Đặc điểm nồng độ radon trong môi trường hang động karst khu vực Cao nguyên đá Đồng Văn
Main Article Content
Abstract
Tóm tắt: Các hang động karst vùng Cao nguyên đá Đồng Văn được người dân địa phương sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Hang Rồng lưu trữ và cung cấp nước sinh hoạt; hang Pải Lủng thu nước và cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp theo mùa; và hang Nà Luông khai thác du lịch. Nồng độ radon (222Rn và 220Rn) được xác định bằng thiết bị cầm tay quang phổ alpha (SARAD® RTM 2200, SARAD®GmbH, CHLB Đức), trong khoảng thời gian từ tháng 5/2015 đến tháng 3/2016. Thời gian khảo sát được phân chia thành “mùa nóng” và “mùa lạnh” dựa vào biến động nhiệt độ môi trường. Hang Rồng có nồng độ 222Rn và 220Rn cao nhất vào “mùa nóng” (tương ứng giá trị 5956 Bq m-3 và 1081 Bq m-3) và thấp nhất vào “mùa lạnh” (tương ứng giá trị 206 Bq m-3và 74 Bq m-3). Hang Pải Lủng và Nà Luông có nồng độ 222Rn (1873 Bq m-3 và 569 Bq m-3, tương ứng) và 220Rn (465 Bq m-3 và 452 Bq m-3, tương ứng) vào “mùa nóng” thấp hơn so với hang Rồng do có sự lưu thông không khí tốt hơn. Đối sánh với tiêu chuẩn Việt Nam về an toàn phóng xạ (TCVN 9413:2012) cho môi trường làm việc trong nhà (mức hành động 222Rn > 300 Bq m-3), có thể thấy rằng nồng độ 222Rn trong hang Rồng và Pải Lủng vào “mùa nóng” cao hơn gấp 6 đến 20 lần giới hạn mức hành động. Nồng độ 222Rn trong hang Rồng “mùa lạnh” tương đương với mức khuyến cáo của tiêu chuẩn (200 Bq m-3). Hiện nay, tiêu chuẩn an toàn phóng xạ đối với đồng vị 220Rn (thoron) chưa được công bố chính thức trên Thế giới cũng như ở Việt Nam, nhưng so với nồng độ trung bình thoron trong không khí (< 10 Bq m-3 (UNSCEAR, 1993)) thì nồng độ thoron trong các hang động kể trên cần được quan tâm nghiên cứu và cảnh báo rủi ro về an toàn phóng xạ.
Từ khóa: Nồng độ radon, thoron, hang động karst, phóng xạ, Đồng Văn.
References
[2] UNSCEAR, The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR Report. In: Sources, vol. I. United Nations, New York, 2000.
[3] Gillmore G.K., Phillips P.S., Denman A.R., Gilbertson D.D., Radon in the Creswell Crags Permian limestone caves. J Environ Radioactiv 62 165 (2002).
[4] Cigna A.A., Radon in caves. Int J Speleol 34
(1-2) 1-18 (2005).
[5] Lario J., Sanchez-Moral S., Cuezva S., Taborda M., Soler V., High 222Rn levels in a show cave (Castanar de Ibor, Spain): proposal and application of management measures to minimize the effects on guides and visitors. Atmos Environ 40: 7395-7400 (2006).
[6] Field M.S., Risks to cavers and cave workers from exposures to low-level ionizing a radiation from 222Rn decay in caves. J Cave Karst Stud 69(1):207-228 (2007)
[7] Nagy H.E., Szabo Z., Jordan G., Szabo C., Horvath A., Kiss A., Time variations of 222Rn concentration and air exchange rates in a Hungarian cave. Isot Environ Health Stud 48(3):64-472 (2012).
[8] Dumitru O.A., Onac B.P., Fornos J.J., Cosma C., Radon concentration and effective dose assessment in Coves de Campanet (Mallorca Island, Spain). J Radioanal Nucl Chem 303:
885-890 (2015).
[9] Dumitru O.A., Onac B.P., Fornos J.J., Cosma C., Gines A., Gines J., Merino A., Radon survey in caves from Mallorca Island, Spain. Sci Total Environ 526:196-203 (2015).
[10] Tống Dzuy Thanh và Vũ Khúc (Chủ biên), Các phân vị địa tầng Việt Nam. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 519 trang, 2005.
[11] Trần Tân Văn (chủ biên), Phát triển bền vững các vùng đá vôi ở Việt Nam, Báo cáo Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, 2005.
[12] Niên giám thống kê tỉnh Hà Giang, 2014.
[13] Masschelein J., Coessens V., Lagrou D., Dusar M., Tran T.V. (Eds.), Northern Vietnam 1993 - 2006 (Belgian-Vietnamese Speleological Projects in the Provinces of Bac Kan, Ha Giang, Hoa Binh, Lai Chau and Son La). Berliner Höhlenkundliche Berichte 22, 1-212, 2007.
