Các Đồng Vị Và Tỷ Số Đồng Vị Quan Tâm Trong Mẫu Trầm Tích

Tiểu lưu vực X-1

150

100

r = 0,99

0 50 100

150

Th-232, Bq/kg

Tiểu lưu vực X-2

150

100

r = 0,93

0 50 100

150

Th-232, Bq/lkg

r = 0,997

Tiểu lưu vực X-1

100

150

Th-232, Bq/kg

Tiểu lưu vực X-2

40 r = 0,96

0 50 100 150

Th-232, Bq/lkg

Th-230, Bq/kg

Ra-226, Bq/kg

Th-230, Bq/kg

Ra-226, Bq/kg

Bảng 4.1. Các đồng vị và tỷ số đồng vị quan tâm trong mẫu trầm tích

Code mẫu

226Ra		230Th		232Th		226Ra/232Th		230Th/232Th
X-1
XH1	45,4	0,8	31,5	0,9	44,7	1,3	1,017	0,035	0,704	0,030
XH2	96,7	1,8	87,4	2,3	113,2	2,9	0,854	0,027	0,772	0,029
XH3	49,8	0,9	38,0	1,4	50,8	1,5	0,981	0,034	0,748	0,035
XH4	79,3	1,4	71,0	2,1	93,8	2,3	0,845	0,025	0,757	0,029
XH5	68,0	1,2	55,3	1,5	76,7	2,1	0,886	0,029	0,721	0,028
XH6	103,8	1,7	90,3	2,5	118,7	2,9	0,874	0,026	0,761	0,028
XH7	67,6	1,2	51,4	1,4	65,6	2,0	1,032	0,036	0,783	0,032
XH8	77,7	1,3	59,1	1,6	82,9	2,1	0,937	0,028	0,713	0,026
XH9	82,1	1,4	64,0	1,6	86,5	2,1	0,949	0,028	0,740	0,026
XH10	29,6	0,6	21,0	0,8	31,8	1,1	0,932	0,037	0,661	0,035
XH11	81,5	1,4	65,8	1,7	83,8	2,1	0,973	0,030	0,785	0,029
XH12	97,6	1,6	89,5	2,7	115,2	2,8	0,848	0,025	0,777	0,030
Mean	73,3	1,4	60,3	1,9	80,3	2,3	0,927	0,032	0,743	0,031
Std, s	22,5		22,6		28,2		0,066		0,038
X-2
XH13	79,0	1,3	54,1	1,5	79,5	2,1	0,994	0,031	0,680	0,026
XH14	84,2	1,3	53,4	1,4	80,0	2,1	1,053	0,032	0,668	0,025
XH15	77,6	1,3	51,4	1,3	78,4	2,1	0,990	0,031	0,656	0,024
XH16	87,3	1,4	51,5	1,3	74,4	2,0	1,173	0,037	0,692	0,025
XH17	89,5	1,5	58,6	1,2	87,5	2,2	1,023	0,031	0,669	0,021
XH18	78,7	1,3	49,4	1,2	78,0	2,1	1,009	0,032	0,634	0,023
XH19	116,7	1,9	65,0	1,5	102,4	2,3	1,140	0,032	0,635	0,020
XH20	66,1	1,1	48,4	1,2	68,0	2,0	0,972	0,034	0,711	0,028
XH21	81,0	1,4	52,5	1,5	76,0	2,1	1,066	0,035	0,690	0,027
Mean	84,46	1,5	53,80	1,4	80,47	2,2	1,047	0,035	0,671	0,026
Std, s	13,83		5,13		9,71		0,069		0,026
Hồ
lắng
XH22	77,0	1,3	54,4	1,2	77,5	2,1	0,993	0,031	0,701	0,025
XH23	88,2	1,4	63,2	1,6	89,5	2,2	0,985	0,029	0,706	0,025
XH24	93,7	1,5	64,1	1,6	90,9	2,2	1,031	0,030	0,705	0,025

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 194 trang tài liệu này.

