Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu và bản đồ phông phóng xạ môi trường Tp.HCM

Chia sẻ: Diệp Nhất Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:280

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nhằm thiết lập CSDL về PXMT và xây dựng bản đồ phông PXMT để phục vụ công tác cảnh báo PXMT, xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hỗ trợ phát triển mạnh và bền vững KT - XH của TP. HCM. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu và bản đồ phông phóng xạ môi trường Tp.HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- NGÔ XUÂN TRƯỜNG ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ BẢN ĐỒ PHÔNG PHÓNG XẠ MÔI TRƯỜNG TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số ngành: 60520320 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- NGÔ XUÂN TRƯỜNG ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ BẢN ĐỒ PHÔNG PHÓNG XẠ MÔI TRƯỜNG TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số ngành: 60520320 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐẶNG QUỐC DŨNG TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2017
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. ĐẶNG QUỐC DŨNG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày … tháng 05 năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 GS. TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn Chủ tịch 2 TS. Nguyễn Quốc Bình Phản biện 1 3 PGS. TS. Trịnh Xuân Ngọ Phản biện 2 4 PGS. TS. Tôn Thất Lãng Ủy viên 5 TS. Nguyễn Hoài Hương Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày ..… tháng 03 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Ngô Xuân Trường............................................Giới tính: Nam ............. Ngày, tháng, năm sinh: 15-11-1977............................................Nơi sinh: Ninh Bình ...... Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường...........................................MSHV: 1541810020 .. I- Tên đề tài: Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu và bản đồ phông phóng xạ môi trường Tp.hcm II- Nhiệm vụ và nội dung:  Nhiện Vụ: - Đề tài Ứng dụng GIS nhằm thiết lập CSDL về PXMT và xây dựng bản đồ phông PXMT để phục vụ công tác cảnh báo PXMT, xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hỗ trợ phát triển mạnh và bền vững KT - XH của TP. HCM  Nội dung: - Cơ sở lý thuyết và tổng quan tư liệu lĩnh vực nghiên cứu. - Xây dựng được CSDL về PXMT của TP. HCM phù hợp với và các điều kiện cụ thể của TP. HCM. - Thành lập các bản đồ chuyên đề phông PXMT. III- Ngày giao nhiệm vụ: 30/08/2016 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …./03/2017 V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Đặng Quốc Dũng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TS. Đặng Quốc Dũng
ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Dưới sự hướng dẫn của TS. Đặng Quốc Dũng. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn (Ký và ghi rõ họ tên) Ngô Xuân Trường
iii LỜI CÁM ƠN Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn các cá nhân và tập thể đã giúp đỡ và trợ giúp cho tôi trong suốt qua trình thực hiện luận văn cụ thể là: Với sự trợ giúp của các cá nhân Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, Nghiên cứu viên Thạc sĩ Trương Ý, Nghiên cứu viên Cử Nhân Trần Đình Khoa, Trung Tâm Ứng Dụng Hệ thống Thông Tin Địa Lý TP.HCM Cử nhân lập trình viên Hồ Hải Đăng. Cảm ơn sự giúp đỡ của quý cơ quan Sở Khoa Hoạc Và Công Nghệ Tp.HCM, Trung Tân Ứng Dụng Hệ Thống Thông Tin Địa Lý Tp.HCM, Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, đã tạo điều kiện cho tôi về thời gian và tài