[14] Đỗ Thị Yến Ngọc (chủ biên), Báo cáo kết quả khoa học của dự án “Điều tra khảo sát, khoanh vùng ranh giới di sản công viên Địa chất toàn cầu Cao nguyên đá Đồng Văn, Hà Giang”. Ban quản lý Công viên Địa chất Cao nguyên đá Đồng Văn, 2014.
[15] Deszö Z., Hakl J., Molnár L., Radon exhalation of limestone bedrock and cave deposits. ATOMKI Annual Report, Inst. Nucl. Res. of the Hungarian Acad. of Sciences, Bebrecen:
46 (2002).
[16] Etiope G., Martinelli G., Migration of carrier and trace gases in the geosphere: An overview. Physics of the Earth and Planetary Interiors 129 (3-4), 185-204 (2002).
[17] Whittlestone S., James J., and Barnes C., The relationship between local climate and radon concentrations in the Temple of Baal, Jenolan Caves, Australia, Helictite, 38(2), pages 39-44 (2003).
[18] Walia V., Lin S.J., Fu C.C., Yang T.F., Hong W.L., Wen K.L., Chen C.H., Soil-gas monitoring: A tool for fault delineation studies along Hsinhua Fault (Tainan), Southern Taiwan. Applied Geochemistry 25 (4), 602-607 (2010).
[19] Wilkening M.H., Watkins D.E., Air exchange and 222Rn concentrations in the Carlsbad Caverns. Health Phys. 31, 139-145 (1976).
[20] Cuezva S., Fernandez-Cortes A., Benavente D., Serrano-Ortiz P., Kowalski A.S., Sanchez-Moral S., Short-term CO2(g) exchange between a shallow karstic cavity and the external atmosphere during summer: role of the surface soil layer. Atmospheric Environment 45, 1418-1427 (2011).
[21] Oh Y.H. and Kim G., Factors controlling the air ventilation of a limestone cave revealed by 222Rn and 220Rn tracers. Geosciences Journal. Vol. 15, No. 1, p. 115 - 119, March 2011.
[22] Gregoric A., Vaupotic J., and Sebela S., The role of cave ventilation in overning cave air temperature and radon levels (Postojna Cave, Slovenia). Int. J. Climatol. 34: 1488-1500 (2014).
[23] Bergmann J., Friedel P., Kleeberg R., BGMN - a new fundamental parameters based Rietveld program for laboratory X-ray sources, it's use in quantitative analysis and structure investigations. Commission of Powder Diffraction, International Union of Crystallography CPD Newslett 20,
5-8 (1998).
[24] Banner J.L., Guilfoyle A., James E.W., Stern L.A., Musgrove M., Seasonal variations in modern speleothem calcite growth in Central Texas, USA. J. Sed. Res. 77, 615-622 (2007).
[25] Spotöl C., Fairchild I.J., Tooth A.F., Cave air control on dripwater geochemistry, Obir Caves (Austria): Implications for speleothem deposition in dynamically ventilated caves. Geochim. Cosmochim. Acta 69 (10), 2451-2468 (2005).
[26] Baldini J.U.L., McDermott F., Hoffmann D.L., Richards D.A., Clipson N., Very high-frequency and seasonal cave atmosphere PCO2 variability: implications for stalagmite growth and oxygen isotope-based paleoclimate records. Earth Planet. Sci. Lett. 272, 118-129 (2008).
[27] Przylibski T.A., Radon concentration changes in the air of two caves in Poland. J. Environ. Radioactiv. 45, 81-94 (1999).
[28] Tanahara A., Taira H., Takemura M., Radon distribution and the ventilation of a limestone cave on Okinawa. Geochem. J. 31, 49-56 (1997).
[29] Hakl J., Hunyadi I., Csige I., Géczy G., Lénárt L., Várhegyi A.. Radon transport phenomena studied in karst caves - international experiences on radon levels and exposures. Radiat. Meas. 28 (1-6), 675 (1997).
[30] Haerudin N., Wahyudi Munadi S., and Suryanto W., A soil gas radon survey to determine fault at southern Part of Rajabasa Geothermal Field, Lampung Indonesia. International Journal of Engineering & Technology IJET- IJENS. 13:
75 - 81 (2013).
[31] Tiêu chuẩn Quốc gia (Việt Nam), TCVN 9413:2012, Điều tra, đánh giá Địa chất Môi trường - An toàn phóng xạ. Bộ khoa học và công nghệ, 2012.
[32] UNSCEAR, The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR 1993 Report. In: Sources, vol. I. United Nations, New York, 1993.