Hình 4.3. Quan hệ giữa 226Ra và 232Th, 230Th và 232Th theo vị trí mẫu trong lưu vực

Tiểu lưu vực X-1

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

Thứ tự mẫu

Tiểu lưu vực X-2

1,3

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

Thứ tự mẫu

226Ra/232Th

Tỷ số 226Ra/232Th và 230Th/ 232Th đối với các mẫu trầm tích lấy tại tiểu lưu vực X-1 và tiểu lưu vực X-2 được biểu diễn trên đồ thị Hình 4.4. Kết quả cho thấy tỷ số 226Ra/232Th và 230Th/ 232Th của tất cả các mẫu trầm tích trên hai vùng đều nằm trong khoảng sai số phân tích của trung bình mẫu ở mức tin cậy 99,74%.

Tiểu lưu vực X-1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

Thứ tự mẫu

Tiểu lưu vực X-2

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

Thứ tự mẫu

230Th/232Th

Hình 4.4. Tỷ số 226Ra/232Th và 230Th/232Th trong mẫu trầm tích vùng X-1 và X-2.

(Đường liền nét là giá trị trung bình và đường nét đứt là khoảng tin cậy 99,74%)

Vấn đề được xem xét tiếp theo là liệu các giá trị trung bình tỷ số 226Ra/232Th và 230Th/232Th trên lưu vực X-1 và lưu vực X-2 có khác biệt nhau hay không. Việc so sánh hai giá trị trung bình dựa trên giả thiết thống kê H0 : μ1 = μ2 đối với giả thiết H1: μ1 ≠ μ2. Độ lệch chuẩn chung s được tính theo công thức (3.6) và giá trị T được tính theo công thức (3.5) ở Chương 3. Các giá trị tính toán đối với trung bình tỷ số 226Ra/232Th và 230Th/232Th trên hai lưu vực được đưa ra trong Bảng 4.2.

Đối với cả hai tỷ số cần xem xét, vì T > C nên giả thiết H0 bị bác bỏ; tức là tỷ số 226Ra/232Th trung bình trong trầm tích vùng X-1 và vùng X-2 khác biệt nhau với độ tin cậy 95%. Tương tự, tỷ số 230Th/232Th trung bình trong trầm tích vùng X-1 và vùng X-2 khác biệt nhau với độ tin cậy 95%.

Bảng 4.2. Các tham số sử dụng trong đánh giá giả thiết thống kê H0: μ1 = μ2

Đại lượng

226Ra/232Th	230Th/232Th
Trung bình trên vùng X-1, μ1	0,927	0,743
Độ lệch chuẩn s1	0,066	0,038
Số lượng mẫu n	12	12
Trung bình trên vùng X-2, μ2	1,047	0,671
Độ lệch chuẩn s2	0,069	0,026
Số lượng mẫu m	9	9
Độ lệch chuẩn chung s	0,0045	0,0011
Giá trị T	4,022	4,963
C = t0.025	2,093	2,093

4.1.3.3 Đánh giá nguồn gốc trầm tích tại hồ lắng

a) Nhận biết tầng đất xuất xứ của trầm tích

Hoạt độ 137Cs trong trầm tích vùng lưu vực X-1 khá thấp, dao động trong khoảng 0,24 0,68 Bq/kg (trung bình 0,43 Bq/kg). Tương tự như vùng X-1, hoạt độ 137Cs trong trầm tích vùng lưu vực X-2 cũng rất thấp, dao động trong khoảng 0,17 0,38 Bq/kg (trung bình 0,26 Bq/kg). Tại 6 vị trí lấy mẫu (4 vị trí trong lưu vực X-1, 2 vị trí trong lưu vực X-2) hoạt độ 137Cs trong trầm tích nhỏ hơn giới hạn phát hiện của thiết bị. Kết quả nhận được cho thấy đa số trầm tích trong vùng khảo sát có nguồn gốc từ lớp đất sâu bên dưới lớp mặt nguyên thủy. Kết quả khảo sát phản ánh đúng thực trạng canh tác và loại hình sử dụng đất trong vùng lưu vực nghiên cứu như đã đề cập đến trong phần mô tả vị trí nghiên cứu ở trên.