liệu tham khảo trong suốt quá trình thực hiện luận văn tận tình giúp đỡ về chuyên môn lĩnh vực mình nghiên cứu có liên quan đến luận văn cụ thế là cung cấp số liệu về phông phóng xạ tài liệu tham khảo của các tác giả đã thực hiện các dự án đề tài có liên quan và dụng cụ về chuyên môn để đi lấy số liệu đầu vào để thực hiện luận văn, trợ giúp chuyên môn lý thuyết phông phóng xạ môi trường. Cảm ơn sự giúp đỡ của các cá nhân lập trình viên GIS của Trung tâm ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Tp.HCM đã gắn bó trợ giúp về chuyên môn lập trình GIS và thông tin bản đồ nền địa lý Tp.HCM Ngô Xuân Trường
iv TÓM TẮT Trong môi trường hiện nay luôn hiện diện các đồng vị phóng xạ tự nhiên (có nguồn gốc từ vũ trụ và từ vỏ trái đất) và nhân tạo (do các vụ thử vũ khí hạt nhân, chôn cất thải phóng xạ dưới đáy đại dương, các sự cố hạt nhân, hoạt động thăm dò, khai thác dầu khí, sản xuất công nghiệp … Xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) và bản đồ phông phóng xạ môi trường (PXMT) nhằm tăng cường đảm bảo an toàn, an ninh bức xạ và hỗ trợ phát triển bền vững môi trường phục vụ phát triển kinh tế - xã hội (KT – XH) của đất nước là xu thế tất yếu đối với mỗi quốc gia và địa phương. Vì vậy, luận văn này thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng CSDL và bản đồ phông phóng xạ môi trường TP.HCM”. Đề tài nhằm thiết lập CSDL về PXMT và xây dựng bản đồ phông PXMT để phục vụ công tác cảnh báo PXMT, xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hỗ trợ phát triển mạnh và bền vững KT - XH của TP. HCM. Trong đó, mục tiêu cụ thể là (1) Xây dựng được CSDL về PXMT của TP. HCM phù hợp với các điều kiện cụ thể của TP. HCM; và (2) Thành lập các bản đồ chuyên đề phông PXMT. Trong đó, CSDL được xây dựng dựa trên các phương pháp phân tích và tổng hợp các nghiên cứu có liên quan đến xây dựng CSDL PXMT nhằm phân tích những nội dung cần thiết của một CSDL PXMT; Phối hợp với Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân (Viện NCHN) thu thập dữ liệu và xử lý liệu thứ cấp về các kết quả điều tra, khảo sát, quan trắc PXMT hiện có trên địa bàn TP.HCM phục vụ cho việc xây dựng CSDL theo mô hình CSDL My SQL. CSDL gồm các đối tượng không gian và thông tin thuộc tính kèm theo, cụ thể là 2247 đối tượng suất liều gamma, 120 đối tượng đất bề mặt, 25 đối tượng thực vật, 20 đối tượng nước bề mặt, 16 đối tượng nước ngầm và 3 đối tượng son khí và rơi lắng. Trong đó, phần dữ liệu không gian được tác giả thu thập bằng GPS và đưa vào CSDL theo hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000; và dữ liệu thuộc tính được thu thập từ Viện NCHN Từ CSDL đã xây dựng, các bản đồ phông PXMT được thành lập dựa trên
v phương pháp nội suy bản đồ sử dụng thuật toán IDW trên phần mềm Arcgis 10.3. Kết quả gồm 27 bản đồ phông PXMT từ CSDL quan trắc, gồm 8 bản đồ suất liều gamma môi trường (bản đồ suất liệu gamma môi trường và suất liều gamma trong đất, thực vật, nước mặt, nước ngầm) và 19 bản đồ hoạt độ các ĐVPX (Cs137, Th232, K40 và U238) trong các thành phần môi trường (trừ môi trường không khí, vì dữ liệu quá ít, không đủ để nội suy). Như vậy, đề tài đã thiết lập CSDL về PXMT và xây dựng bản đồ phông PXMT. Để sản phẩm của đề tài phục vụ công tác tốt công tác cảnh báo PXMT, xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hỗ trợ phát triển bền vững KT – XH của TP. HCM, cần có kế hoạch cập nhật CSDL để kịp thời phát hiện các dị thường về PXMT cũng như những nghiên cứu tiếp theo phân tích nồng độ phân bố của phông PXMT dựa trên các tiêu chuẩn/ quy chuẩn Việt Nam có liên quan ảnh hưởng đến người dân trên địa bàn TP. HCM.
