dorn, sau urani, thori, radi và poloni. Radon cĩ kí hiệu Rn là một nguyên tố hĩa học thuộc nhĩm VIII A, chu kì 6, cĩ số thứ tự là 86 và thuộc nhĩm khí trơ trong bảng tuần hồn. Radon cĩ khối lượng riêng 9,73 kg/m3 tức nặng hơn khơng khí khoảng 8 lần (ở 0oC 1atm, khơng khí cĩ khối lượng riêng là 1,293 kg/m3) và là một trong những khí nặng nhất ở nhiệt độ phịng; radon khơng màu, khơng mùi nên chỉ cĩ thể phát hiện bằng các detector ghi các tia phĩng xạ do radon phát ra. Radon cĩ 36 đồng vị với số khối từ 193 đến 228, với 3 đồng vị phổ biến là radon (Rn – radon 222), thoron (Tn – radon 220) và actinon (An – radon 219), trong đĩ Rn222 là đồng vị bền nhất với thời gian sống 3,823 ngày. Trong nghiên cứu địa chất và mơi trường, do chu kì bán rã của hai đồng vị Rn219 và Rn220 rất ngắn nên chúng ít được quan tâm; cịn đồng vị Rn222 được đặc biệt quan tâm bởi tính phĩng xạ và thời gian sống của nĩ đủ cĩ thể thốt vào mơi trường khơng khí và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Radon là khí trơ nên trong đất đá radon khơng liên kết với các nguyên tử vật chất chủ của nĩ, vì vậy radon cĩ thể thốt ra từ lịng đất đi vào mơi trường khơng khí dễ dàng. Khi được tạo thành, radon và các sản phẩm con cháu của nĩ ở trạng thái tích điện, ngay lập tức kết hợp với các bụi khí trở thành các sol khí phĩng xạ. Các khí phĩng xạ radon chuyển động như một chất khí thơng thường, tuân theo các định luât khuếch tán chất khí. Như vậy khí phĩng xạ cĩ mặt ở khắp nơi. Do chu kì phân rã của các đồng vị radon rất ngắn, nên càng lên cao nồng độ radon càng giảm. Khi nghiên cứu hoạt độ phĩng xạ trong nước và trong khơng khí thường quan tâm đến Rn222 và sản phẩm mẹ của nĩ Ra226. Nồng độ radon trong khơng khí ở lớp khí bên dưới gần mặt đất phụ thuộc vào hàm lượng của uran trong lớp đất đá bên dưới và độ xốp của nĩ. Nồng độ radon trong khơng khí thường được tính ra Bq/m3 hay Ci/l. 1.1.2. Nguồn gốc 1.1.2.1. Cơ sở vật lí Các nguyên tố phĩng xạ tự nhiên khi phân rã tạo thành các sản phẩm cũng cĩ khả năng phĩng xạ, tạo thành dãy phân rã phĩng xạ. Trong tự nhiên tồn tại 3 dãy phân rã phĩng xạ:  Dãy phân rã phĩng xạ urani (Urani 238 - U238): Hình 1.1: Phân rã từ radon tới chì-206 bền Hạt nhân U238, qua 14 lần dịch chuyển, trở thành đồng vị chì bền vững Pb206. Rn222 là sản phẩm tự nhiên trong chuỗi phân rã của U238, cĩ thời gian sống dài nhất: 5,508 ngày, chu kì bán rã 3,825 ngày. U238 khá phổ biến trong tự nhiên, về mặt độ giàu nĩ đứng hàng thứ 38 trong số các nguyên tố cĩ mặt trên trái đất. Nĩ chủ yếu cĩ mặt trong các đá gốc. Do đĩ hầu như ta luơn luơn cĩ khả năng phát hiện Rn222 trong khơng khí trong phịng, ngồi trời và khí đất. Khi phân rã, radon lần lượt tạo nên các hạt nhân Po218, Pb214, Bi214, Po214, Pb210, Pb206 (bền vững). Rn phát ra tia alpha cĩ năng lượng 5,49MeV; Po218 phát ra hạt alpha cĩ năng lượng là 6,0 MeV; Po214 phát ra tia alpha cĩ năng lượng 7,69 MeV. Radon là đối tượng khảo sát để tìm kiếm thăm dị quặng phĩng xạ và nĩ cũng là nguyên tố gây ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe con người.  Dãy phân rã phĩng xạ thori (Thori 232 – Th232): Với Th232, qua 10 lần dịch chuyển, trở thành đồng vị chì bền vững Pb208. Rn220 là sản phẩm trong chuỗi phân rã của Th232 và thường được gọi là thoron (Tn), cĩ thời gian sống 80,06 giây, chu kì bán rã 55,6 giây. Po214 164 giây Bi214 19,8 phút Po218 3,05 phút Pb210 22,3 năm Pb214 26,8 phút β β α 6,00MeV Rn222 3,82 ngày α 5,49MeV α 7,69MeV Po210 138,4 ngày Bi210 5,02 ngày Pb206 bền α 5,31MeV β β Hình 1.2: Phân rã từ thoron tới chì-208 bền Tn và con cháu của nĩ sẽ phát ra các tia alpha cĩ mức năng lượng lần lượt (theo thời gian) là 6,29 MeV; 6,78 MeV; 6,05 và 8,78 MeV. Trong đĩ, đáng chú ý là Bi212 cĩ 2 khả năng phân rã: 66% phân rã là beta, tạo nên Po212, từ đĩ phát ra hạt alpha cĩ năng lượng 8,78 MeV. Phần cịn lại (34%) phân rã alpha, tạo nên Tl208, phát ra alpha cĩ năng lượng 6,05 MeV. Vì thoron cĩ đời sống quá ngắn nên nĩ khơng thể di chuyển một khoảng cách xa từ nguồn giống như radon trước khi phân rã. Thỉnh thoảng cĩ thể bắt gặp thoron trong khơng khí và thường gặp hơn trong đất và trong khí đất do vậy chỉ cĩ một phần rất nhỏ khí thoron tích tụ trong nhà. Tuy nhiên ngay cả với một lượng nhỏ như vậy thoron vẫn cĩ thể là một mối nguy hiểm vì con cháu của nĩ bao gồm Pb212 cĩ chu kì bán rã 10,6 giờ dủ dài hơn để tích lũy đến một nức đáng kể trong khơng khí thở.  Dãy phân rã phĩng xạ actini (Urani 235 – U235): Hạt nhân U235 trải qua 11 lần phân rã phĩng xạ để cuối cùng trở thành đồng vị chì bền vững Pb207. Rn219 là sản phẩm tự nhiên trong một mắt xích trong chuỗi phân rã của U235, cĩ thời gian sống 5,7 giây, chu kì bán rã 3,96 giây, thường được gọi là actinon (An). Lượng nhân phĩng xạ U235 chỉ chiếm 0,72% tổng lượng uran cĩ trong tự nhiên nên cĩ rất ít trong mơi trường đất. Cĩ lẽ ta khơng bao giờ gặp actinon trong khơng khí do sự khan hiếm và chu kì bán rã ngắn của nĩ, vì vậy actinon ít cĩ tác dụng thực tế. 1.1.2.2. Cơ sở địa chất Các nguyên tố phĩng xạ phân bố ở khắp nơi trong đất, nước và khơng khí… với hàm lượng thấp. Tuy nhiên, ở một số nơi, chúng cĩ thể tập trung tạo thành các mỏ phĩng xạ với trữ lượng khá Po212 0,3 giây Bi212 60,6 phút Po216 0,15 giây Pb208 bền Pb 212 10,8 giờ β β α 6,78MeV Rn220 55,6 giây α 6,29MeV α 8,78MeV β Tl208 3 phút α 6,05MeV 66% 34% lớn. Đĩ chính là những nguồn chủ yếu sản sinh ra khí phĩng xạ Rn và Tn. Khí phĩng xạ phân tán ra mơi trường trường xung quanh bằng hai phương thức chủ yếu: lưu thơng và khuếch tán. Hiện tượng các chất khí phĩng xạ radon thốt ra khỏi đất đá trở thành khí phĩng xạ trong khơng khí gọi là hiện tượng eman hĩa. Hệ số eman hĩa là tỉ số giữa lượng eman được tách ra ngồi và lượng eman được tạo thành trong một thể tích mẫu trong cùng một khoảng thời gian xác định.  