b) Nhận biết nguồn gốc không gian của trầm tích dựa vào tỷ số 226Ra/232Th

Như kết quả thu được ở trên, trầm tích trong mỗi vùng tiểu lưu vực có một giá trị tỷ số 226Ra/232Th đặc trưng (0,927 0,032 đối với vùng X-1; 1,047 0,035 đối với vùng X-2); đồng thời các tỷ số này là khác biệt nhau đối với 2 vùng lưu vực.

Để xác định phần đóng góp trầm tích vào hồ lắng từ vùng X-1 và X-2, mô hình trộn đơn giản 2 thành phần sau đây đã được sử dụng:

ax + by = c (4.1)

trong đó, x và y là sự đóng góp tương đối từ vùng X-1 và X-2 (ở đây x + y = 1) và a, b, c tương ứng là tỷ số 226Ra/232Th của 2 nguồn đầu vào và hồ lắng. Kết quả tính toán phần đóng góp trầm tích từ vùng X-1 và vùng X-2 vào các điểm lấy mẫu trong hồ lắng được đưa ra trong Bảng 4.3.

Bảng 4.3 Phần trầm tích đến hồ lắng từ tiểu lưu vực X-1 và X-2 theo 226Ra/232Th

Vị trí lấy mẫu tại hồ lắng

a (226Ra/232Th)		b (226Ra/232Th)		c (226Ra/232Th)		Phần trăm từ X-1 (%)			Phần trăm từ X-2 (%)
XH22	0,927	0,032	1,047	0,035	0,993	0,031	45	±	19	55	±	22
XH23	0,927	0,032	1,047	0,035	0,985	0,029	52	±	21	48	±	20
XH24	0,927	0,032	1,047	0,035	1,003	0,030	37	±	16	63	±	26
Trung bình							44	±	19	56	±	23

c) Nhận biết nguồn gốc không gian của trầm tích dựa vào tỷ số 230Th/232Th

Trầm tích trong mỗi vùng tiểu lưu vực có một giá trị tỷ số 230Th/232Th đặc trưng (0,743 0,031 đối với vùng X-1; 0,671 0,026 đối với vùng X-2); đồng thời các tỷ số này là khác biệt nhau đối với 2 vùng lưu vực. Vì vậy, chúng được sử dụng làm chỉ thị để nghiên cứu nguồn gốc trầm tích lắng đọng tại hồ lắng.

Để xác định phần đóng góp trầm tích vào hồ lắng từ vùng X-1 và X-2, mô hình trộn đơn giản 2 thành phần sau đây đã được sử dụng:

ax + by = c (4.2)

trong đó, x và y là sự đóng góp tương đối từ vùng X-1 và X-2 (ở đây x + y = 1) và a, b, c tương ứng là tỷ số 230Th/232Th của 2 nguồn đầu vào và hồ lắng. Kết quả tính toán phần đóng góp trầm tích từ vùng X-1 và vùng X-2 vào các điểm lấy mẫu trong hồ lắng được đưa ra trong Bảng 4.4.

