Nâng cấp TK VIP tải tài liệu không giới hạn và tắt QC

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: “NHẬN DẠNG ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN VÀ QUÁ TRÌNH ĐỊA CHẤT ĐỐI VỚI SỨC KHOẺ CỘNG ĐỒNG”

Các quá trình địa chất, như hoạt động núi lửa, magma - kiến tạo, nhiệt dịch, biến chất, phong hóa, trầm tích, vận chuyển vật chất bằng những phương thức khác nhau, v.v. » Xem thêm

24-09-2012 144 15
Download
Xem online
QUẢNG CÁO

Tóm tắt nội dung tài liệu

  1. NGHIÊN C U KHOA H C ĐỀ TÀI: “NH N D NG NH HƯ NG C A CÁC I U KI N VÀ QUÁ TRÌNH A CH T I V I S C KHO C NG NG”
  2. NH N D NG NH HƯ NG C A CÁC I U KI N VÀ QUÁ TRÌNH A CH T I V I S C KHO C NG NG NGUY N XUÂN KHI N1, NGUY N ANH TU N2 1 Vi n Khoa h c a ch t và Khoáng s n, Thanh Xuân, Hà N i 2 a ch t và Khoáng s n Vi t Nam, 6 Ph m Ngũ Lão, Hà N i Cc Tóm t t: Các quá trình a ch t, như ho t ng núi l a, magma - ki n t o, nhi t d ch, bi n ch t, phong hóa, tr m tích, v n chuy n v t ch t b ng nh ng phương th c khác nhau, v.v. là nh ng nguyên nhân vô cùng quan tr ng t o nên s thi u h t hay dư th a m t hay m t s nguyên t nào ó, ng tr c ti p t i ch t lư ng môi trư ng sinh thái, nh hư ng tiêu c c tác t i s s ng c a loài ngư i và sinh v t. áng chú ý là: 1) Quá trình phun n ng ưa vào khí quy n m t lư ng khí v t ch t t lòng t khi núi l a ho t và b i kh ng l có th góp ph n làm bi n i khí h u c a Trái t và làm ô nhi m môi trư ng sinh thái. ng th i, ngoài tác ng nghiêm tr ng c a khí-b i núi l a, kh i lư ng dung nham và dòng x v n to l n tràn ph lên mt tvitc cao, trên di n r ng xung quanh mi ng núi l a, n u không ư c d báo và có gi i pháp phòng ng a k p th i s e d a cu c s ng dân cư và phá h y cơ s v t ch t m t cách khôn lư ng; 2) Quá trình phong hóa, c bi t là phong hóa hóa h c, có th phá v c u trúc c a á và qu ng, d n n s phân b l i các nguyên t ph n trên c a th ch quy n. c bi t, khi quá trình này di n ra trên các m sulfur, m qu ng urani, v.v. có th t o ra nguy cơ làm suy gi m ch t lư ng môi trư ng sinh thái m t cách nghiêm tr ng; 3) Quá trình tr m tích các s n ph m phong hóa c a các thành t o a ch t c , th c ch t là m t quá trình tích t và phân ly hóa h c, trong ó di n ra s phá v các t h p nguyên t c a các á l pl i
  3. các t h p nguyên t khác trong m t i u ki n môi trư ng a c h t m i. Quá trình này d n t i s t p trung cao nhi u nguyên t , trong ó có nhi u c h i lan t a vào môi trư ng trong quá trình v n chuy n v t thành ph n li u tr m tích hay tích ng thành các th c th tr m tích giàu chúng, ti m n nguy cơ gây ô nhi m cho môi sinh. I. M U duy trì s s ng, cơ th con ngư i c n m t lư ng nh t nh các nguyên t như: C, H, O, N, Ca, K, Na, Mg, P, S, Fe, Mn, Co, Cu, Zn, Mo, I, F, Se, Si, v.v.. Tuy nhiên, n u hàm lư ng các nguyên t này quá nhi u, chúng s gây h i cho cơ th . Cũng có nhi u nguyên t như As, Hg, Pb, Be, Te, Ba, Nb, Bi, Ti, Li, Ag, Au, Tl, Ce, Th, U, Ra r t c h i cho cơ th . Thí d : môi trư ng s ng có ch a các nguyên t phóng x v i hàm lư ng cao có th gây ung thư, cơ th thi u I thư ng m c b nh bư u c , n n; th a F gây nhi m c fluor (fluorosis) v i các bi u hi n s t răng, giòn xương. Nhi u nguyên t nêu trên gây ô nhi m môi trư ng s ng có liên quan tr c ti p ho c gián ti p v i các th c th a ch t cũng như môi trư ng a ch t và các quá trình a ch t ã và ang di n ra trên Trái t. Các quá trình a c h t như ho t ng núi l a, magma - ki n t o, nhi t d ch, bi n ch t, tr m tích, phong hóa, v n chuy n v t ch t b ng nh ng phương th c khác nhau, v.v., là nh ng nguyên nhân vô cùng quan tr ng t o nên s thi u h t hay dư th a m t hay m t s nguyên t nào ó, tác ng tr c ti p t i ch t lư ng môi trư ng sinh thái các vùng lãnh th khác nhau. T th c t ó, A.P. Vinogradov (1963) ã xu t khái ni m các “T nh sinh a hóa” mô t th c tr ng này. T nh sinh a hóa ư c hi u là “nh ng khu v c ó hàm lư ng các nguyên t hóa h c và h p ch t c a chúng trên b m t Trái t mà khác bi t so v i các vùng lân c n”. Theo ó, ông chia ra hai ki u t nh sinh a hóa: ki u thi u h t các nguyên t , và ki u dư th a các nguyên t .