Quá trình di cư của radon trong đất đá Trong đất đá, radon chuyển động như một chất khí thơng thường và tuân theo phương trình khuếch tán. Độ lớn của hệ số eman hĩa, hệ số khuếch tán của khí eman phụ thuộc vào nhiêt độ của đất đá và các đặc trưng của đất đá như độ ẩm, độ xốp, ... Do cĩ sự vận động của vỏ trái đất, sự tỏa nhiệt do phĩng xạ trong đất đá… nên trong lịng đất cịn tồn tại các dịng khơng khí lưu chuyển trong đất đá với tốc độ chậm, đi từ dưới lên trên mặt đất. Các dịng nước ngầm, đới dập vỡ, đứt gãy,… là những yếu tố rất thuận lợi để phân tán khí phĩng xạ trong đất đá đi xa nguồn cung cấp. Nồng độ radon trong đất dao động trong khoảng 500 đến 2.000 Bq/m3; nơi cĩ quặng phĩng xạ hoặc đất đá giàu chất phĩng xạ, giá trị này cao từ 2.000 đến 10.000 Bq/m3, đơi khi đến hàng trăm nghìn Bq/m3 [5]. Hình 1.3: Quá trình di cư của radon trong đất đá Quá trình khuếch tán của eman trong đất đá được đặc trưng bằng hệ số khuếch tán và chiều dài khuếch tán. Hệ số khuếch tán và chiều dài khuếch tán của radon trong đất đá liên hệ với nhau theo phương trình: k D L   (1.1) Ở đây L là chiều dài khuếch tán đo bằng cm;  là hằng số phân rã đo bằng 1/s; Dk là hệ số khuếch tán của radon trong đất đá. Hệ số khuếch tán của radon biến đổi trong khoảng rộng từ 7.10-2 cm2/s đến (2 ÷ 3).10-4 cm2/s. Để xác định sự phân bố nồng độ radon trong đất đá ta đi tìm phương trình vi phân của nồng độ radon. Mối liên hệ giữa thơng lượng của radon và gradient của nồng độ được biểu diễn bằng phương trình sau: k dC J D dz   (1.2) Trong đĩ: J là thơng lượng của radon, cịn dC dz là đạo hàm nồng độ radon dọc theo trục Oz hướng theo phương thẳng đứng. Để đơn giản, ta giả thiết gradient nồng độ C dọc theo trục z hướng lên trên, trạng thái di chuyển của radon là trạng thái dừng, tức đạo hàm của nồng độ radon theo thời gian bằng khơng dC dt = 0. Phương trình vi phân bậc hai đối với nồng độ C của radon cĩ dạng như sau: 2 k 2 d C D C P 0 dz    (1.3) Trong đĩ: P là lượng eman tách ra trong một đơn vị đất đá tại điểm đo z. Giả sử sự dịch chuyển và khuếch tán của eman hướng tới bề mặt qua lớp đất khơng phĩng xạ. Khi đĩ P = 0, phương trình (1.3) trở thành: 2 2 k d C C 0 dz D    (1.4) Nghiệm của phương trình (1.4) cĩ dạng: bz bz1 2C C e C e   (1.5) Trong đĩ C1 và C2 là các hằng số phụ thuộc vào điều kiện biên. Giả thiết tại nguồn, nơi chứa các nguyên tố phĩng xạ, nồng độ eman là Co. Khi đĩ nghiệm (1.5) cĩ dạng sau: bzoC C e  (1.6) Thay C từ cơng thức (1.6) vào phương trình vi phân (1.4) ta thu được hệ số 2 k b D   . Nồng độ eman C hay lượng eman trong một đơn vị thể tích được biểu diễn bởi cơng thức sau: k .z D oC C e    (1.7) Như vậy, khi đi ra xa nguồn nồng độ eman giảm theo hàm số mũ. Càng ra xa nguồn, nơi sinh ra chất khí radon, nồng độ khí radon càng giảm nhanh. Xét trường hợp thực tế: nguồn cách mặt đất khoảng z, cĩ nồng độ Co, khi đĩ nồng độ radon trên mặt đất được tính theo cơng thức (1.7). Hình 1.4: Mơ hình tính sự phân bố nồng độ khí phĩng xạ Như vậy theo cơng thức (1.7) nồng độ radon trên mặt đất phụ thuộc vào nồng độ eman của lớp đất đá bên dưới và do đĩ phụ thuộc vào hàm lượng của nguyên tố phĩng xạ trong các lớp đất đĩ. Ngồi ra, theo cơng thức (1.7) nồng độ eman trên mặt đất phụ thuộc vào các loại đất đá. Lớp đất đá càng xốp, đặc biệt tại nơi cĩ độ rỗng cao như tổ mối,... và độ ẩm càng nhỏ, hệ số khuếch tán càng lớn, nồng độ radon C trên mặt đất cĩ giá trị càng tăng.  Quá trình di cư của radon trong khơng khí Nguồn cung cấp khí phĩng xạ trong khơng khí chủ yếu là do khí phĩng xạ trong đất đá đưa vào bằng con đường khuếch tán và đối lưu. Trong khơng khí, sự phân tán của khí phĩng xạ phụ thuộc vào tốc độ và hướng giĩ. Nồng độ của khí phĩng xạ cũng thấp hơn rất nhiều so với trong đất đá, trung bình từ 10 đến 50 Bq/m3 [5]. Tuy nhiên, tại khu vực cĩ nguồn phĩng xạ, do cĩ nguồn cung cấp là các thân quặng phĩng xạ phía dưới, nồng độ khí phĩng xạ trong khơng khí cũng cao hơn các nơi khác, cĩ thể đến hàng trăm Bq/m3. Theo mơ hình như trên, ta cĩ thể tính được nồng độ khí phĩng xạ trong khơng khí trên mặt đất theo (1.7), và ở độ cao h cách mặt đất theo cơng thức: .h AC(h) C.e    (1.8) Co C z mặt đất nguồn phát radon h C(h) Trong đĩ A là hệ số khuấy động khí tại mặt đất, thường lấy giá trị là 103 cm2/s; khi h = 30 ÷ 50 m thì A = 104 ÷ 105 cm2/s. Bằng lí thuyết và thực nghiệm cĩ thể xác định nồng độ radon trong khơng khí sát mặt đất nhỏ hơn hàng nghìn lần so với trong mơi trường đất đá. Khi khơng cĩ giĩ thì nồng độ radon trong khí quyển giảm chậm theo độ cao, cịn nồng độ thoron giảm rất nhanh và triệt tiêu hồn tồn ở khoảng cách khơng quá 10 cm cách mặt đất.  Quá trình di cư của radon trong nước Qua hàng loạt cuộc thử nghiệm các nhà khoa học đã đi đến kết luận cĩ khí phĩng xạ radon trong nước. Trong nước, nồng độ khí phĩng xạ hịa tan phụ thuộc vào nguồn phĩng xạ trong đất đá (mơi trường nước chảy qua) và phụ thuộc vào dạng tồn tại (nước ngầm hay trên mặt). Nhiệt độ cũng cĩ ảnh hưởng nhiều đến sự hịa tan của khí phĩng xạ trong nước. Bình thường, nồng độ radon trong nước dao động rất mạnh, từ 50 đến 1000 Bq/m3 (đối với nước trên mặt); ở khu vực cĩ nguồn phĩng xạ hoặc nước nĩng, cĩ thể từ 1000 đến 4000 Bq/m3, đặc biệt cĩ thể đến hàng trăm nghìn Bq/m3 [5]. Các bể trữ nước bề mặt cũng cĩ thể bị nhiễm phĩng xạ radon, nước nhiễm phĩng xạ thường bắt nguồn từ các giếng sâu cĩ các mạch nước ngầm bị nhiễm Radon. Thơng thường, độ nhiễm xạ trong nước thấp hơn nhiều độ nhiễm xạ trong khí quyển. Tuy nhiên, quá trình sử dụng nước bị nhiễm phĩng xạ radon trong sinh hoạt cĩ nhiều khả năng làm tăng mức độ nhiễm xạ khơng khí tại các gia đình. EPA ước tính khoảng 2 ÷ 5% phĩng xạ radon trong khơng khí phát sinh từ quá trình sử dụng nước của các hộ gia đình. Giới hạn nhiễm xạ cho phép trong nước theo EPA là 300 pCi/l [33]. Như vậy, việc xác định nồng độ khí phĩng xạ trong các mơi trường nĩi trên đem lại thơng tin quan trọng trong cơng tác tìm kiếm các mỏ quặng phĩng xạ, khảo sát địa chất, và đánh giá mơi trường. 