Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu Sự Thoát khí Radon trong Nhà Trình tường tại Hà Giang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Ánh Nguyệt NGHIÊN CỨU SỰ THOÁT KHÍ RADON TRONG NHÀ TRÌNH TƯỜNG: LẤY VÍ DỤ Ở XÃ BẠCH ĐÍCH, HUYỆN YÊN MINH, TỈNH HÀ GIANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HỌC Hà Nội – 2025 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Ánh Nguyệt NGHIÊN CỨU SỰ THOÁT KHÍ RADON TRONG NHÀ TRÌNH TƯỜNG: LẤY VÍ DỤ Ở XÃ BẠCH ĐÍCH, HUYỆN YÊN MINH, TỈNH HÀ GIANG Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 9440201.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Nguyễn Thùy Dương 2. Nguyễn Văn Hướng Hà Nội - 2025 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sĩ này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình luận văn, luận án khác.

Tác giả luận án Nguyễn Thị Ánh Nguyệt LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Khoa học và Công nghệ Địa chất - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn và bảo trợ khoa học của PGS. Nguyễn Thùy Dương và TS. Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khoa học – PGS. Nguyễn Thùy Dương, người đã gợi mở, hướng dẫn và đồng hành cùng nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Nghiên cứu sinh cũng xin gửi tới thầy hướng dẫn khoa học – TS. Nguyễn Văn Hướng, người đã chia sẻ và hướng dẫn các kiến thức và ứng dụng để nghiên cứu sinh áp dụng hoàn thành luận án. Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Arndt Schimmelmann (Đại học Indiana, Hoa Kỳ) đã giúp đỡ, chỉ bảo, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu, hỗ trợ thiết bị cho nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học viên thực hiện và hoàn thành luận án.

Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã quan tâm, hỗ trợ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để nghiên cứu sinh hoàn thành luận án. Nghiên cứu sinh cũng xin gửi lời cảm ơn đến phụ trách đào tạo sau đại học - Phòng Đào tạo, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi. Luận án được hỗ trợ trực tiếp từ đề tài khoa học nghiên cứu về khí phóng xạ radon, nghiên cứu sinh xin cảm ơn đến tập thể tác giả và chủ nhiệm đề tài “Giảm thiểu nồng độ khí radon (Rn-222 và Rn-220) trong nhà trình tường bằng các vật liệu che phủ bề mặt chi phí thấp” (Mã số: 105. Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn tập thể tác giả và chủ nhiệm đề tài đã cho phép nghiên cứu sinh sử dụng và kế thừa các dữ liệu trong đề tài để hoàn thành luận án.

Nghiên cứu sinh cũng xin được gửi lời cảm ơn đến Tập đoàn Vingroup đã hỗ trợ tài chính cho nghiên cứu sinh với 2 học bổng tiến sĩ trong nước mã số VINIF.065 thuộc Viện nghiên cứu dữ liệu lớn và Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF). Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn đến các đồng nghiệp phòng Công nghệ sinh học môi trường, Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ, hỗ trợ, chia sẻ và tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh tập trung hoàn thành luận án. Cuối cùng, nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và động nghiệp, những người luôn đồng hành, yêu thương và động viên nghiên cứu sinh trong suốt thời gian dài nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu này.

2 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. 1 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. 6 DANH MỤC BẢNG. 7 DANH MỤC HÌNH ẢNH.

Tính cấp thiết của đề tài luận án. Mục tiêu của luận án. Nội dung nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Những luận điểm bảo vệ. Những điểm mới của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Cơ sở tài liệu.

Cấu trúc luận án. Một số khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận án. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU. Vị trí khu vực nghiên cứu.

Đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội. Đặc điểm địa chất. Đặc điểm địa hình - địa mạo. Đặc điểm thuỷ văn.

Đặc điểm khí hậu. Đặc điểm kinh tế - xã hội. Nhà trình tường. Lịch sử nghiên cứu khí radon.

Trên thế giới. Những tồn tại cần giải quyết. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ HỆ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU41 2. Hướng tiếp cận.

Nguồn gốc và hành vi địa hóa của urani và thori. Nguồn gốc và hành vi của khí radon. Ứng dụng và ảnh hưởng của khí radon đến con người. Tính chất của vật liệu chứa radon.

Các phương pháp nghiên cứu. Khảo sát thực địa. Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất của đất làm nhà trình tường và các vật liệu xây dựng. Các phương pháp tính toán và thống kê.

KHÍ RADON TRONG TỰ NHIÊN VÀ TRONG NHÀ TRÌNH TƯỜNG. Nguồn gốc khí radon trong nhà trình tường. Từ nền đất khu vực xây dựng nhà trình tường. Từ vật liệu xây dựng.

Từ môi trường không khí ngoài trời khu vực nghiên cứu. Quá trình thoát khí radon trong nhà trình tường. Sự phân bố nồng độ khí radon trong nhà trình tường. Tốc độ thoát khí radon trong nhà trình tường.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thoát khí radon trong nhà trình tường. Thành phần vật chất của đất làm nhà trình tường. Các yếu tố khí hậu. Độ hạt và tỷ trọng.

ẢNH HƯỞNG KHÍ RADON ĐẾN SỨC KHOẺ CON NGƯỜI VÀ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU. Ảnh hưởng của khí radon đến sức khỏe con người. Liều tương đương hàng năm cho từng đối tượng sinh sống trong nhà trình tường. Nguy cơ rủi ro.

Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu rủi ro .120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .123 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ .124 TÀI LIỆU THAM KHẢO .125 PHỤ LỤC 5 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Bq/kg Becquerel per kilogram Đơn vị đo nồng độ hoạt độ Đơn vị đo độ phóng xạ, thường sử dụng 3 Bq/m Becquerel per cubic meter để định lượng nồng độ khí radon trong không khí. United States Department of DOE Bộ năng lượng Hoa Kỳ Energy ĐVT Đơn vị tính United States Environmental EPA Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ Protection Agency International Atomic Energy IAEA Cơ quan năng lượng nguyên tử Quốc tế Agency International Commission on ICRP Ủy ban Quốc tế về bảo vệ phóng xạ Radiological Protection mSv/năm Milisievert per year Đơn vị đo liều hiệu dụng STDEV stands for Standard Deviation Độ lệch chuẩn TB Trung bình TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam United Nations Scientific Ủy ban khoa học Liên Hợp Quốc về Tác UNSCEAR Committee on the Effects of động của Bức xạ Nguyên tử Atomic Radiation WHO World Health Organization Tổ chức y tế Thế giới Đơn vị đo mức làm việc với số giờ tiếp WLM Working level month xúc radon trong thời gian 1 tháng 6 DANH MỤC BẢNG Bảng 2. 1 Khuyến cáo ngưỡng an toàn của đồng vị khí Rn-222 trong môi trường không khí nhà ở và nơi làm việc trên thế giới. 2 Nồng độ đồng vị khí Rn-222 an toàn cho môi trường không khí trong nhà ở theo năm ở Việt Nam và ICRP.

1 Nồng độ các đồng vị khí radon (Rn-222 và Rn-220, Bq/m3) trong vỏ phong hóa khu vực xã Bạch Đích, huyện Yên Minh, tỉnh Hà Giang………. 2 Hoạt độ phóng xạ (quang phổ gamma phông nền thấp – detector HPGe) và hàm lượng các nguyên tố phóng xạ (quang phổ khối ICP_MS) trong đất làm nhà. 3 Nồng độ trung bình các đồng vị khí radon (Rn-222 và Rn-220, Bq/m3) trong các kiểu nhà ở khu vực nghiên cứu (số điểm đo mỗi nhà, n = 5). 4 Nồng độ trung bình các đồng vị khí radon (Rn-222 và Rn-220, Bq/m3) trong môi trường không khí ngoài trời khu vực nghiên cứu.

5 Thống kê một số khảo sát nồng độ đồng vị khí Rn-222 ở môi trường không khí ngoài trời trên thế giới và ở Việt Nam. 6 Nồng độ trung bình đồng vị khí Rn-220 (Bq/m3) trong môi trường không khí ngoài trời trên Thế giới và ở Việt Nam. 7 Nồng độ trung bình các đồng vị khí radon (Rn-222 và Rn-220, Bq/m3) trong nhà trình tường. Tốc độ thoát khí radon (Bq/m2s) trong tường và nền nhà trình tường.

Thành phần hóa học (% tl) có trong đất sử dụng làm nhà trình tường (xác định bằng phương pháp XRF). Thành phần khoáng vật (% tl) trong đất sử dụng làm nhà trình tường (xác định bằng phương pháp XRD). Nồng độ trung bình các đồng vị khí radon (Rn-222 và Rn-220, Bq/m3) thoát ra từ mô hình gạch đất mô phỏng tường đất nhà trình tường theo độ ẩm khác nhau (n = 16). 12 Nồng độ trung bình các đồng vị khí radon (Rn-222 và Rn-220, Bq/m3) theo tỷ trọng.

Phân chia thời gian (giờ) trong nhà và ngoài trời phơi nhiễm đối với từng nhóm đối tượng cụ thể sinh sống trong nhà trình tường trong một năm 112 Bảng 4. Liều chiếu hiệu dụng (mSv/năm) từ môi trường không khí ngoài trời. Liều chiếu hiệu dụng (mSv/năm) từ môi trường không khí nhà trình tường. Nguy cơ rủi ro tương đối có thể bị ung thư phổi do tổng khí radon gây ra trên từng đối tượng .118 8 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.

1 Sơ đồ vị trí xã Bạch Đích, huyện Yên Minh, tỉnh Hà Giang. 2 Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực cao nguyên đá Đồng Văn. 3 Sơ đồ địa chất xã Bạch Đích, huyện Yên Minh, tỉnh Hà Giang. 4 Biểu đồ nhiệt độ và lượng mưa trung bình khu vực cao nguyên đá Đồng Văn.

5 Kiến trúc nhà được xây dựng từ bùn, đất ở Togo, Châu Phi (a) và ở Thiruvananthapuram, Ấn Độ (b). 6 Các bước làm nhà trình tường. 7 Nhà trình tường ở xã Bạch Đích, huyện Yên Minh, tỉnh Hà Giang. 8 Đường di chuyển của khí radon thoát vào môi trường không khí trong nhà.

9 Khí radon di chuyển trong môi trường không khí trong nhà khi nhiệt độ ngoài trời thấp hơn trong nhà. 10 Sơ đồ tóm tắt nghiên cứu khí radon trên thế giới và đặc điểm địa chất khu vực xã Bạch Đích.