  4. S thi u h t hay dư th a m t nguyên t nào ó trong môi trư ng các t nh sinh a hóa có th gây b nh a phương i v i th c v t, ng v t và con ngư i, th m chí có th làm thay i gi ng loài ho c d n n tuy t ch ng; thí d : i khô h n Ninh Thu n - Bình Thu n có th ư c xem là m t t nh sinh a hóa, ó, nhi u vùng t có s tích lũy cao so v i phông a hóa chung các nguyên t ki m và ki m t, như Na, Ca, K, Mg gây h i cho cây tr ng. S dư th a F (>2 mg/l) trong nư c dư i t ây có kh năng gây ra b nh nhi m c fluor (fluorosis), nh hư ng t i s c kh e c ng ng. Nhi u th c th a ch t ch a các nguyên t có h i ho c có l i v i hàm lư ng cao hơn giá tr trung bình, thí d : - Các á núi l a sáng màu, granitoid, á phi n sét s m màu và các á tr m tích / bi n ch t ch a phosphat thư ng tích tr m t hàm lư ng U cao hơn giá tr trung bình c a v Trái t n m c gây c h i cho cơ th . - Các nguyên t hi m, c bi t là các nguyên t phóng x Th, U, Ra thư ng hay t p trung trong các th á pegmatit; thí d so v i gabbro, hàm lư ng Li trong pegmatit granit cao g p 100 l n, Rb g p 40 l n. So v i tr s Clarke v Trái t, hàm lư ng Ta, và c bi t là Nb, cao g p hơn 150 l n. Hàm lư ng các nguyên t phóng x trong pegmatit Th ch Khoán (Phú Th ) dao ng trong m t ph m vi khá r ng: U = 60-4500 ppm, Th = 30-300 ppm, nhưng thư ng m c cao, d n t i thành t o các khoáng v t uraninit, thorianit và các khoáng v t th sinh như autunit, torbernit, saleit, v.v. [2]. - Asbest là m t nhóm khoáng v t silicat g m chrysotil, crocidolit và amosit có c tính d tách thành s i nh , àn h i, ch u nhi t, không d n nhi t / d n i n, nên trư c ây ã ư c s d ng r ng rãi trong nhi u lĩnh v c. Nhưng do các s i nh d ng b i c a lo i v t li u này r t d phân tán trong không khí, theo ư ng hô h p chúng có th gây nên ba lo i b nh ph i ch y u là: 1. Asbestosis làm gi m kh năng h p thu oxy c a ph i; 2. Mesothelioma, m t lo i ung thư ph i phát tri n d c theo màng ph i; và 3. Ung thư ph i. Vì lý do ó, t năm 1996 Cơ quan B o v Môi trư ng th gi i (EPA) ã khuy n cáo c m s d ng asbest vào m c ích dân sinh.