1.1.3. Radon với sức khỏe con người Hàng năm trung bình mỗi người chúng ta nhận một liều bức xạ từ các nguồn phĩng xạ tự nhiên khoảng 2 mSv. Theo các nghiên cứu của Ủy ban quốc tế về an tồn bức xạ ICRP (International Commission on Radiological Protection) mức liều này cĩ thể gây ra 80 trường hợp tử vong do ung thư trong số 1.000.000 người. Ủy ban khoa học Liên Hiệp Quốc về những ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) năm 2000 đã thống kê và cho thấy đĩng gĩp của radon vào liều chiếu bức xạ cho con người gây bởi các bức xạ tự nhiên lên tới 50% [16]. Chính vì thế radon cĩ thể được xem như là một nguồn phĩng xạ tự nhiên cĩ ảnh hưởng lớn nhất đến sức khỏe của con người. Hình 1.5: Đĩng gĩp của các thành phần phĩng xạ cĩ trong tự nhiên vào liều chiếu bức xạ đối với con người Mức tử vong gây bởi bức xạ tăng tỷ lệ với mức liều chiếu bức xạ. Mặc dù radon đĩng gĩp tới 50% vào liều chiếu bức xạ đối với con người, song nếu chúng ta cĩ các biện pháp phịng chống thích hợp chúng ta cĩ thể giảm đáng kể lượng liều chiếu này. 1.1.3.1. Radon trong nhà Đĩng gĩp lớn nhất vào liều chiếu radon là nồng độ radon trong nhà ở (chiếm tới 95%). Trong khi đĩ nồng độ radon trong nhà ở lại phụ thuộc rất nhiều vào kiểu nhà, vật liệu xây dựng, cầu trúc nền mĩng,... Cĩ thể cĩ khả năng là nồng độ radon rất cao ở một căn nhà nào đĩ trong khi căn nhà ngay bên cạnh lại cĩ nồng độ radon thấp. Trong khơng khí ngồi trời, nồng độ radon thấp. Tuy nhiên, ở trong nhà thì nồng độ radon cĩ thể cao hơn do hiệu ứng bẫy radon. Các mức radon thường rất hay thay đổi, tuỳ thuộc vào dịng khí qua nhà. Cĩ một số nơi mà ở đĩ các mức radon cĩ thể rất cao: trong một số hang, động, chẳng hạn, hoặc trong một mỏ uranium dưới lịng đất được thơng khí kém. Hình 1.6: Radon vào trong nhà bằng nhiều con đường 1.1.3.2. Nguy cơ mắc bệnh ung thư phổi Tuy radon được tìm ra năm 1900 nhưng những ảnh hưởng của nĩ do phơi nhiễm kéo dài đã bị nghi ngờ và ghi nhận trước đĩ 300 năm do những thợ mỏ luơn cĩ nguy cơ mắc bệnh ung thư phổi cao, nhất là đối với mỏ urani. Người ta nhận thấy trong khoảng thời gian từ 1869 – 1877, 75% cái chết của những người thợ mỏ ở Schneeberg – Đức là do bệnh ung thư phổi [41]. Năm 1951, các nhà nghiên cứu tại Đại học Rochester New York chỉ ra rằng các bệnh ung thư phổi gây ra từ các bức xạ alpha do các sản phẩm phân rã radon cĩ trong đường hơ hấp [22]. Dựa trên bằng chứng đĩ, các hệ số rủi ro được ước tính, chúng cho mối liên hệ giữa nguy cơ phát triển ung thư phổi với nồng độ radon trong khơng khí. Trong số các rủi ro trong nhà thì radon được ước tính đã gây ra khoảng 21.000 cái chết do ung thư phổi mỗi năm trên tồn nước Mĩ, nhiều hơn tất cả các rủi ro khác gây ra cho con người. Nghiên cứu này được Cơ quan bảo vệ mơi trường Mĩ EPA thực hiện năm 2003. Điều đĩ cho thấy mối nguy hiểm từ radon trong nhà là rất lớn [27]. Hình 1.7: Đánh giá rủi ro từ radon trong nhà ở Mĩ với các rủi ro khác Trong khơng khí, radon và thoron ở dạng nguyên tử tự do, sau khi thốt ra từ các vật liệu xây dựng, đất đá và những khống vật khác, chúng phân rã phĩng xạ thành chuỗi các đồng vị phĩng xạ con cháu mà nguy hiểm nhất là polonium-218. Polonium phân rã alpha với chu kì bán huỷ 3,05 phút, đủ cho một vài chu trình thở trong hệ thống hơ hấp của người. Polonium-218 bay cùng các hạt bụi cĩ kích thước cỡ nanomét và micromét tạo thành các hạt sol khí phĩng xạ. Các sol khí phĩng xạ này cĩ kích thước cỡ vài chục micromét nên cĩ thể được hít vào qua đường thở, và tai hại hơn chúng là kim loại và cĩ xu hướng bám vào bề mặt các vật liệu mà chúng tiếp xúc nên cĩ thể bị lưu giữ tại phế nang và phân rã phát alpha. Các hạt alpha từ radon hay polonium cĩ năng lượng rất cao, độ ion hĩa mạnh sẽ bắn phá nhân tế bào phế nang, gây ra các sai hỏng nhiễm sắc thể, tác động tiêu cực đến cơ chế phân chia tế bào. Một phần năng lượng phân rã hạt nhân truyền cho hạt nhân phân rã, làm các hạt nhân này bị giật lùi. Năng lượng giật lùi của các hạt nhân con cĩ thể đủ để phá vỡ các phân tử protein trong tế bào phế nang. Mặt khác polonium phân rã alpha với chu kì bán huỷ 3,05 phút, đủ cho một vài chu trình thở trong hệ thống hơ hấp của người. Vì chúng được hút qua một thể tích phổi rất lớn nên số lượng tế bào phế nang bị bắn phá cũng rất lớn dẫn đến xác suất gây ung thư là rất cao. Hình 1.8: Nguy cơ mắc ung thư phổi khi hít phải khí radon Như vậy, việc xác định hàm lượng sol khí phĩng xạ gây ra bởi radon (tức là xác định radon) cĩ ý nghĩa rất quan trọng với mục đích giám sát, cảnh báo nguy cơ ung thư phổi trong đời sống cộng đồng, trong các khu hầm mỏ, trong nhà ở và đặc biệt trong phịng ngủ, phịng làm việc. Từ khi bệnh ung thư bắt đầu xuất hiện do phĩng xạ, cho đến khi nĩ phát triển tới mức cĩ thể quan sát được các biểu hiện lâm sàng, phải mất một khoảng thời gian trễ nhiều năm. Nguy cơ ung thư phổi phát triển do sự chiếu xạ của radon tùy thuộc vào lượng khí radon mà chúng ta hít phải. Càng cĩ nhiều radon trong khơng khí, nguy cơ càng lớn. Tương tự, khoảng thời gian chúng ta hít thở trong khơng khí chứa radon đĩ càng dài thì nguy cơ càng lớn. Khi điều tra địa vật lí mơi trường, nồng độ radon trong khơng khí thường được quan tâm. Ngồi ra, cĩ một số bằng chứng khoa học cho thấy hút thuốc làm tăng độ nguy hiểm do chiếu xạ radon. Báo cáo của Viện Khoa học Quốc gia Mĩ - NAS (The National Academy of Sciences) cho thấy, khí radon trong nhà là nguyên nhân chủ yếu thứ hai gây ung thư phổi tại Mĩ, chỉ sau hút thuốc lá [34]. Ngừng hút thuốc và giảm hút ._.thuốc trong nhà sẽ làm giảm nguy cơ cho các thành viên gia đình mắc bệnh ung thư phổi do hít thở radon. Trong bất kì trường hợp nào, vì hút thuốc là nguyên nhân chủ yếu gây ung thư phổi, nên nếu chúng ta cĩ lo lắng chút nào đĩ về các nguy hiểm do radon, thì nhất