vi ABSTRACT Natural and man-made radioisotopes always exist in the environment. The natural radioisotopes come from universe and the earth’s crust. Man-made ones come from the nuclear weapon tests, radioactive waste dumps under the ocean floor, nuclear incidents, exploration and exploitation of oil and gas, industrial production…Radioactive database development and radioactive sources mapping for strengthening the safety and security of radiation, supporting sustainable development is a need, especially in big cities. Therefore, this thesis is titled “GIS application for radioactive database development and radioactive sources mapping in HCMC”. The thesis aims at building a radioactive database and making maps of radioactive sources in HCM for the purposes of warning, handling and recovering from radioactive pollution. The GIS database is designed by open-source software – MySQL with object-oriented model. The database includes features of sampled sites of environmental gamma dose rates (2247 features); and radioisotopes in different environmental components including surface soil (120 features), plants (25 features), surface water (20 features), ground water (16 features) and air (3 features). In the database, spatial data are point features which are primary data acquired from GPS with the datum of VN-2000. The attribute data are collected from Nuclear Research Institute. From the database, maps of radioactive sources are made by IDW interpolation in ARCGIS 10.3. There are 8 maps of environmental gamma dose rates and 19 maps of radioisotopes (Cs137, Th232, K40 and U238). In general, the thesis has achieved the expected results. However, to better use of these results for warning, handling and recovering from radioactive pollution, it is necessary to update this database for timely detection of environmental radioactivity.
vii MỤC LỤC\ LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... ii LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................iii TÓM TẮT ............................................................................................................ iv ABSTRACT ............................................................................................................ vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. x MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1.1 Lý do chọn đề tài và đặt vấn đề............................................................................ 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 2 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ....................................................................... 2 1.4 Nội dung nghiên cứu. ........................................................................................... 3 1.5 Phương pháp nghiên cứu. ..................................................................................... 3 1.6 Ý nghĩa khoa học và phạm vi áp dụng thực tiễn của đề tài. ................................ 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TỔNG QUAN TƯ LIỆU.......................... 4 2.1 Phóng xạ ............................................................................................................... 4 2.2 Phông phóng xạ .................................................................................................... 5 2.3 Các đơn vị phóng xạ tự nhiên. ............................................................................. 5 2.4 Các đơn vị phóng xạ nhân tạo. ............................................................................. 8 2.5 Hàm lượng phóng xạ tự nhiên trong môi trường. .............................................. 10 2.5.1 Các đơn vị đo liều bức xạ có liên quan: ...................................................... 10 2.6 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ......................................................................... 12 2.6.1 Định nghĩa ................................................................................................... 12 2.6.2 Thành phần của GIS. ................................................................................... 13 2.6.3 Các phép nội suy GIS. ................................................................................. 14 2.6.4 Các ứng dụng của GIS ................................................................................ 21 2.7 Cơ sở dữ liệu GIS ((geographic information system). ....................................... 22 2.7.1 Dữ liệu địa lý. .............................................................................................. 22 2.7.2 Thể hiện dữ liệu địa lý. ............................................................................... 22 2.8 Cơ sở dữ liệu (CSDL) ........................................................................................ 26