  5. - Trong thành ph n c a t, ngoài các nguyên t vi dinh dư ng có l i cho cây tr ng như B, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, Cl, v.v. còn có nhi u nguyên t c h i, c bi t là các kim lo i n ng gây h i i v i cây tr ng và qua ó nh hư ng x u t i s c kh e con ngư i, như As, Hg, Sb, Pb, Cd, Bi, Se, v.v. Hàm lư ng As trong t dao ng trong kho ng t 5 n 40 ppm, trung bình 6 ppm. As t n t i dư i d ng (AsO4)3- trong môi trư ng oxy hóa, ho c b h p ph b i các khoáng v t sét, keo Fe/Mn và v t ch t h u cơ. Nhưng trong lo i t có môi trư ng kh thì As ng hơn vì arsenur (As3+) hòa tan g p 5-10 l n so v i arsenat (As5+), trong ó, linh arsenur là d ng c h i m nh hơ n c . Hàm lư ng trung bình c a Pb trong t là 19 ppm (dao ng t 2 n 300 ppm). Là ng, Pb2+ có th tham gia vào thành ph n c a nhi u h p ch t m t nguyên t kém linh khác nhau, như PbCO3, Pb(OH)2, Pb3(PO4)2v.v. ho c b h p ph trong keo sét, oxit Fe/Mn và h p ch t h u cơ. Pb có c tính cao, nó h n ch ho t ng c a các vi sinh v t trong t. Selen (Se) v i n ng cao trong t có c tính m nh, gây h i cho cây tr ng và ng v t. Trong t gley ch a nhi u ch t h u cơ Se thư ng t n t i dư i d ng h p ch t h u cơ; trong t ki m, dư i d ng selenat, còn trong t có tính axit và t thoát nư c t t thì Se t n t i dư i d ng selenur. linh ng c a Se trong t tùy thu c vào pH và Eh cũng như s có m t c a các nguyên t Fe và Mn. Ngu n g c các nguyên t kim lo i n ng trong t: - Do các á m b phong hóa gi i phóng ra; - Tác ng nhân sinh, do s d ng nhi u lo i phân bón hóa h c, cũng như các lo i thu c b o v th c v t ho c t các ngu n nư c th i công nghi p và nư c th i ô th , v.v.. Quá trình t p trung hay phân tán các nguyên t có l i ho c có h i cho môi sinh x y ra vô cùng ph c t p, nhi u khi có s an xen gi a các quá trình t nhiên và các quá trình sinh h c, trong s ó, nhi u quá trình a c h t như ho t ng núi l a, magma - ki n t o, phong hóa, bào mòn, v n chuy n v t li u, tr m tích, tai bi n a ch t, v.v. óng vai trò
  6. c bi t quan tr ng, chi ph i ch t lư ng c a môi trư ng sinh thái, th m chí e d a n sinh m ng c a con ngư i và thi t h i khôn lư ng v v t ch t c a m t c ng ng. Dư i ây, chúng tôi s phân tích vai trò chi ph i ch t lư ng môi trư ng sinh thái c a m t s quá trình a c h t. II. QUÁ TRÌNH HO T NG NÚI L A Ho t ng núi l a có th tác ng x u n môi trư ng v i nh ng h u qu sau: 1. Góp ph n làm bi n i khí h u ã t lâu, ngư i ta cho r ng ho t ng núi l a là m t trong nh ng nguyên nhân gây nên s thay i khí h u c a Trái t và ngày nay i u ó v n ư c v n d ng gi i thích m t s hi n tư ng bi n i khí h u a phương ho c toàn c u. Quá trình phun trào c a núi l a ã ưa vào khí quy n m t lư ng khí và b i kh ng l , t n t i ó hàng tháng, th m chí hàng năm và lan t a trên di n r ng, có kh năng làm thay i quy lu t tu n hoàn chung c a không khí trong khí quy n. Các v t li u núi l a lơ l ng này có kh năng m t m t h p th m t ph n b c x c a m t tr i, m t khác t o i u ki n cho nó ph n x l i không trung, làm cho nhi t không khí b thuyên gi m. Cách ây hơn 200 năm, Benjamin Franklin ã gi i thích th i ti t l nh b t thư ng trong mùa ông năm 1783-1784 là do m t lư ng v t ch t kh ng l tung vào không khí t núi l a Icelandia, làm cho ánh n ng m t tr i ph n chi u l i không trung. Gi ng như v y, nguyên nhân t o ra các th i kỳ có th i ti t mát m năm 1815 ư c gi i thích g n li n v i Indonesia, theo ó, kho ng 175 km3 tro b i th i gian ho t ng c a núi l a Tambora núi l a ư c ưa vào không khí và nh vào ho t ng tu n hoàn c a không khí trong khí quy n mà nh hư ng c a nó lan trên di n r t r ng, th m chí lên t n B c c c. Nh ng năm g n ây, nh có công ngh phân tích nh v tinh và các thi t b vi n thám, các nhà khoa h c ã theo dõi ch t ch tác ng c a các ám mây khí và tro i v i không khí do các núi l a St. Helens bang Washington (M ) năm 1980, El Chichon (Mehico) năm 1982 và M. Pinatubo (Philippines) năm 1991 ưa vào không trung trong quá trình ho t ng phun trào c a chúng. Sau hai năm theo dõi và nghiên c u liên t c s phun trào