định ta sẽ phải lo lắng về nguy hiểm do hút thuốc. Bảng 1.1: Nguy cơ tử vong do ung thư phổi liên quan đến radon trong nhà [27] Liều chiếu Radon (pCi/l) Nhĩm người khơng bao giờ hút thuốc Nhĩm người hút thuốc thường xuyên Trung bình 20 36 / 1.000 260 / 1.000 110 / 1.000 10 18 / 1.000 150 / 1.000 56 / 1.000 8 15 / 1.000 120 / 1.000 45 / 1.000 4 73 / 10.000 62 / 1.000 23 / 1.000 2 37 / 10.000 32 / 1.000 12 / 1.000 1.25 23 / 10.000 20 / 1.000 73 / 10.000 0.4 73 / 100.000 64 / 10.000 23 / 10.000 1.1.4. Biện pháp kiểm sốt, cảnh báo và giảm thiểu nồng độ radon Để xác định mức radon, cần phải đo đạc radon bằng các thiết bị chuyên dụng. Những chính sách về radon cần được xem xét kĩ lưỡng, đặc biệt là đối với bộ phận dân cư với nồng độ thấp, điều quan trọng là áp dụng những biện pháp cơ bản để ngăn ngừa nguy cơ chứ khơng chỉ hành động khi nhận thấy nồng độ radon quá cao. Những nơi cần phải kiểm sốt để cảnh báo mức radon là nhà ở, nhà nghỉ, khách sạn hay các văn phịng làm việc và các nơi khai thác quặng cĩ yếu tố phĩng xạ. Phần lớn radon trong một ngơi nhà cĩ nồng độ radon cao đều phát ra từ nền nhà. Radon khuếch tán ra khỏi mặt đất và vào trong nhà. Do radon là khí nên sự thay đổi áp suất sẽ ảnh hưởng rất lớn đến lượng khí thốt ra từ mặt đất và lượng bị tích lũy bên trong căn nhà. Ở bên trong căn nhà, radon khĩ cĩ thể dễ dàng thốt ra ngồi nhất là những ngơi nhà kín khí. Như vậy, phịng ngủ hay phịng làm việc gắn điều hồ nhiệt độ mà khơng thơng giĩ thì cĩ nguy cơ ơ nhiễm radon rất lớn. Khả năng bị phơi nhiễm radon cũng tuỳ thuộc thời gian cĩ mặt tại khơng gian sinh hoạt, làm việc hoặc nghỉ ngơi. Một phương pháp đơn giản để giảm các mức radon trong nhà là tăng cường thơng giĩ cho khơng gian dưới nền và trong ngơi nhà nơi mà radon tích tụ. Điều đĩ rất dễ thực hiện bằng cách mở rộng các ơ thơng giĩ trên các bức tường, giúp sự chuyển dịch khơng khí tự nhiên được dễ dàng (trong trường hợp các tường chịu lực, điều này chỉ nên được thực hiện tuân theo các quy phạm xây dựng thích hợp). Nếu làm việc trong các vùng khống sản giàu phĩng xạ tự nhiên, cần phải tính đến thời gian làm việc hợp lí. Đặc biệt, hàm lượng radon phụ thuộc rất lớn vào vật liệu. Những vật liệu xây dựng cĩ nguồn gốc granite sẽ cho hàm lượng radon cao nhất, các vật liệu gốm sét, gạch xỉ than cũng là vật liệu chứa nhiều radon. Các khống sản cĩ nguồn gốc trầm tích như ilmenhite, rutile, zircon, monazite rất giàu phĩng xạ cũng là các nguồn phát radon. Các bệnh viện cĩ sử dụng kim Ra226 cũng cĩ thể gây rị rỉ hay khuếch tán radon vào khơng khí. Dựa trên những nghiên cứu của thế giới, những ngơi nhà cĩ mức nồng độ radon vượt mức giới hạn là loại cĩ kiểu kiến trúc khơng thơng thống, xây dựng bằng đá granit, nhà xây dựng trên nền địa chất cĩ cường độ phĩng xạ cao như: trên nền đá magma, trên các dị thường sa khống ven biển (ilmenit, titan...), trên các đứt gãy địa chất, hoặc vật liệu xây dựng nhà như gạch, ngĩi đốt bằng những loại than cĩ hoạt độ phĩng xạ cao... Để giảm thiểu hàm lượng radon trong khơng gian sinh sống và làm việc cần phải sử dụng các loại vật liệu xây dựng ít radon, cải thiện hệ thống thơng thống, sơn sàn và tường nhà, bít kín những khe hở ở dưới sàn nhà và khe nứt của bức tường cĩ thể giúp ngừng việc giải phĩng khí radon, lắp đặt các hệ thống thu gĩp radon (ví dụ: màng chống khí trong nền đất cĩ thể giảm 50% lượng radon và chỉ tốn khoảng 100 bảng Anh),... Bảng 1.2: Chi phí và hiệu quả một số biện pháp làm giảm mức radon trong nhà [35] Phương pháp Giá Hiệu quả Giảm áp suất dưới sàn trung bình cao Thơng giĩ dưới sàn trung bình / thấp cịn tùy Niêm phong sàn trung bình trung bình Tăng thơng giĩ trong nhà trung bình thấp Đào bỏ tầng đất cái cao cao Xử lí nước trung bình cao Tuy nhiên, trong một số trường hợp, cần phải sử dụng thơng giĩ cưỡng bức. Những ngơi nhà được xây dựng trên các tấm sàn bê tơng cĩ thể địi hỏi các biện pháp cải tạo phức tạp hơn. Mỗi một ngơi nhà đều cĩ sự khác biệt, vì thế nhu cầu cải tạo và biện pháp thực hiện cải tạo phải được xác định riêng biệt. Cách tốt nhất bảo vệ sức khoẻ là là tiến hành đo nồng độ radon trong mỗi gia đình. Mở cừa thường xuyên cũng giúp hạn chế bức xạ trong nhà. Khi mua nhà mới, chúng ta nên kiểm tra khí radon trước khi chúng ta chuyển tới ở. 1.1.5. Các yêu cầu về an tồn bức xạ đối với Radon 1.1.5.1. Đơn vị đo Đơn vị đo thường dùng của nồng độ radon là Becquerel/mét khối (Bq/m3), ở Mĩ hay dùng đơn vị pico-Curie/lit (pCi/l). Hệ số chuyển đổi: 1 pCi/l = 37 Bq/m3. Trong an tồn bức xạ, để đánh giá rủi ro thường dùng đơn vị liều hiệu dụng (effectice dose) là Sievert (Sv). Để cĩ thể chuyển từ đơn vị nồng độ radon sang liều hiệu dụng cần cĩ những nghiên cứu để xác định hệ số chuyển đổi liều. Hệ số chuyển đổi liều phụ nhiều yếu tố như: điều kiện con người (độ tuổi, sức khỏe, lượng hít thở hàng ngày…), nồng độ radon trong khơng khí, hay cấu trúc cơng trình (nhà, văn phịng…), ... của nghề nghiệp hoặc cộng đồng đĩ. Tùy vào quy mơ của một nghiên cứu, hệ số chuyển đổi này sẽ được tính tốn [21], [36], [44]. Trong ngành khai thác khống sản, việc đánh giá phơi nhiễm cịn đo nồng độ radon theo Mức làm việc tích lũy (Working Level-WL) và từ đĩ đưa ra Mức làm việc tích lũy trong tháng (Working Level Month-WLM): 1WL là tính tới ảnh hưởng của tất cả các con cháu cĩ thời gian sống ngắn của 222Rn (218Po, 214Pb, 214Bi, and 214Po) trong 1 lít khơng khí, tương ứng với khả năng giải phĩng năng lượng alpha 1,3.105 MeV. 1WL được tính tương ứng với nồng độ radon trong khơng khí là 100 pCi/l. [16] Hệ đơn vị SI của phơi nhiễm tích lũy là joule.giờ trên mét khối (J.h/m3); 1WLM tương đương với 3,6.10-3 Jh/m 3. Phơi nhiễm với mức 1WL trong 1 tháng (170 giờ) bằng 1WLM. Một mức phơi nhiễm 1WLM tương ứng với phơi nhiễm trong 1 năm cỡ 230 Bq/m3. Với giả định làm việc 2400 giờ trong 1 năm thì 1WLM = 4,2 mSv [29]. 