viii 2.8.1 Khái niệm CSDL ......................................................................................... 26 2.8.2 Các mô hình CSDL ..................................................................................... 27 2.9 Tình hình nghiên cứu ......................................................................................... 30 2.9.1 Ngoài nước .................................................................................................. 30 2.9.2 Ở quy mô quốc tế: ....................................................................................... 30 2.9.3 Ở các nước .................................................................................................. 31 2.9.4 Trong nước .................................................................................................. 32 CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...................................... 37 3.1 Điều kiện tự nhiên Tp.HCM .............................................................................. 37 3.1.1 Vị trí địa lý .................................................................................................. 37 3.1.2 Địa chất thổ nhưỡng .................................................................................... 38 3.1.3 Thủy văn...................................................................................................... 41 3.1.4 Thời tiết – khí hậu ....................................................................................... 41 3.2 Điều kiện KT - XH TP. HCM ............................................................................ 42 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................. 45 4.1 Xây dựng CSDL PXMT và bản đồ phông phóng xạ môi trường. ..................... 45 4.1.1 Thiết kế CSDL PXMT ................................................................................ 45 4.1.2 Bảng Phóng xạ (tên bảng phong_xa) .......................................................... 46 4.1.3 Bảng suất liều (tên bảng suat_lieu) ............................................................. 48 4.1.4 Bảng quận huyện (tên bảng quan_huyen). .................................................. 48 4.1.5 Bảng không khi rơi lắng (tên bảng khongkhi_roilang). .............................. 49 4.1.6 Bảng danh mục phân loại phóng xạ (tên bảng dm_loaipx). ....................... 49 4.1.7 Bảng danh mục đồng vị phóng xạ (tên bảng dm_dongvipx). ..................... 50 4.1.8 Bảng người dùng (tên bảng auth_user) ....................................................... 50 4.1.9 Bảng lưu danh mục quyên truy cập( tên bảng auth_item) .......................... 50 4.1.10 Bảng lưu dữ liệu phân quyền cho người dùng (tên bảng auth_assignment).................................................................................................. 51 4.1.11 Truy vấn giúp tìm kiểm hông tin ký hiệu (tên bảngVsearchpx) ............... 51 4.1.12 Truy vấn không khí rơi lắng (tên bảng Vkhongkhiroilang) ...................... 52
ix 4.1.13 Truy vấn tra cứu thông tin các đồng vị phóng xạ (tên bảng Vphongxa) . 52 4.2 Thu thập dữ liệu. ................................................................................................ 52 4.2.1 Dữ liệu nền: ................................................................................................. 52 4.2.2 Dữ liệu chuyên đề: ...................................................................................... 52 4.3 Kết quả xây dựng CSDL và bản đồ phông PXMT Tp.HCM ............................. 63 4.3.1 Kết quả xây dựng Csdl PXMT. ................................................................... 63 4.3.2 Phần thể hiện bản đồ trêm web ................................................................... 66 4.3.3 Thành lập bản đồ chuyên đề ....................................................................... 69 4.3.4 Thiết kế chung. ............................................................................................ 69 4.3.5 Kết quả thành lập bản đồ phông phóng xạ môi trường Tp.HCM ............... 72 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 95 1. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 95 2. KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 95
x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Các đơn vị đo Gy : Gray – Đơn vị đo liều hấp thụ trong hệ thống đo lường quốc tế SI, 1Gy = 1 J/kg Sv : Sievert - Đơn vị đo liều tương đương hiệu dụng 1 Bq (Becquerel) = 1 phân rã/giây Ký hiệu phân rã và hạt nhân  alpha β beta  gamma 238 U Uranium - 238 232 Th Thorium - 232 226 Ra Radium - 226 210 Pb Lead - 210 40 K Potassium - 40 3 H Tritium - 3 137 Cs Cesium - 137 90 Sr Strontium - 90 239 Pu Plutonium - 239 Chữ viết tắt CSDL: cơ sở dữ liệu ĐHN: điện hạt nhân ĐTM: Đánh giá tác động môi trường ĐVPX: đồng vị phóng xạ GIS: Hệ thống thông tin địa lý HQT CSDL: hệ quản trị CSDL KT – XH: kinh tế – xã hội NLNT: năng lượng nguyên tử
xi PXMT: phóng xạ môi trường TP. HCM: Thành phố Hồ Chí Minh Viện NCHN: Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân
xii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Chương trình quan trắc PXMT TP.HCM ..................................................... 35 Bảng 4.1 Bảng Phóng xạ (tên bảng phong_xa). ........................................................... 47 Bảng 4.2. Bảng suat_lieu ............................................................................................. 48 Bảng 4.3 Bảng quan_huyen ......................................................................................... 48 Bảng 4.4 Bảng khongkhi_roilang ................................................................................ 49 Bảng 4.5 Bảng dm_loaipx ............................................................................................ 49 Bảng 4.6 Bảng dm_dongvipx ....................................................................................... 50 Bảng 4.7 Bảng auth_user ............................................................................................. 50 Bảng 4.8 Bảng auth_item ............................................................................................. 51 Bảng 4.9 Bảng auth_assignment .................................................................................. 51 Bảng 4 .10. Nội dung, phương pháp và hình thức thể hiện của các bản đồ PXMT .... 71