  7. c a núi l a El Chichon, ngư i ta th y tác ng c a nó ã làm gi m nhi t không khí t n 0,5oC so v i nhi t 0,3 trung bình toàn c u. Núi l a này ã ng th i phun vào không khí m t lư ng l n các khí giàu sulfur (g p 40 l n so v i núi l a St. Helens). Các khí này sau ó ã h p v i hơi nư c nên nh ng ám mây dày c các t nh axit H2SO4 t n t i hàng năm tr i trong t ng bình lưu. Các ám mây này có kh năng v a h p th b c x m t tr i, v a t o i u ki n cho nó ph n x l i không trung, d n t i s thuyên gi m m t ph n nhi t trên b m t Trái t. 2. Làm thay i ch t lư ng c a môi trư ng sinh thái Các dung th magma ch a t 1 n 5% tr ng lư ng khí hòa tan, ch y u là hơi nư c, th m chí nhi u nhà khoa h c cho r ng ó chính là ngu n nguyên th y c a nư c i dương. Do v y, khi núi l a ho t ng, ng th i v i nh ng m nh v n á, bom dung nham và tro b i, m t lư ng khí kh ng l cũng ã ư c ưa vào không trung, làm thay i thành ph n c a không khí trong khu v c. K t qu phân tích thành ph n các m u khí thu th p trong quá trình phun trào núi l a Hawai cho th y kho ng 70% là hơi nư c, 15% CO2, 5% N, 5% S và m t lư ng nh t nh Cl, H, Ar. Trong i u ki n nhi t cao và áp s u t th p g n b m t Trái t, các lo i khí này tăng kh i lư ng c a chúng g p hàng trăm l n kh i lư ng ban u. ng: Ngoài tác ng nghiêm tr ng c a khí-b i núi l a 2.1. e d a c u c s ng c ng t i môi trư ng sinh thái, m t lư ng dung nham kh ng l , ho c các dòng x v n ph lên mt t trên di n r ng xung quanh mi ng núi l a v i t c cao; n u không ư c d báo và có gi i pháp phòng ng a k p th i s e d a cu c s ng dân cư và phá h y cơ s v t ch t m t cách khôn lư ng. Thí d : - Năm 1902, núi l a Mt Pelee (vùng o Caribe, châu M ) ho t ng ã phun ra m t lư ng dung nham l n phá h y g n như hoàn toàn c ng St. Pierre, gi t ch t 28.000 ngư i trong phút ch c. - Tháng 6/1944, dòng x v n t núi l a Paricutin (phía tây Mexico City) dày 10 m ã ph g n như toàn b làng San Juan Parangaricutiro m t cách nhanh chóng.
  8. III. QUÁ TRÌNH PHONG HÓA Nhi t và thành ph n các khí O2, H2O, CO2 c a khí quy n, nư c, axit h u cơ và các ho t ng a ng l c là nh ng tác nhân phong hoá vô cùng quan tr ng i v i các á và qu ng trong th ch quy n. c bi t, phong hoá hoá h c có th phá v c u trúc c a các á và qu ng, d n n s phân b l i các nguyên t ph n trên c a th ch quy n. Trong các tác nhân phong hóa thì th y phân là m t quá trình có th phá h y hoàn toàn khoáng v t này, t o i u ki n cho s hình thành khoáng v t khác b n v ng hơn trong i u ki n trên m t dư i tác d ng c a nư c. Quá trình này thư ng x y ra theo hai giai o n: - Giai o n sialit ki m: trong ó, các alumosilicat b t u b phân h y làm cho các cation b lôi cu n i, nguyên t kim lo i ki m và ki m t hòa tan dư i d ng dung d ch th t làm cho môi trư ng có ph n ng ki m. Khi ó s hình thành các khoáng v t sét trung gian như montmorilonit ( i v i á magma mafic, siêu mafic) và hydromica (n u là á magma thành ph n axit) - Giai o n sialit axit: trong ó, các cation ti p t c b lôi cu n i, m t ph n SiO2 b hòa tan t o cho môi trư ng có ph n ng axit, các khoáng v t sét trung gian b phân h y thành nhóm kaolinit. Trong quá trình oxy hóa, v t ch t h u cơ có màu xám en và en bi n thành màu xám n h t, ng th i gi i phóng CO2 vào không khí. i v i nh ng loài th c v t s ng bám trên á thì s s ng ư c duy trì b ng s h p th m t s nguyên t trong