1.1.5.2. Việt Nam Việt Nam đã cơng bố tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7889:2008 đối với nồng độ khí radon tự nhiên trong nhà vào năm 2008 [4]. Tiêu chuẩn là cơ sở để đánh giá mức độ ơ nhiễm khí phĩng xạ radon trong nhà sau khi đo đạc, qua đĩ cĩ thể đánh giá và đưa ra giải pháp. Các mức nồng độ khí radon tự nhiên trung bình năm trong nhà được quy định ở Bảng 1.3. Một số khái niệm cơ bản: - Nồng độ Radon trong khơng khí (C Rn – Radon concentration): Hoạt độ phĩng xạ của khí radon (Rn222) trong một mét khối khơng khí, đơn vị đo là Bequerel trên mét khối (Bq/m3). - Nồng độ radon trung bình năm trong nhà (Average radon concentration in building): Nồng độ radon (Rn222) trong khơng khí trong nhà được đo bằng các thiết bị đo thích hợp với thời gian đo liên tục hơn 3 tháng bất kì, đơn vị đo là Bequerel trên mét khối (Bq/m3). - Mức hành động (Radon action levels): Khi nồng độ khí radon trung bình năm trong nhà vượt giá trị này, phải tiến hành các giải pháp kĩ thuật để giảm thiểu nồng độ khí radon trong nhà, đơn vị đo là Bequerel trên mét khối (Bq/m3). - Mức khuyến cáo (Recommended safety levels): Mức chấp nhận được đối với nồng độ khí radon trung bình năm trong nhà, đơn vị đo là Bequerel trên mét khối (Bq/m3). - Mức phấn đấu (Target health level): Mức thấp nhất đối với nồng độ khí radon trung bình năm trong nhà cĩ thể đạt được theo khả năng, đơn vị đo là Bequerel trên mét khối (Bq/m3). Bảng 1.3: Các mức nồng độ khí radon tự nhiên trung bình năm trong nhà Các mức Đối tượng áp dụng Quy định Mức hành động Trường học > 150 Bq/m3 Nhà ở > 200 Bq/m3 Nhà làm việc > 300 Bq/m3 Mức khuyến cáo Nhà xây mới < 100 Bq/m3 Nhà hiện sử dụng < 200 Bq/m3 Mức phấn đấu Các loại nhà < 60 Bq/m3 Sau khi đã áp dụng tất cả các giải pháp giảm thiểu, nồng độ khí radon tự nhiên trung bình năm trong nhà vẫn ở mức hành động thì phải chuyển đổi mục đích sử dụng. 1.1.5.3. Thế giới Nhiều nước trên thế giới đã xác định nồng độ giới hạn của radon trong nhà ở. Một khi nồng độ radon trong nhà cao hơn giá trị này thì cần phải áp dụng các biện pháp giảm thiểu radon để làm giảm nồng độ radon tới dưới giá trị giới hạn. Trong số các nước cĩ hoạt động nghiên cứu liên quan đến radon, cĩ hơn một phần ba các nước cĩ đưa ra mức hành động đối với radon, đa số nằm trong khoảng từ 200-400 Bq/m3 đối với nhà cĩ sẵn và 200 Bq/m3 đối với nhà xây mới. Trong đĩ, một số ít nước yêu cầu bắt buộc mức hành động đối với nhà xây mới là Mĩ, Nauy, Phần Lan và Đan Mạch. Đức và Mĩ là 2 quốc gia hiện cĩ mức hành động thấp nhất là 100 và 148 Bq/m3 [56]. Theo Luật mơi trường của Mĩ, mức cho phép khí radon trong nhà ở là < 4 pCi/l/năm, tương đương 0,148 Bq/l/năm, hay 148 Bq/m3/năm. Theo tiêu chuẩn an tồn bức xạ của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) [35]: - Nồng độ khí radon trong nhà ở của dân chúng khơng được vượt quá dải từ 200 ÷ 600 Bq/m3/năm, nghĩa là từ 0,6 ÷ 1,7 Bq/m3/ngày. - Đối với nơi làm việc, giới hạn liều đối với con cháu của radon và thoron là:  Đối với radon:  Giới hạn mức liều 20 mSv/năm tương ứng với 14 mJ.h/m3 (4 WLM hay 2,5.106 Bq.h/m3) tính trung bình trong 5 năm liên tiếp.  Giới hạn mức liều 50 mSv/năm tương ứng với 35 mJ.h/m3 (10 WLM hay 6,3.106 Bq.h/m3) cho bất cứ năm nào.  Đối với thoron:  Giới hạn mức liều 20 mSv/năm tương ứng với 42mJ.h/m3 (12 WLM hay 5,6.105 Bq.h/m3) tính trung bình trong 5 năm liên tiếp.  Giới hạn mức liều 50 mSv/năm tương ứng với 105 mJ.h/m3 (30 WLM hay 1,4.106 Bq.h/m3) cho bất cứ năm nào. Trong đĩ mức phơi nhiễm với con cháu của radon ở trạng thái cân bằng trong 1 giờ tương ứng với suất liều 8 nSv. Mức phơi nhiễm với con cháu của thoron ở trạng thái cân bằng trong 1 giờ tương ứng với suất liều 36 nSv. 1.2. Các phương pháp xác định nồng độ khí Radon trong nhà 1.2.1. Thời gian đo Cĩ 2 phương pháp đo nồng độ radon theo thời gian là đo ngắn hạn và đo dài hạn [4]. 1.2.1.1. Phương pháp đo ngắn hạn Các phép đo ngắn hạn bằng các thiết bị đo tương ứng với thời gian đo liên tục ít hơn 90 ngày (tùy thuộc loại thiết bị) được thực hiện trong điều kiện đĩng kín cửa. Mọi cửa sổ, quạt thơng giĩ, cửa ra vào đều phải đĩng (chỉ mở khi cần thiết – ví dụ khi đi lại) ít nhất trước 12 giờ trước khi đo và trong suốt thời gian đo (quạt trao đổi giĩ trong phịng cĩ thể được bật). Khơng tiến hành đo ngắn hạn với thời gian đo 2 – 3 ngày trong điều kiện thời tiết bất thường (bão, giĩ mạnh, khí áp thấp…). Kết quả của phương pháp đo ngắn hạn được coi là giá trị nồng độ khí radon tự nhiên tiềm ẩn trong nhà. Nếu giá trị này thấp hơn mức quy định thì nồng độ khí radon trung bình năm trong nhà sẽ thấp hơn mức quy định. Nếu giá trị này bằng hoặc cao hơn mức quy định thì nồng độ khí radon trung bình năm trong nhà sẽ cĩ nguy cơ cao hơn mức quy định. 1.2.1.2. Phương pháp đo dài hạn Việc đo dài hạn với thời gian lâu hơn 90 ngày liên tục bất kì trong nhà bằng các thiết bị đo tương ứng thực hiện trong điều kiện các cửa sử dụng bình thường. Kết quả của phép đo dài hạn được coi là giá trị nồng độ khí radon trung bình năm trong nhà. Các phép đo quan trắc radon thường được thực hiện bằng cách sử dụng một thiết bị giám sát phĩng xạ tích lũy thơng tin qua một khoảng thời gian dài, thường là từ ba tháng đến một năm. 1.2.2. Dụng cụ đo 1.2.2.1. Các yêu cầu kĩ thuật chung đối với thiết bị đo - Thiết bị đo nồng độ khí radon phải cĩ ngưỡng đo tối thiểu nhỏ hơn 40Bq/m3. - Sai số tương đối (E) của thiết bị đo ở điều kiện tiêu chuẩn, tính theo %, khơng lớn hơn 20% và được tính theo cơng thức: E = (Qi – Qt ).100/Qt (1.9) Trong đĩ: Qi - là chỉ số đo của thiết bị. Qt - là giá trị khi đo với mẫu chuẩn hoặc thiết bị chuẩn. - Dao động thống kê số liệu đo (V) của thiết bị đo, tính theo %, khơng lớn hơn 10% và được tính theo cơng thức:   n 2 i i 1 x x 1 V x n 1      (1.10) Trong đĩ: x - là giá trị trung bình của n lần đo. xi - là giá trị lần đo thứ i. Thiết bị đo nồng độ khí Radon được