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”

Chia sẻ: Pham Linh Dan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

145
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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. là những nguyên nhân vô cùng quan trọng tạo nên sự thiếu hụt hay dư thừa một hay một số nguyên tố nào đó, tác động trực tiếp tới chất lượng môi trường sinh thái, ảnh hưởng tiêu cực tới sự sống của loài người và sinh vật....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: 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”

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”
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
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 .
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.
- 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
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
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.
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 -
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
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
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-
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
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,
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
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.