xiii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ phân rã của 40K ..................................................................................... 6 Hình 2.2. Sơ đồ chuỗi phân rã của238U, 235U và 232Th ................................................... 7 Hình 2.3 Sơ đồ phân rã để tạo thành 90Sr ....................................................................... 9 Hình2.4 Sơ đồ tạo thành và phân rã của 137Cs ............................................................... 9 Hình 2.5 Sơ đồ tạo thành và phân rã của 238U................................................................ 9 Hình 2.6 Sơ đồ tạo thành và phân rã của 3H ................................................................ 10 Hình 2.7 Thành phần của GIS ...................................................................................... 13 Hình 2.8 (a) Xác định vị trí điểm gốc (b) Xác định địa bàn phục vụ ..................... 15 Hình 2.9 Nội suy Kriging ............................................................................................. 17 Hình 2.10 Mô tả các giá trị của Kriging ...................................................................... 18 Hình 2.11 Nội suy Inverse Distance Weighted ............................................................ 19 Hình 2.12 Nội suy Spline ............................................................................................. 20 Hình 2.13 Sơ đồ ứng dụng GIS trong các lĩnh vực ...................................................... 22 Hình 2.14 Mô hình dữ liệu raster và vector ................................................................. 23 Hình 2.15 Cấu trúc dữ liệu topology............................................................................ 24 Hình 2.16 Bảng dữ liệu thuộc tính ............................................................................... 25 Hình 2.17 Liên kết giữa không gian và thuộc tính....................................................... 25 Hình 2.18 Sự phân lớp của dữ liệu địa lý..................................................................... 26 Hình 2.19 Cấu trúc CSDL ............................................................................................ 27 Hình 2.20 Mô hình dữ liệu phân cấp (trái) và mô hình dữ liệu mạng (phải) ............... 28 Hình 2.21 Mô hình quan hệ.......................................................................................... 29 Hình 2.22 Mô hình hướng đối tượng ........................................................................... 30 Hình 3.1 Bản đồ hành chính Tp.HCM ......................................................................... 38 Hình 3.2 Bản đồ Thổ Nhưỡng Tp.HCM ...................................................................... 40 Hình 3.3 Bản đồ dân số và cơ cấu lao động. ................................................................ 44 Hình 4.1 Các bước xây dựng CSDL ............................................................................ 45 Hình 4.2 Mô hình quan hệ CSDL PXMT .................................................................... 46
xiv Hình 4.3 Sơ đồ 120 các vị trí đo suất liều gamma ....................................................... 57 Hình 4.4 Sơ đồ 120 vị trí lấy mẫu đất .......................................................................... 58 Hình 4.5 Sơ đồ 25 vị trí lấy mẫu thực vật .................................................................... 59 Hình 4.6 Sơ đồ 20 vị trí lấy mẫu nước mặt. ................................................................. 60 Hình 4.7 Sơ đồ 16 vị trí lấy mẫu nước ngầm ............................................................... 61 Hình 4.8 Sơ đồ 3 vị trí lấy mẫu son khí và rơi lắng ..................................................... 62 Hình 4.9 : Csdl 120 điểm lấy mẫu bề mặt đất .............................................................. 63 Hình 4.10 : Csdl 20 vị trí lấy mẫu nước bề mặt ........................................................... 63 Hình 4.11 : Csdl 18 vị trí lấy mẫu nước ngầm ............................................................. 64 Hình 4.12 : Csdl 3 điểm lấy mẫu son khí ..................................................................... 64 Hình4.13 : Csdl 3 điểm lây mẫu rơi lắng ..................................................................... 65 Hình4.14: Csdl 25 điểm lấy mẫu thực vật.................................................................... 65 Hình4.15 : Csdl 24 điểm lấy mẫu Gamma Quận, Huyện ............................................ 66 Hình 4.16 : Bản đồ Gamma môi trường Tp.HCM ....................................................... 66 Hinh 4.17 : Bản đồ hoạt độ K40 Tp.HCM ................................................................... 67 Hình4.18 : Bản đồ hoạt độ CS-137 Tp.HCM .............................................................. 67 Hình4.19 : Bản đồ hoạt độ TH-232 Tp.HCM .............................................................. 68 Hình4.20 : Bản đồ hoạt độ U-238 Tp.HCM ................................................................ 68 Hình 4.21 Nội suy bản đồ theo thuật toán IDW với phần mềm ArcGis 10.3 như đã trình bày ở phần phương pháp nội suy ......................................................................... 70 PHỤ LỤC 1. Vị trí các điểm đo lấy mẫu gamma. 2. Vị trí các điểm đo lấy mẫu thực vật. 3. Vị trí các điểm đo lấy mẫu không khí rơi lắng. 4. Vị trí các điểm đo lấy mẫu son khí. 5. Vị trí các điểm đo lấy mẫu nước ngầm và nước mặt. 6. Vị trí các điểm đo lấy mẫu đất.