á như K, Ca, SiO2, Mg, Na, P, S, Al, Fe, v.v., ng th i nh ra axit tác d ng vào á. Quá trình phân h y các thành ph n c a á do tác ng c a sinh v t x y ra n h ng m c khác nhau, b t u là vi khu n và t o, sau ó là vi th c v t như khuê t o, n m, th c v t ưa á (rêu á), cu i cùng là các loài th c v t cao ng. 1. Quá trình bi u sinh các m sulfur Các m sulfur h u h t là s n ph m c a quá trình nhi t d ch, ư c thành t o trong i u ng trong kho ng t 600-500oC n 50-100oC. Khi ư c ki n dư i sâu nhi t dao nâng lên, b bóc mòn, l ra trên m t t ho c gnmt t, nơi có i u ki n áp su t -
  9. nhi t th p, có m t O2 t do và CO2, các khoáng v t sulfur tr nên không v ng b n, b bi n i hóa h c chuy n thành các h p ch t v ng b n hơn như oxit, carbonat, sulfat, v.v.. So v i các khoáng v t t o á, các khoáng v t sulfur trong i bi u sinh b bi n i m nh m hơn, các nguyên t t o qu ng ư c gi i phóng nhi u hơn. Các sulfur r t d b i vì S2- trong h p ch t này d dàng b oxy hóa thành S6+ d ng SO42- theo ph n bi n ng: S2- + 4H2O ↔ SO42- + 8H+ + 8e- Ph n ng oxy hóa các sulfur là lo i ph n ng phát nhi t. Trong trư ng h p m sulfur ti p xúc tr c ti p v i oxy khí quy n, ph n ng oxy hóa x y ra m nh m , nhi t có th lên t i 300oC, gây nguy cơ cháy n cao; thí d : t i m than Nà Dương (L ng Sơn), do pyrit có hàm lư ng áng k trong thành ph n c a than b oxy hóa nên khi khai thác l thiên thư ng x y ra các ám cháy t phát t i khai trư ng, th m chí ngay trong quá trình v n chuy n than. Tác nhân ch y u chi ph i quá trình bi u sinh các sulfur là O2, CO2 và H2O. Do nh hư ng c a khí quy n, thành ph n các khí hòa tan trong nư c mưa thông thư ng là (%): N2 = 60; O2 = 30; CO2. Trong quá trình di chuy n t m t t qua l p th như ng xu ng sâu hơn, nư c mưa ngày càng tr nên giàu CO2 do hòa tan lư ng CO2 sinh ra t các ch t h u cơ b phân h y, nên ngoài O2 và nư c ra, CO2 cũng óng m t vai trò c bi t quan tr ng trong quá trình phong hóa. K t qu nghiên c u cho th y, trong i u ki n bi u sinh, các sulfur nhanh chóng b oxy hóa thành sulfat, các kim lo i ư c gi i phóng s phân tán vào môi trư ng nư c di chuy n ra kh i ph m vi m , hay chuy n i thành nh ng h p ch t th sinh v ng b n, như sulfat, carbonat, silicat, v.v. ho c theo nư c dư i t v n chuy n xu ng dư i sâu hơn và gây ph n ng v i các khoáng v t nguyên sinh t o nên sulfur th sinh. S khu ch tán m t s kim lo i n ng c h i vào môi trư ng t, nư c ch c ch n có nguy cơ gây nguy hi m i v i s c kh e con ngư i. Khoáng v t sulfur ch a s t r t ph bi n và có th g p trong nhi u lo i á khác nhau, như magma, tr m tích, bi n ch t, than á, v.v.. Trong các m ch qu ng nhi t d ch, pyrit ư c thành t o t nhi t cao n nhi t th p. Khi khoáng v t này b phong hóa thì
  10. s n ph m cu i cùng là oxit Fe, m t h p ch t r t khó hòa tan và tích ng l i trong i oxy hóa các m sulfur dư i d ng m t thành t o a ch t màu nâu g c trưng, thư ng g i là “mũ s t”, t ph n ng: 4FeS2 + 15O2 + 14H2O → 4Fe(OH)3 + 8H2SO4. Vì Fe(OH)3 là m t bazơ không tan nên chuy n d n thành limonit (Fe2O3.3H2O), là thành ph n cơ b n c a “mũ s t”. Các khoáng v t sulfur ch a s t khác, như pyrrotin, marcasit cũng b oxy hóa tương t pyrit. Axit H2SO4 và sulfat Fe3+ ư c gi i phóng ra trong quá trình oxy hóa các sulfur ch a s t có th tác d ng lên các khoáng v t sulfur khác, ng th i y nhanh quá trình phân h y chúng. Trong nhi u trư ng h p, các m ch nhi t d ch có ch a nhi u lo i khoáng v t sulfur Cu, như chalcopyrit (CuFeS2), chalcozin (Cu2S), covellin (CuS), bornit (Cu5FeS4) cubanit (Cu2Fe4S6) và các khoáng v t thành ph n ph c t p khác, như galenit (PbS), grinockit (CdS), alabandit (MnS), cinnabar (HgS), realgar (AsS), v.v.. Các khoáng v t sulfur Cu