hiệu chuẩn với buồng chuẩn quốc gia hoặc quốc tế. Đo trực tiếp là các phương pháp cho phép đo trực tiếp đồng vị phĩng xạ radon thơng qua năng lượng bức xạ alpha của Rn222 là 5,490 MeV. Ngồi ra, là các phương pháp đo gián tiếp. Cĩ thể sử dụng các thiết bị đo các sản phẩm phân rã của radon để xác định nồng độ khí radon với các điều kiện đo ngắn hạn và dài hạn. 1.2.2.2. Giới thiệu sơ lược về các máy đo radon hiện cĩ ở Việt Nam Máy đo khí phĩng xạ (Rn và Tn) đã được sử dụng từ lâu ở Việt Nam trong lĩnh vực điều tra địa chất và gần đây là khảo sát mơi trường. Để đo nồng độ khí radon, ta cĩ nhiều phương pháp khác nhau, ứng với mỗi phương pháp đo lại cĩ rất nhiều kiểu máy khác nhau [4]. Các máy này cĩ nguồn gốc chủ yếu từ Liên Xơ cũ, ví dụ như: CΓ-11, ∋M-2, ∋M-6Π, RADON-82, PΓA-01… và gần đây là RDA-200 (Canada), RAD7 (Mĩ)… [2]. Tuy nhiên, hiện nay chỉ sử dụng máy RADON-82, RDA- 200, RAD7 và phương pháp vết alpha. Các loại máy khác cũ và lạc hậu, khơng thể sử dụng được. Dưới đây sẽ giới thiệu về máy RAD7 được sử dụng phổ biến để đo tức thời và detector vết CR39 được dùng để đo dài ngày. 1.2.2.3. Giới thiệu về máy đo radon RAD7 Máy đo radon RAD7 (RAdon Detector) do cơng ty DURRIGE của Mĩ sản xuất, được biết đến như là một thiết bị chuyên dùng để đo riêng biệt nồng độ khí phĩng xạ Rn và Tn cĩ nhiều thuận lợi trong điều tra địa chất và khảo sát mơi trường, đáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác nhau: - Tìm kiếm, đánh giá quặng phĩng xạ, đất hiếm dưới lớp đất phủ. - Phát hiện các cấu trúc địa chất: đứt gãy, đới phá hủy… - Khảo sát, quan trắc mơi trường phĩng xạ trong khơng khí và trong nước. Hình 1.9: Máy đo radon RAD7 Máy DURRIDGE RAD7 sử dụng loại detector trạng thái rắn là loại vật liệu bán dẫn cĩ chức năng biến đổi trực tiếp tia alpha thành tín hiệu điện. Buồng lấy mẫu bên trong là bán cầu cĩ thể tích 0,7 lít phủ chất dẫn điện, ở tâm là một detector alpha silicon phẳng gắn ion trạng thái rắn. Mạch điện điện thế cao tích điện lên đến 2000 đến 2500V tạo ra một điện trường đẩy các hạt điện tích dương vào trong detector. Máy bơm đưa khơng khí cĩ chứa radon và thoron (đã làm khơ) vào buồng đo của máy. Detector gắn trong đĩ sẽ nhận tín hiệu điện các tia alpha đập vào. Khi một hạt Rn222 phân rã bên trong buồng đếm tạo ra một hạt Po218 (như một ion điện tích dương) được điện trường lái hướng đến detector và đập vào đĩ. Po218 cĩ đời sống ngắn, phân rã trên bề mặt kích hoạt của detector hạt alpha của nĩ cĩ xác suất 50% đi vào detector tạo một tín hiện điện tỉ lệ với cường độ năng lượng của hạt alpha. Các đồng vị khác nhau cĩ năng lượng alpha khác nhau tạo ra các tín hiệu cĩ cường độ khác nhau trong detector. RAD7 khuếch đại, lọc, và phân loại các tín hiệu theo cường độ của chúng. Máy cĩ ưu điểm là tính chắc chắn và bộ xử lí cĩ khả năng xác định năng lượng của mỗi hạt alpha, cho biết một cách chính xác đồng vị nào (218Po, 214Po...) tạo ra bức xạ, từ đĩ tính riêng nồng độ radon, thoron. Kĩ thuật này gọi là phổ alpha, một kĩ thuật thuận lợi trong các ứng dụng dị tìm hoặc lấy mẫu mà các thiết bị khác ít cĩ khả năng làm được. Máy RAD7 đáp ứng được yêu cầu quan trắc liên tục ở mức thấp, cĩ phơng nền rất thấp và ổn định: giá trị phơng máy thấp (khoảng 0,005 pCi/l, xấp xỉ 0,1 Bq/m3) rất phù hợp với khảo sát mơi trường khơng khí, mơi trường nước và quan trắc mơi trường, kiểm tra an tồn phĩng xạ. Các loại máy đo khí phĩng xạ khác như: RADON-82, RDA-200..., muốn làm giảm ảnh hưởng giá trị loại phơng này sau mỗi lần bơm phải chờ một thời gian dài để con cháu của Rn, Tn phân rã hết; cịn với RAD7 chỉ cần thổi sau 10 phút là đủ vì detector của RAD7 phân biệt được mức năng lượng phổ của các hạt alpha với các loại nhiễu nêu trên, các sol khí cịn sĩt lại sẽ phát ra các tia alpha cĩ mức năng lượng thấp hơn nên khơng tham gia vào giá trị đếm của các lần đo tiếp theo. Máy dị tia alpha chất lượng cao và đơn nhất, phân tích phổ thời gian thực, phơng nền RAD7 nhỏ và được miễn trừ với sự tích tụ Pb210 một vấn đề gây khĩ khăn rất lớn cho các loại thiết bị khác. Đặc điểm kĩ thuật : - Tìm kiếm, đánh giá quặng phĩng xạ, đất hiếm dưới lớp đất phủ. - Cĩ thể xác định nồng độ Rn và Tn trong đất, khơng khí và trong nước. - Phạm vi đo: 0,1 đến 20.000 pCi/l (3,7 đến 740.000 Bq/m3). - Nhiệt độ làm việc: 5 ÷ 40oC. - Độ ẩm tương đối bên ngồi : 0 ÷ 95% - Trọng lượng: 5 kg (11 pound, 1 pound =0,450 kg). - Phơng trong máy: rất nhỏ (khoảng 0,01 pCi/l – tương ứng là 0,4 Bq/m3) và khơng bị ảnh hưởng bởi sự tích lũy của chì Pb210. 1.2.2.4. Giới thiệu về phương pháp detector vết CR39 Phương pháp detector vết alpha là phương pháp đo tích lũy nồng độ radon và thoron dùng các detector chất dẻo ghi các bức xạ anpha để xác định nồng độ khí phĩng xạ trong điều tra địa chất, thăm dị khống sản và nghiên cứu mơi trường. CR39 là một trong những vật liệu trong hệ thống các vật liệu rắn phát hiện và theo dõi hạt nhân (solid state nuclear track detectors – SSTDs). Những vật liệu này được ứng dụng trong các nghiên cứu về hạt nhân, các tia phĩng xạ vũ trụ, đo nồng độ khí radon trong nhà, trong đất và trong nước,... Cĩ thể nĩi rằng rẻ và dễ sử dụng là những ưu điểm lớn nhất của những vật liệu này, làm cho các nhà khoa học cĩ xu hướng sử dụng nĩ ngày càng nhiều. Ngồi CR39, SSTDs cịn cĩ LR115, CN85, Lexan, Makrofol... Bảng 1.4: So sánh khoảng năng lượng ghi nhận của các loại SSTDs [50] Các loại đầu dị Emin (MeV) Emax (MeV) Lexan and Makrofol E polycarbonates ~ 0.2 ~ 3 Cenllulose nitrate (CN 85, LR 115, Daicel) ~ 0.1 ~ 4 ÷ 6 CR-39 ~ 0.1 < 20 CR39 (Columbia Resin – 39) là tên thương mại của một vật liệu nhựa rắn chịu nhiệt với cấu trúc cao phân tử là allyl carbonate. Cơng thức đơn giản là (C12H18O7)n. Cơng thức cấu tạo là: Hình 1.10: Cơng thức cấu tạo CR39 Radon và con cháu radon của các chất phát xạ bức xạ alpha khác đều cĩ thể tạo thành vết ẩn trên detector, nhưng