Bảng 4.4 Phần trầm tích đến hồ lắng từ tiểu lưu vực X-1 và X-2 theo 230Th/232Th

Vị trí lấy mẫu tại hồ lắng

a (230Th/232Th)		b (230Th/232Th)		c (230Th/232Th)		Phần trăm từ X-1 (%)			Phần trăm từ X-2 (%)
XH22	0,743	0,031	0,671	0,026	0,701	0,025	42	±	25	58	±	34
XH23	0,743	0,031	0,671	0,026	0,706	0,025	49	±	28	51	±	30
XH24	0,743	0,031	0,671	0,026	0,705	0,025	47	±	28	53	±	31
Trung bình							46	±	27	54	±	32

Kết quả nghiên cứu cho thấy cả hai tỷ số 226Ra/232Th và 230Th/232Th đều có thể được sử dụng như là các chỉ thị nguồn trầm tích đối với vùng lưu vực này. Các chỉ thị phóng xạ kép (tỷ số đồng vị phóng xạ) cho kết quả đánh giá khá phù hợp nhau về phần đóng góp trầm tích từ các nguồn đến hồ lắng, trong đó tiểu lưu vực X-2 đóng góp nhiều hơn một ít so với tiểu lưu vực X-1.

4.2 Nghiên cứu nguồn gốc trầm tích hồ Thác Mơ

4.2.1 Vị trí nghiên cứu

Hồ Thác Mơ được thiết kế để cung cấp nước cho Nhà máy thủy điện Thác Mơ công suất 150 MW với sản lượng điện hàng năm 610 x106 KWh. Hồ thủy điện Thác Mơ được xây dựng năm 1994, nằm trên sông Bé.

Sông Bé bắt nguồn từ cao nguyên XiXaNô và là một trong ba nhánh lớn của sông Đồng Nai. Chiều dài sông Bé từ thượng nguồn đến cửa sông, nơi nhập lưu của sông Đồng Nai dài khoảng 300 km. Chiều dài sông đến tuyến công trình thuỷ điện thác Mơ là 153 km (Riêng dòng sông Bé đến tuyến công trình là 2,5 km, còn lại là của hai nhánh sông DakLung và DakrLap hợp thành).

• Đặc trưng thuỷ văn:

- Diện tích lưu vực hồ: 2.200 km2

- Độ rộng bình quân lưu vực: 18,3 km

- Độ dốc bình quân đáy sông: 6%

- Dòng chảy bình quân năm: 2.762 x 106 m3

- Lưu lượng trung bình năm: 87,4 m3/s

• Trầm tích hồ

Trầm tích được đưa đến hồ từ 7 dòng sông và suối, trong đó sông Daklung và Dakrlap có chiều dài lớn nhất. Số liệu khảo sát năm 2011 cho thấy trầm tích bồi lắng toàn hồ trong 17 năm hoạt động là 10,05 x 106 m3 (trung bình 591,2 m3/năm).

Thể tích hồ bị mất đáng kể hằng năm do bồi lắng trầm tích. Điều này làm giảm sức chứa của hồ trong mùa khô, ảnh hưởng đến sản lượng điện và khả năng đáp ứng của nhà máy trong mùa khô. Việc hạn chế tốc độ bồi lắng hồ là cần thiết trong thời gian tới nhằm duy trì tuổi thọ thiết kế của hồ và nâng cao hiệu quả phát điện của nhà máy. Tuy nhiên, biện pháp giảm thiểu khả thi là gì (phi công trình hay công

trình) và áp dụng ở đâu để phát huy hiệu quả của biện pháp và giảm chi phí là những vấn đề cần tính đến. Một trong những cơ sở để giải quyết vấn đề này là thông tin về nguồn gốc trầm tích đưa đến hồ.

Với số lượng dòng chảy vào hồ nhiều (7 dòng chảy đầu vào), việc đánh giá phần đóng góp trầm tích đưa đến hồ của các nguồn đầu vào là khá phức tạp. Vì vậy, trong điều kiện hạn chế về kinh phí và thời gian, nghiên cứu này chỉ tập trung xác định nguồn gốc trầm tích tại một số vùng đặc trưng chính trong hồ. Các chỉ thị tiềm năng có thể được sử dụng để nghiên cứu nguồn gốc trầm tích trong nghiên cứu này bao gồm 137Cs, tỷ số 226Ra/232Th và tỷ số 230Th/232Th.