thư ng c ng sinh v i pyrit, vì v y, khi pyrit b oxy hoá, gi i phóng H+, làm tăng axit ng c a Cu2+. Ion Cu2+ có th t v phong hoá c a môi trư ng và làm thay i linh di chuy n vào nư c dư i t, làm thay i ch t lư ng c a nư c. i v i các m qu ng sulfur, S là m t nguyên t quy t nh quá trình t o khoáng sulfur trong i u ki n n i sinh, nhưng S cũng chính là nguyên t thúc y s phân hu các khoáng v t sulfur trong i u ki n ngo i sinh. Bên c nh ó, nư c v a là tác nhân phong hoá, v a là phương ti n v n chuy n các tác nhân khác và các h p ph n ư c gi i phóng ra do quá trình oxy hoá các m sulfur t o nên. Theo cơ ch chuy n hoá nêu trên c a các khoáng v t sulfur, k t qu c a quá trình bi u sinh các m sulfur ã làm gia tăng áng k hàm lư ng c a nhi u kim lo i n ng như Cu, Pb, Zn, Fe, Cd, Ag, As, v.v. trong các ngu n nư c ch y qua các m này và ương nhiên, ch t lư ng c a ngu n nư c ch c ch n có nguy cơ b ô nhi m, nh hư ng tr c ti p t i i s ng c a gi i sinh v t, trong ó có con ngư i. 2. Oxy hoá m qu ng urani
  11. Khoáng v t nguyên sinh c a urani trong m ch qu ng ch y u là tinh th uraninit (UO2) và vi tinh th pitchblend (UO2 hay U3O8). Trong i u ki n oxy hoá, UO2 chuy n thành các khoáng v t có màu r c r , như tuyamunit [Ca(UO2)2(VO4)2.nH2O], autunit [Ca(UO2)2(PO4)2.nH2O], retzerfordit [UO2.CO3], v.v.. Các khoáng v t này hoà tan ít và nguyên t U i vào nư c m t, nư c dư i t, g p môi trư ng kh nó l ng ng l i dư i d ng coffinit [USiO4.nH2O], làm cho môi trư ng nư c c a vùng m b ô nhi m phóng x nguy hi m. Liên quan t i quá trình phong hoá các m phóng x và các m có ch a phóng x , tác nhân gây ô nhi m môi sinh ngoài nguyên t U có th xâm nhi m vào ngu n nư c, khí radon, m t lo i khí trơ không màu, không mùi, vô hình, thoát ra t b m t khoáng v t qu ng, th m th u trong t, hoà tan trong nư c, lan to trong không khí b ng nh ng phương th c khác nhau, là m t trong nh ng hi m ho có th làm suy thoái nghiêm tr ng ch t lư ng môi trư ng sinh thái. Th c ra, radon (Rn) m i ư c dư lu n chú ý t i t năm 1984, khi m t công nhân nhà máy i n nguyên t Pensylvania b thi t b ki m tra báo ng b c x (radiation) khi vào nhà máy làm vi c. Ngư i ta phát hi n tóc và qu n áo c a anh ta b nhi m m t lư ng l n các s n ph m phân rã radon. Qua i u tra cho th y, ngư i công nhân này ã s ng t i ngôi nhà v i n n móng có hàm lư ng radon cao hơn 2800 l n so v i m c trung bình c a không khí trong nhà. B i l , ngôi nhà c a anh ta n m trên m t lo i á phi n en ch a urani c a h t ng Reading Prong, phân b t vùng Reading (Pensylvania) ngn Trenton (New Jersey, M ). Có ngu n g c t quá trình phân rã phóng x U và Th có m t trong thành t o a ch t này, các ng v radon (Rn-222 và Rn-220) ư c tái t o liên t c trong các quá trình t nhiên ang ti p di n [6]. Rn-222 là m t ng v phóng x n m trong chu i phóng x c a dãy U-238; thoron-220 c a dãy thorium-232; và actinon-119 c a dãy U-235. Trong t nhiên thư ng bi t n là ng v Rn-222 c a dãy urani và thoron-220 c a dãy thori. So v i thoron-220 và actinon- 119, nguy hi m phóng x c a khí radon-222 r t cao do chu kỳ bán h y phóng x là kho ng 4 ngày, trong khi ó chu kỳ bán h y c a thoron-220 là 55 giây và c a actinon-