đĩng gĩp của radon vẫn là chủ yếu. Nồng độ radon sẽ được tính từ các vết này. Hình 1.11: Các vết trên CR39 Thiết bị đo gồm cốc nhựa, detector chất dẻo, một ít hố chất để xử lí và kính hiển vi để đếm vết. Hình 1.12: Cốc nhựa chứa CR39 (holder) và kính hiển vi dùng để đếm vết Trước khi đếm, phải làm rõ các vết do hạt anpha đập vào detector bằng cách ngâm vào dung dịch đặc biệt, gọi là tẩm thực. Đếm vết: [2] - Dùng kính hiển vị quang học cĩ độ khuếch đại 100 ÷ 400 lần. - Dùng thước trắc vi cĩ khắc độ 0,01mm để đo đường kính thị trường. - Diện tích thị trường của kính được tính theo cơng thức sau: .r S k   (2.1) Trong đĩ: r = 0,01d (mm) - Bán kính thị trường. d - Số độ khắc của thước trắc vi ứng với bán kính r. k - Độ khuếch đại của kính trắc vi. - Mật độ vết được tính theo cơng thức: n i i 1 N nSt    (2.2) Trong đĩ: ρ - Mật độ vết, số vết/(mm2/ngày) Ni - Số vết đếm được tại thị trường thứ i n - Số lượng thị trường t - Thời gian đặt detector (tích lũy vết) - Nồng độ khí phĩng xạ được tính theo cơng thức: (NRn + NTn) = K.ρ (2.3) Trong đĩ: NRn - Nồng độ radon (Bq/m 3) NTn - Nồng độ thoron (Bq/m 3) K (Bq/m3)/(Số vết/mm2/ngày) - Hệ số chuẩn detector vết ρ - Mật độ vết, số vết/(mm2/ngày). Phương pháp này cĩ ưu điểm: - Đo được nồng độ radon trong thời gian liên tục, tích lũy, khơng đo tức thời. - Đơn giản, dễ thực hiện, khơng tốn nhiều nhân lực. - Đo quan sát mơi trường tĩnh, ít biến động. - Đo được nồng độ trung bình. - Khơng chịu ảnh hưởng của mơi trường nhiều. Từ những ưu điểm và mục đích của đề tài, luận văn chọn phương pháp đo bằng CR39 khí radon trong nhà trong thời gian 3 tháng để tính nồng độ trung bình; đồng thời đo bằng RAD7 một số nhà để đối chiếu, và sử dụng kết quả đo bằng RAD7 nồng độ radon trong đất cĩ sẵn để luận giải kết quả. 1.2.3. Yêu cầu đối với vị trí các điểm đo Theo TCVN 7889:2008 [4], vị trí các điểm đo trong nhà phải đáp ứng các yêu cầu sau: - Phải cố định trong suốt quá trình đo - Khơng gần các dịng khơng khí trong nhà gây ra do thiết bị sinh nhiệt, quạt, thiết bị điều hịa khơng khí, cửa… Tránh gần các vị trí phát nhiệt nhà bếp, ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp. Tránh các vị trí cĩ độ ẩm cao. - Khơng đo ở bếp, khu vệ sinh hay phịng tắm. - Cách cửa sổ, cửa ra-vào ít nhất 90 cm, cách tường ít nhất 30 cm. - Đầu đo phải đặt cách sàn ít nhất 50 cm và cách các vật khác ít nhất 10 cm. Với các thiết bị đo treo (thiết bị đo vết alpha hay theo dõi liên tục nồng độ khí radon), độ cao tối ưu để đo là 2 – 2,5 m cách sàn. - Diện tích đo tối đa là 200 m2 sàn nhà/điểm đo. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1. Khái quát chung đặc điểm vùng nghiên cứu 2.1.1. Vị trí địa lí Hình 2.1: Bản đồ hành chính thị xã Thủ Dầu Một (Tỉ lệ 1:100.000) Thủ Dầu Một là thị xã của Bình Dương, nằm phía Bắc vùng tam giác kinh tế trọng điểm thành phố Hồ Chí Minh - Biên Hồ - Vũng Tàu. Cách thành phố Hồ Chí Minh 30km, cách thành phố Biên Hồ 30km, nằm dọc theo quốc lộ 13. Diện tích tự nhiên: 87,88 km2 Tọa độ địa lí: 106004’52” đến 106010’55” kinh độ Đơng. 11014’03” đến 110 21’07” vĩ độ Bắc. Thủ Dầu Một gồm 12 đơn vị hành chính, đĩ là các phường: Phú Cường, Hiệp Thành, Chánh Nghĩa, Phú Thọ, Phú Hịa, Phú Lợi, Phú Mĩ, Định Hịa, Hiệp An; và 3 xã: Tân An, Chánh Mĩ, Tương Bình Hiệp. Thủ Dầu Một cĩ hệ thống đường giao thơng thuận lợi đi Campuchia, thành phố Hồ Chí Minh và các trung tâm kinh tế khác. Vị trí thuận lợi và điều kiện đầu mối kĩ thuật tập trung là động lực thúc đẩy sự phát triển của tỉnh Bình Dương nĩi chung, thị xã Thủ Dầu Một nĩi riêng. 2.1.2. Đặc điểm địa hình Đơ thị Thủ Dầu Một cĩ độ cao tuyệt đối thay đổi từ 0,5 - 35m. Trong đĩ, đồng bằng đồi thoải (cao 10 – 30m) chiếm khoảng 70% diện tích, phần cịn lại thuộc đồng bằng thấp (cao 0,5 – 1m đến 10m). Chúng được tạo nên bởi các hoạt động bĩc mịn, xâm thực - rửa trơi và tích tụ nguồn gốc sơng và sơng - đầm lầy. 2.1.2.1. Địa hình thành tạo chủ yếu do sơng Khu vực Thị xã Thủ Dầu Một bao gồm các kiểu địa hình thành tạo do sơng: các bãi bồi, thềm bậc I, II và III, trong đĩ các thềm sơng bậc II và III được thành tạo bởi hệ thống sơng Mê Kơng cổ, các bãi bồi và thềm sơng bậc I được thành tạo bởi hệ thống sơng Sài Gịn và các sơng suối trong vùng.  Bãi bồi thấp ven lịng, tuổi Holocen muộn (QIV3): cao 0,5 - 1m: Phân bố chủ yếu dọc theo sơng Sài Gịn và một số suối nhánh trong khu vực đơ thị. Diện tích tổng cộng của bãi bồi ven lịng khoảng 4 km2  Thềm bậc I, tuổi Holocen giữa (QIV2): chia thành hai kiểu sau: thềm tích tụ và xâm thực. Tổng diện tích khoảng 7 km2. - Thềm tích tụ: phát triển chủ yếu ở thung lũng suối Cát, Chánh Lộc, phường Phú Cường. Thềm rộng 100 – 700m, dài 2 - 3 km, cao 2 - 6m. Diện tích khoảng 3,2 km2. - Thềm xâm thực: phân bố chủ yếu ở phía Đơng xã Bình Nhâm, Hưng Định và một phần ở phía Đơng Thị xã Thủ Dầu Một, cĩ độ cao tuyệt đối 2 – 6m. Tổng cộng diện tích khoảng 4 km2. - Thềm sơng bậc II, tích tụ, cĩ độ cao tuyệt đối 8 – 15m, tuổi Pleistocen muộn (QIII3): Thềm phát triển chủ yếu ở ấp Thạnh Hịa B và một phần ở phía Tây Bắc đơ thị với diện tích nhỏ khoảng 0,2 – 0,4 km2 và khơng tập trung. Diện tích tổng cộng khoảng 0,8 km2 - Thềm sơng tích tụ - xâm thực bậc III, tuổi Pleistocen muộn (QIII1), cao 20 – 35m: Thềm cĩ độ cao 20 – 35m, phát triển rộng rãi và liên tục ở trung tâm đơ thị. 2.1.2.2. Địa hình thành tạo do sơng - đầm lầy Đồng bằng tích tụ sơng - đầm lầy, tuổi Holocen muộn (QIV3), cao 0.5 – 1 mét, phát triển ven sơng Sài Gịn, hình dạng khá đẳng thước. 2.1.2.3. Địa hình thành tạo do quá trình sườn  Sườn xâm thực, dốc 5 - 20o, tuổi Pleistocen muộn - Holocen (QIII - IV): Là bề mặt chuyển tiếp giữa thềm tích tụ - xâm thực bậc III và thung lũng tích tụ sơng Sài Gịn, phát triển chủ yếu ở phía Đơng Thị xã Thủ Dầu Một.  