1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài và đặt vấn đề Trong môi trường hiện nay luôn hiện diện các đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên có nguồn gốc từ vũ trụ và từ vỏ trái đất, mà chủ yếu là 3H, 7Be, 40K, các đồng vị thuộc chuỗi 232Th, 235U và 238U. Các đồng vị phóng xạ nhân tạo xuất hiện do các vụ thử vũ khí hạt nhân, đặc biệt là các vụ thử trong khí quyển và thủy quyển, chôn cất thải phóng xạ dưới đáy đại dương, các sự cố hạt nhân và phóng thích thông lệ mức thấp có kiểm soát của các cơ sở hạt nhân, đặc biệt là của các nhà máy điện hạt nhân (ĐHN) và các cơ sở xử lý lại nhiên liệu và sử dụng các chất phóng xạ trong y học và nghiên cứu. Phông các đồng vị phóng xạ cũng có thể bị tăng cao do các công nghệ phi hạt nhân như thăm dò, khai thác dầu khí, sản xuất công nghiệp và sử dụng phân bón phốt phát, sản xuất nhiệt điện dùng than, vận chuyển các đồng vị phóng xạ tự nhiên bởi các dòng sông chảy qua các vùng mỏ khai thác…Do đó, xây dựng CSDL và bản đồ phông PXMT nhằm phục vụ yêu cầu tăng cường đảm bảo an toàn, an ninh bức xạ và hỗ trợ phát triển bền vững môi trường phục vụ phát triển KT – XH của đất nước là xu thế tất yếu đối với mỗi quốc gia. Trong đó, Việt Nam cũng đã có đã có những chiến lược, quy hoạch phát triển, ứng dụng năng lượng nguyên tử (NLNT) phục vụ phát triển đất nước. Khi con người bị tác động bởi các bức xạ ion ở mức thấp thì việc gây tác hại không thể nhận biết ngay được, nên phải sau một thời gian chứng bệnh mới biểu hiện. Tuy nhiên nếu chiếu lên cơ thể một liều lượng quá lớn so với giới hạn tối đa cho phép thì chỉ sau 7 đến 10 ngày, bệnh trạng đã xuất hiện rõ. Nguy hiểm nhất đối với những người thường xuyên tiếp xúc với các bức xạ ion là dẫn đến ung thư. Cụ thể, các bệnh thường gặp nhất gồm có: rụng tóc, ung thư da; đục thủy tinh thể; cường giáp, ung thư tuyến giáp; ung thư phổi; máu dễ bị nhiễm trùng; buồn nôn, ói mửa, tiêu chảy; bức xạ giết chết các tế bào thần kinh và mạch máu nhỏ, có thể gây co giật và chết ngay lập tức; làm hủy hoại trực tiếp đến các mạch máu nhỏ, có thể gây suy tim và tử vong; suy thoái tiền liệt tuyến, tinh hoàn, buồng trứng, ung thư
2 vú; ảnh hưởng trực tiếp tới tủy xương nơi sản xuất ra các tế bào máu dẫn tới nguy cơ mắc các bệnh như máu trắng, ung thư máu Các nghiên cứu xây dựng CSDL và bản đồ phông PXMT cũng được đã bắt đầu thực hiện trên một số địa phương trong cả nước. Tuy nhiên, còn tồn tại những hạn chế so với CSDL chuẩn. TP. HCM – trung tâm kinh tế – văn văn hóa – chính trị và khoa học của cả nước cũng nằm trong tình cảnh này. Cụ thể, CSDL của TP. HCM còn thiếu