  12. 119 là 4 giây. Trong không khí, radon và thoron t n t i d ng nguyên t t do, sau khi thoát ra t t á, nư c, v.v. chúng phân rã thành chu i các ng v phóng x con cháu, trong ó nguy hi m nh t là poloni-218. Poloni phân rã alpha v i chu kỳ bán h y là 3,05 phút, cho m t vài chu trình th trong h th ng hô h p c a cơ th s ng. Poloni-218 nhi m vào các ph n t b i t o thành các h t sol khí phóng x . Các h t này thư ng có kích thư c c vài ch c micromet, nên có th d dàng xâm nh p vào ph i qua ư ng hô h p và lưu gi trong các ph nang, t i ó, poloni-218 phân rã alpha phát ra các h t nhân heli. Các h t alpha có năng lư ng r t cao s b n phá nhân t bào nang, gây h i cho nhi m s c th , tác ng tiêu c c n cơ ch phân chia t bào. M t ph n năng lư ng phân rã h t nhân truy n cho h t nhân phân rã, làm cho các h t nhân này b gi t lùi. Năng lư ng gi t lùi c a các h t nhân radon có th phá v các phân t protein trong t bào ph nang. H u qu là xác su t gây ung thư do radon tr nên r t cao. Hay nói cách khác, ngoài tác h i do hút thu c lá, tai bi n phóng x radon là m t trong nh ng nguyên nhân gây b nh ung thư p h i. 3. Các bi n pháp phòng ng a và gi m thi u tác ng tiêu c c i u quan tr ng trư c nh t là ph i bi t ư c n ng radon c a môi trư ng c a nơi sinh s ng và nguyên nhân d n n n ng radon cao hơn m c cho phép theo tiêu chu n c a cơ quan Năng lư ng Nguyên t Qu c t (IAEA) có th áp d ng nh ng gi i pháp phòng ng a và gi m thi u tác ng tiêu c c thích h p. Trên th c t , do không có ư c nh ng thông tin này, m t s nơi ngư i dân ã s d ng t á giàu ch t phóng x làm v t li u xây d ng, hay sinh s ng g n khu v c thân qu ng có hàm lư ng phóng x cao, s d ng các ngu n nư c tr c ti p t các thân qu ng ó làm gia tăng áng k n ng radon trong nhà d n n suy gi m s c kh e hay t vong. Như v y, gi m thi u hàm lư ng radon trong nhà, c n lưu ý s d ng lo i v t li u xây d ng có hàm lư ng các ch t phóng x cho phép. Nhà c n ư c xây d ng cao ráo, thoáng khí, thư ng xuyên ư c thông gió; trư c khi s d ng nư c l y t sông su i vùng có nguy cơ phóng x c n ư c un sôi, nơi thoáng mát m t th i gian nh t nh. N u cư trú nh ng vùng có khoáng s n giàu phóng x t nhiên, nh t thi t ph i tính n th i gian làm
  13. vi c h p lý, ho c tùy thu c m c phóng x mà có th s d ng các bi n pháp phòng tránh thích h p, th m chí ph i di d i ch . IV. QUÁ TRÌNH TR M TÍCH Có th quan ni m quá trình tr m tích s n ph m phong hoá c a các thành t o a ch t c là m t quá trình tích t và phân ly hóa h c, trong ó di n ra s phá v các t h p nguyên t c a các á l p l i các t h p nguyên t m i. Quá trình phân ly ó trong nhi u trư ng h p có th tách r i th ch anh trong cát k t, trong các á granitoid, Al trong bauxit, cũng như trong các á alumosilicat, Fe trong laterit, Ca trong á vôi và th ch cao, Na và K trong tr m tích mu i, v.v.. Ngư c l i, các nguyên t cũng có th liên k t v i nhau t o nên nh ng t h p khác nhau, như Al và Si trong tr m tích sét, Ca và Mg trong á carbonat, v.v.. Trong á tr m tích cũng có th x y ra s thay th ng hình c a các nguyên t , Thí d : Li → Mg, Ga → Al trong sét, Ba → K trong khoáng v t illit. Bên c nh ó, v t ch t h u cơ trong á tr m tích cũng óng vai trò quan tr ng trong vi c làm giàu nguyên t trong á tr m tích, chúng có th ch a m t s nguyên t hi m V, Mo, Ni, Co, As, Cu, Br, I v i hàm lư ng nh t nh, ôi khi t p trung r t cao và có th t o thành các h p ch t h u cơ kim lo i. Tuy nhiên, s phân b c a các nguyên t còn tùy thu c vào c i m môi trư ng tr m tích. Thí d : - Mn và oxyt c a nó ư c l ng ng trong môi trư ng oxy hóa. Cùng v i Mn s l ng ng As và Sb, nhưng do arsenat và antimonat ư c gi i phóng ra trong quá trình oxy hóa các m qu ng sulfur là nh ng h p ch t ít tan, nên hàm lư ng As và Sb trong tr m tích không áng k . - Tuỳ thu c vào pH và Eh c a môi trư ng, các khoáng v t c a Fe có nh ng trư ng phân b nh t nh, gi a chúng t o nên các cân b ng v t ch t ng v i n ng các ch t có trong thành ph n môi trư ng tr m tích. - i u ki n a ch t l ng ng Fe g m: oxy hoá các khoáng v t nguyên sinh c a Fe t i ch , oxy hoá sau khi khoáng v t nguyên sinh c a Fe ã di chuy n chút ít trong t,