Sườn xâm thực - rửa trơi, dốc 2 - 5o, tuổi Pleistocen muộn - Holocen (QIII - IV): phát triển rộng rãi trong diện tích đơ thị, dựa vào đặc điểm của sườn (độ dốc, chiều dài sườn, mức độ xâm thực), chia sườn làm hai kiểu sau: - Sườn xâm thực - rửa trơi, cĩ độ dốc 2o - 3o, tập trung chủ yếu ở phía Đơng đơ thị. - Sườn xâm thực - rửa trơi, cĩ độ dốc 3o - 5o, phát triển chủ yếu ở phía Đơng xã Hưng Định, Bình Nhâm. 2.1.2.4. Địa hình nhân sinh Trong quá trình phát triển đơ thị, con người đã cải tạo, san lấp làm thay đổi bề mặt địa hình nguyên thủy, tập trung chủ yếu ở khu vực thị xã Thủ Dầu Một và dọc theo một số đường quốc lộ chính, các trục đường lớn, khu dân cư… 2.1.2.5. Các yếu tố kiến tạo Thủ Dầu Một nằm trong đới giao lưu của các hệ thống đứt gãy chính đi qua. Gồm cĩ ba hệ thống đứt gãy như sau: Hình 2.2: Bản đồ các đặc điểm địa chất kiến tạo TX TDM (Tỉ lệ 1:100.000) - Hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến: cắt qua sát rìa phía Tây từ phường Chánh Nghĩa lên phía Bắc, thuộc đới đứt gãy Lộc Ninh-Thủ Dầu Một. - Hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc-Đơng Nam: đứt gãy này cắt qua xã Bình Nhâm, phường Chánh Nghĩa. Đây là đứt gãy phân bậc thuộc đới đứt gãy sơng Sài Gịn cĩ tính chất thuận ngang phải, cắm về Tây Nam với gĩc dốc gần thẳng đứng (80 – 85o). - Hệ thống đứt gãy phương Đơng Bắc-Tây Nam: đứt gãy dọc theo sơng Bà Lụa sang suối Cát về phía Đơng Bắc. Đứt gãy này cĩ thể thuộc đới đứt gãy Vĩnh Long-Tuy Hịa với tính chất thuận cĩ mặt trượt cắm về phía Tây Bắc. Với hệ thống đứt gãy như trên, yếu tố đứt gãy cĩ thể là yếu tố cần phải lựa chọn khi xét các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ radon trong nhà trong đề tài. 2.1.3. Khí hậu, thời tiết Những yếu tố như áp suất khí quyển, lượng mưa, độ ẩm trong khơng khí, giĩ cĩ thể ảnh hưởng đến dịng khí radon trong đất vào nhà ở. Sự chênh lệch áp suất bên trong-bên ngồi ngơi nhà cĩ thể làm tăng tốc độ di chuyển của radon vào nhà; lượng mưa và độ ẩm trong khơng khí nhiều cũng làm tăng tốc độ radon vào nhà; tốc độ giĩ mạnh cĩ thể làm giảm nồng độ radon trong khí đất và trong khơng khí xung quanh ngơi nhà do vậy giĩ cĩ thể gĩp phần làm giảm nồng độ radon trong nhà. Bên cạnh đĩ, nồng độ radon cũng thay đổi theo mùa: nồng độ radon thường cao nhất vào mùa đơng và thấp nhất vào mùa hè. Mặt khác, điều kiện khí hậu thời tiết cịn chi phối trực tiếp đến mức độ thơng thống của nhà ở. Do đĩ yếu tố khí hậu thời tiết cũng rất là quan trọng khi xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ radon trong nhà. Khí hậu Thủ Dầu Một mang những đặc điểm đặc trưng khí hậu Đơng Nam Bộ nhiệt đới giĩ mùa, cĩ 2 mùa rõ rệt (mùa mưa và khơ). Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khơ từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Những cơn mưa chuyển tiếp giữa mùa mưa và mùa khơ cĩ lượng mưa khá cao. Với đặc điểm hai mùa rõ rệt thì yếu tố mùa cĩ thể được xem là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ radon trong nhà ở khu vực. Nhiệt độ khơng khí: - Trung bình năm: 26,9oC - Trung bình tháng nĩng nhất: 29oC - Trung bình tháng lạnh nhất: 23oC Độ ẩm khơng khí: - Trung bình năm: 85 - 90% - Cao nhất: 65 - 80% - Thấp nhất: 35 - 45% Lượng mưa: - Trung bình năm: 1856mm - Cao nhất: 2680mm - Thấp nhất: 1136mm Chế độ giĩ khơng lớn và khơng thường xuyên, tần số lặng giĩ là 67,8. Mùa khơ, giĩ thổi theo hướng Đơng, Đơng Bắc. Mùa mưa giĩ thổi theo hướng Tây, Tây Nam. Tốc độ bình quân 1,6 m/s. Chế độ nắng: số giờ nắng trung bình ngày 5 - 7giờ, xảy ra cao nhất vào giữa mùa khơ (tháng 3), thấp nhất vào tháng 10. Thích hợp cho sự phát triển cây trồng nhiệt đới. 2.1.4. Thủy văn Qua nhiều nghiên cứu cĩ thể nĩi yếu tố thủy văn là một trong những yếu tố gĩp phần vào nồng độ radon trong khơng khí xung quanh. Nếu sơng ngịi, suối bắt nguồn hay chảy qua các khe đá là các loại đá cĩ chứa Radinium, Uranium, Thorium (đá granit, đá núi lửa, đá phiến sét) thì nồng độ radon mà nĩ gĩp phần vào trong khơng khí sẽ lớn. Đồng thời nguồn nước dưới đất cũng là một nguồn đĩng gĩp đến nồng đồ radon trong nhà thơng qua việc sử dụng nước của người dân. Do vậy việc sử dụng nước dùng cho sinh hoạt của người dân cĩ thể là yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ radon. 2.1.4.1. Nước mặt Gồm cĩ 2 hệ thống sơng suối chính: Sơng Sài Gịn: chảy phía Tây thị xã theo hướng Bắc Nam với chiều dài khoảng 15km, lưu lượng mùa kiệt 10m3/giờ, đổ ra biển Đơng qua cửa Cần Giờ, rất cĩ giá trị trong cung cấp nước và sản xuất nơng nghiệp. Suối Cát: nằm ở trung tâm vùng nghiên cứu hướng chảy Đơng Bắc - Tây Nam nối với sơng Bà Lụa và đổ ra sơng Sài Gịn ở khu vực Thạnh Phú. Suối cĩ lưu lượng: 10 - 25 l/s và thượng nguồn thường cạn kiệt vào mùa khơ. Suối Cát cĩ dịng chảy hẹp, lịng khơng sâu nên khơng thuận lợi cho giao thơng. Ngồi ra, trong vùng cịn cĩ các sơng suối nhỏ thuộc hệ thống sơng Sài Gịn: sơng Búng, rạch Cầu Mới, sơng Bà Lụa, rạch Nghé... chất lượng nước giống sơng Sài Gịn, khơng thuận lợi cho giao thơng, chỉ cĩ giá trị thốt nước và canh tác nơng nghiệp. Phía Đơng Bắc vùng nghiên cứu cịn cĩ hệ thống suối Hố Đá nhưng lưu lượng nước khơng lớn khơng cĩ giá trị cung cấp nước và giao thơng. 2.1.4.2. Nước dưới đất Tiềm năng nước dưới đất ở Thủ Dầu Một rất phong phú, trữ lượng tiềm năng: 66.000 m3/ngày, trữ lượng cấp C1: 12.000 m3/ngày và trữ lượng cấp B: 4.000 m3/ngày. 2.1.5. Thổ nhưỡng Chủ yếu là các loại đất: đất dốc tụ trên phù sa cổ (Da), đất vàng nâu trên phù sa (Fa), đất phù sa khơng được bồi cĩ tầng loang lổ (Pf), đất phù sa glây (Pg), đất phèn tiềm tàng (Sp), đất xám trên phù sa cổ (Xa) và đất bùn suối (Bùn). Đất ở đây cĩ thành phần cơ giới nhẹ, tỉ lệ cát cao, nhất là các loại đất phát sinh trên phù sa cổ, khả năng giữ nước kém, dễ bị rữa trơi cả theo chiều ngang lẫn chiều dọc. Riêng loại đất phù sa cổ cĩ thành phần cơ giới thịt nhẹ và trung bình, cịn đất phèn và đất dốc tụ cĩ tỉ lệ sét 44 - 51%, kết vĩn đá ong và trơ sỏi đá. Ngồi ra, cịn c._.