những đối tượng môi trường cần được nghiên cứu xác định nền phông phóng xạ như bản đồ nền phông γ chiếu ngoài; số liệu về phóng xạ trong môi trường biển của TP. HCM; môi trường nước mặt bao gồm nước mưa, nước ở các nguồn cấp nước sinh hoạt cho TP.HCM; những thành phần ĐVPX quan trọng trong nhiều đối tượng môi trường cần được xác định sớm mức nền để tạo cơ sở đánh giá tác động môi trường (ĐTM) của việc đưa ĐHN vào Việt Nam. Với những bất cập, khiếm khuyết về CSDL và bản đồ phông PXMT, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng CSDL và bản đồ phông phóng xạ môi trường TP.HCM”. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài nhằm thiết lập CSDL về PXMT và xây dựng bản đồ phông PXMT để phục vụ công tác cảnh báo PXMT, xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hỗ trợ phát triển mạnh và bền vững KT - XH của TP. HCM. Trong đó, mục tiêu cụ thể như sau: + Xây dựng được CSDL về PXMT của TP. HCM phù hợp với và các điều kiện cụ thể của TP. HCM. + Thành lập các bản đồ chuyên đề phông PXM 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. + Đối tượng nghiên cứu: suất liều gamma môi trường, hoạt độ các ĐVPX tự nhiên và nhân tạo chính trong không khí, rơi lắng, đất bề mặt, nước mặt, nước ngầm và thực vật + Phạm vi nghiên cứu: 19 quận và 5 huyện của TP. HCM với tổng diện tích 2.095,01 km2.
3 1.4 Nội dung nghiên cứu. - Cơ sở lý thuyết và tổng quan tư liệu lĩnh vực nghiên cứu - Xây dựng được CSDL về PXMT của TP. HCM phù hợp với và các điều kiện cụ thể của TP. HCM. - Thành lập các bản đồ chuyên đề phông PXMT 1.5 Phương pháp nghiên cứu. a. Phương pháp khảo sát thực địa. Thu thập, phân tích và tổng hợp các nghiên cứu có liên quan đến xây dựng CSDL PXMT nhằm phân tích những nội dung cần thiết của một CSDL PXMT. b. Phương pháp kế thừa số liệu. Phối hợp với Viện NCHN thu thập dữ liệu và xử lý liệu thứ cấp về các kết quả điều tra, khảo sát, quan trắc PXMT hiện có trên địa bàn TP.HCM phục vụ cho việc xây dựng CSDL theo mô hình CSDL My SQL. Trong đó, tác giả đã sử dụng GPS thu thập vị trí (tọa độ) của các điểm lấy mẫu. c. Phương pháp bản đồ. Phương pháp bản đồ - GIS được sử dụng để xây dựng bản đồ phông PXMT, cụ thể là sử dụng phương pháp nội suy bản đồ và phương pháp trực quan hóa bản đồ, sử dụng phần mềm Arcgis 10.3. 1.6 Ý nghĩa khoa học và phạm vi áp dụng thực tiễn của đề tài. - Ý nghĩa khoa học: Bổ sung và hoàn thiện phương pháp luận xây dựng CSDL trên địa bàn cụ thể. - Ý nghĩa và khả năng áp dụng thực tiễn: Cung cấp CSDL và bản đồ phông PXMT, giúp cho các nhà chuyên môn có cái nhìn tổng quát về PXMT của TP.HCM, hỗ trợ ra quyết định.