  14. oxy hoá trong môi trư ng sông, h , m khi nư c thoáng khí và không có v t ch t h u cơ. - Gi ng như carbonat, ph n l n phosphat, tr phosphat kim lo i ki m, h u như không hoà tan trong dung d ch trung tính và ki m. Khác v i trong các á magma, hàm lư ng các h p ph n chính, như SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5, SO3, CO2, v.v. trong các á tr m tích có biên thay i r t l n (t 0 n 99%). Các quá trình hoà tan và k t t a, h p th , ho t ng c a sinh v t, v.v. d n n s l ng ng nguyên t t dung d ch tác ng m nh n các nguyên t chính hơn là i v i các nguyên t ph , tr m t s nguyên t như P, B, Mn, Cu, V, U. Trong s các á tr m tích, so v i cát k t và á carbonat thì các nguyên t ph , như Ba, Li, Rb, Sr, Ce, Co, F, Cr, Ga, Ti, Th, Ge, v.v. ch y u t p trung cao trong á phi n sét, tr Sr, Mn, Zr và TR. Cát k t thư ng có hàm lư ng Zr và TR cao do quá trình á vôi ch a nhi u Sr là do Sr2+ có hành vi làm giàu cơ h c zircon và monazit. a hoá tương t như Ca2+; còn các á phi n sét giàu các nguyên t hi m là do kh năng h p ph cao c a chúng. Như v y, quá trình tr m tích các s n ph m phong hoá t các th c th a ch t c , ngoài các s n ph m phong hoá hoá h c, d n t i s t p trung cao nhi u nguyên t , trong ó có nhi u thành ph n c h i lan to vào môi trư ng trong quá trình v n chuy n v t li u tr m tích ho c tích t thành các th c th tr m tích giàu chúng; nhi u tích t sa khoáng ã ư c hình thành, ch a các khoáng v t phóng x c h i v i hàm lư ng khác nhau, ti m n nguy cơ gây ô nhi m cho môi sinh. 45 m sa khoáng titan-zircon - t hi m ã ư c phát hi n và ánh giá d c theo d i b bi n Vi t Nam [Nguy n Bi u và nnk, 1985; Tr n Văn Tr , 1999] là m t thí d . Trong thành ph n c a các t khoáng này, ngoài ilmenit (FeTiO3), rutil (TiO2), còn có các khoáng v t nhóm t hi m và kim lo i hi m như zircon (ZrSiO4) thư ng ch a t p ch t Hf, Th, U, monazit [(Ce, La, Y, Th) (PO4)] và xenotim [Y(PO4)] thư ng ch a t p ch t Th, U, TR, v.v.. áng chú ý là monazit, trong thành ph n hoá h c c a khoáng v t này có ch a (%): Ce2O3 = 21,08-34,99; (La,Nd)2O3 = 27,90- 41,83; Y2O3 = 0-5,08; ThO2 = 0-12; U3O8 >1. Có nhi u nơi, như d c theo b bi n vùng
  15. H i Phòng - Nam nh, Hà Tĩnh, Th a Thiên Hu , Bình nh - Phú Yên - Khánh Hoà, v.v. các thân sa khoáng ven bi n có ch a monazit v i hàm lư ng tương i cao. c bi t, t i các t khoáng Qu ng Ng n, K Sung (Th a Thiên Hu ) lo i sa khoáng này phân b trên m t d i cát n i d c b bi n v i t ng chi u dài 41 km, chi u r ng trung bình 530 m, dày trung bình 4,03 m, ngoài ilmenit, còn có zircon và monazit v i hàm lư ng lên t i 0,87 kg/m3, tr lư ng kho ng 3000 t n [Tr n Nghi và nnk, 2006]. Chính vì v y, trong quá trình khai thác, ch bi n lo i khoáng s n này, các doanh nghi p bu c ph i có nh ng gi i pháp c th và kh thi gi m thi u ô nhi m phóng x do s tích t monazit gây ra. VĂN LI U 1. ng Trung Thu n, 2005. a hóa h c. Nxb i h c Qu c gia Hà N i, Hà N i. 2. ng Trung Thu n, Th Vân Thanh, 1995. V phong hóa và môi trư ng. HKHTN, i h c Qu c gia, Hà N i. 3. ng Văn Can, ào Ng c Phong, 2000. ánh giá tác ng c a arsen t i môi sinh và s c kho con ngư i các vùng m nhi t d ch có hàm lư ng arsen cao. a ch t và Khoáng s n, 7 : 199-204. Vi n NC C&KS. Hà N i. 4. Hendron A.J., Patten F.D., 1985. The Vaiont Slide. US Corps of Eng. Techn. Rep. GL-85-8. 5. Nguy n Văn Nam, 2007. Nghiên c u ánh giá n ng radon trong nhà và trong nư c m t vùng m mi n núi B c B . TC KHKT M - a ch t, 20 : 77-82. ih cM - a ch t, Hà N i. 6. Tappin D., 2006. Learning from the tsunami. Earthwise 23, British Geol. Surv. London. 7. Tarbuck E.J., Lutgens F.K., 1997. Earth Science. The 8th edition. Prentice-Hall, Inc. London.

 

TOP Download

Tài liệu đề nghị cho bạn:

popupslide2=2Array ( )