4.2.2 Thu góp mẫu

4.2.2.1 Thu góp mẫu đất lưu vực

Việc thu góp mẫu đất trong lưu vực nhằm xác định hàm lượng phóng xạ 137Cs trong lớp đất bề mặt của một số loại hình canh tác đặc trưng trong vùng. Tổng cộng 34 mẫu đất bề mặt trong độ sâu 0 ÷ 10 cm được lấy tại 8 vị trí trong lưu vực hồ Thác Mơ (được ký hiệu TMD1 ÷ TMD8) như được thể hiện trên Hình 4.5. Các vị trí TMD1, TMD2, TMD4, TMD5 và TMD8 là đất trồng cây công nghiệp ít bị cày xới như xoài, điều, cao su. Các vị trí TMD3, TMD6 và TMD7 trồng cây ngắn ngày và bị cày xới thường xuyên. Số lượng mẫu tại các vị trí như sau: 4 mẫu tại TMD1; 5 mẫu tại TMD2; 4 mẫu tại TMD3; 4 mẫu tại TMD4; 4 mẫu tại TMD5; 5 mẫu tại TMD6; 4 mẫu tại TMD7; 4 mẫu tại TMD8.

Đaklung

Số 1

Số 2

Đakrlap

Số 3

Số 4

Số 5

Hình 4.5. Các vị trí lấy mẫu trầm tích hồ Thác Mơ (TM1 ÷ TM105) và vị trí lấy mẫu đất trong lưu vực (TMD1 ÷ TMD8)

4.2.2.2 Thu góp mẫu trầm tích hồ

Các mẫu trầm tích bề mặt được lấy tại 105 vị trí trong lòng hồ Thác Mơ (Hình 4.5) và được phân bố trong 12 vùng đặc trưng của hồ (Bảng 4.5). Để dễ dàng hình dung bài toán, dòng chảy của các nhánh sông và vùng lấy mẫu được mô tả một cách đơn giản như trên Hình 4.6. Trầm tích được lấy bằng ống lấy mẫu chuyên dụng đường kính 63cm và chỉ lấy 10 cm trên bề mặt để làm mẫu phân tích nhằm đảm bảo rằng đó là lớp trầm tích bồi lắng trong khoảng 10 năm hoạt động của hồ.

Bảng 4.5. Các vùng lấy mẫu và số mẫu trầm tích tương ứng

Ký hiệu vùng

Ký hiệu mẫu	Mô tả vị trí lấy mẫu
A	TM1 ÷ TM23	Trên sông nhánh Đaklung (đoạn lấy mẫu khoảng 3 km)
B	TM24 ÷ TM44	Trên sông nhánh Số 2 (đoạn lấy mẫu khoảng 3 km)
C	TM90 ÷ TM97	Hạ lưu của điểm nhập lưu các sông Đaklung, Số 1 và Số 2
D	TM45 ÷ TM50	Trên sông nhánh Số 1 (đoạn lấy mẫu khoảng 1,5 km)
E	TM51 ÷ TM56	Trên đoạn khoảng 1,5 km, về phía hạ lưu của ngã ba các nhánh sông Số 5, Số 4 và nhập lưu của Số 3 và Đakrlap
F	TM57 ÷ TM62	Vùng nhập lưu các nhánh Số 3, 4, 5 và Đakrlap
G	TM63 ÷ TM69	Trên sông nhánh Số 4 (đoạn lấy mẫu dài khoảng 1,5 km)
H	TM70 ÷ TM77	Trong vùng ngã ba, nơi nhập lưu của nhánh Số 3 và Đakrlap
I	TM78 ÷ TM83	Trên nhánh sông Số 5
K	TM84 ÷ TM89	Trong vùng giữa hồ
L	TM98 ÷ TM101	Nằm rải rác trên suốt nhánh Đaklung
M	TM102 ÷ TM105	Nằm rải rác trên suốt nhánh Đakrlap

Đaklung

Số 1

Số 2

Đakrlap

Số 5

Số 3

Số 4