Xây Dựng Quy Trình Công Nghệ Đánh Giá Chi Tiết Các Vùng Ô Nhiễm Phóng Xạ Tự Nhiên

Cùng với công tác tìm kiếm, đánh giá, thăm dò các nguồn tài nguyên-khoáng sản, công tác nghiên cứu môi trường phóng xạ thời gian qua cũng được triển khai ở một số mỏ có nguy cơ ô nhiễm m

CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

LIÊN ĐOÀN ĐỊA CHẤT XẠ HIÊM

CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

LIÊN ĐOÀN ĐỊA CHẤT XẠ HIÊM

-[—] -

Tác giả:

ThS Nguyễn Văn Nam ThS Bùi Tất Hợp

KS Nguyễn Quang Vinh

KS Nguyễn Thái Sơn

BÁO CÁO ĐỀ TÀI KHCN CẤP BỘ NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH MỨC

ĐỘ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN ĐỂ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐÁNH GIÁ CHI TIẾT CÁC VÙNG Ô

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

PHẦN I: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG CỦA CÁC

NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN 5

CHƯƠNG 1: NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN 5

1.1 Một số khái niệm, định nghĩa và mối liên hệ giữa các đại lượng đo lường bức xạ tự nhiên 5

1.2 Đặc điểm phân bố các nguyên tố phóng xạ trong môi trường tự nhiên 10

1.3 Khái quát về môi trường phóng xạ tự nhiên 15

1.4 Các thành phần, đối tượng nghiên cứu trong đánh giá chi tiết môi trường phóng xạ tự nhiên 18

1.5 Tình hình nghiên cứu môi trường phóng xạ trên thế giới và trong nước 20

CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔ HÌNH ĐẶC TRƯNG CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN VIỆT NAM 27

2.1 Các đối tượng có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên 28

2.2 Đặc điểm phân bố các nguồn phóng xạ tự nhiên trên lãnh thổ Việt Nam 36

2.3 Mô hình đặc trưng các nguồn phóng xạ tự nhiên ở Việt Nam………… 41

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG PHÓNG XẠ TRÊN MỘT SỐ NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN ĐIỂN HÌNH VIỆT NAM 56

3.1 Đặc điểm suất liều gamma và liều chiếu ngoài trên một số nguồn phóng xạ tự nhiên 56

3.2 Đặc điểm phân bố nồng độ khí phóng xạ 61

3.3 Đặc điểm các nhân phóng xạ trong môi trường sống 64

3.4 Sự thay đổi các thành phần môi trường phóng xạ theo không gian 72

3.5.Sự thay đổi các thành phần môi trường theo thời gian 3.6 Đặc điểm liều tương đương bức xạ trên một số nguồn phóng xạ tự nhiên78 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG ĐÁNH GIÁ CHI TIẾT

MÔI TRƯỜNG CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN 84

4.1 Đối tượng, tỷ lệ, mạng lưới trong đánh giá chi tiết môi trường các nguồn phóng xạ tự nhiên 84

4.2 Hệ phương pháp đánh giá chi tiết môi trường phóng xạ tự nhiên ngoài thực địa 87

4.3 Phương pháp tính toán, xử lý tài liệu trong phòng 90

PHẦN II: ĐÁNH GIÁ CHI TIẾT VÙNG Ô NHIỄM CỦA MỘT SỐ

NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN 95

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CHI TIẾT MÔI TRƯỜNG PHÓNG XẠ TRÊN MỘT SỐ NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN ĐIỂN HÌNH Ở VIỆT NAM 95

5.1 Đánh giá chi tiết môi trường phóng xạ tự nhiên ở Đông Cửu - Thanh Sơn - Phú Thọ 95

5.2 Đánh giá chi tiết môi trường phóng xạ tự nhiên ở Đông Pao - Lai Châu .104

5.3 Đánh giá môi trường phóng xạ tự nhiên ở Bình Đường - Cao Bằng .104

CHƯƠNG 6: TỔ CHỨC THỰC HIỆN VÀ CHI PHÍ ĐỀ TÀI 115

6.1 Khối lượng và kinh phí thực hiện 115

6.2 Tổ chức thực hiện 117

6.3 Sản phẩm của đề tài 118

KẾT LUẬN 119

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

MỞ ĐẦU

Ngày nay, công tác bảo vệ môi trường đã trở thành một nhiệm vụ chiến lược

có tầm quan trọng đặc biệt, là mối quan tâm hàng đầu không chỉ một địa phương, một quốc gia hay một khu vực mà của cả cộng đồng thế giới Bảo vệ môi trường đã trở thành một vấn đề cấp thiết mang tính toàn cầu

Ở Việt Nam, công tác điều tra, đánh giá các mỏ quặng phóng xạ đã được tiến ngay khi ngành địa chất ra đời Đến nay, nhiều mỏ phóng xạ, mỏ có chứa phóng xạ, các phân vị địa chất chứa phóng xạ… đã được phát hiện, chúng phân bố ở nhiều nơi trên phạm vi cả nước Chính các đối tượng này tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên

Cùng với công tác tìm kiếm, đánh giá, thăm dò các nguồn tài nguyên-khoáng sản, công tác nghiên cứu môi trường phóng xạ thời gian qua cũng được triển khai ở một số mỏ có nguy cơ ô nhiễm môi trường phóng xạ, phục vụ quy hoạch và phát triển bền vững nền kinh tế, bảo vệ sức khỏe cộng đồng Công tác đánh giá môi trường phóng xạ bước đầu đã phát hiện nhiều khu vực, nhiều diện tích trên phạm vi

cả nước có nguy cơ ô nhiễm môi trường phóng xạ Các khu vực này cần được đánh giá chi tiết, làm rõ quy mô, mức độ và khoanh vùng ô nhiễm một cách cụ thể, để các cấp chính quyền địa phương có cơ sở quy hoạch và phát triển kinh tế, các cấp quản lý đề xuất cách chính sách xã hội hợp lý, nâng cao chất lượng sống và phát triển bền vững đất nước

Nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, các hoạt động xây dựng, san lấp, giải phóng mặt bằng, khai thác khoáng sản đang diễn ra ở nhiều nơi; đòi hỏi các cấp chính quyền địa phương phải nắm bắt được những khu vực, những vùng có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ cũng như mức độ và khả năng ảnh hưởng của chúng ở địa phương mình để quy hoạch phát triển nền kinh tế Mặt khác, công tác nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên đến nay chưa có quy trình đo vẽ chi tiết Nhiều đơn vị tham gia nghiên cứu môi trường đều dựa trên các kinh nghiệm, khả năng và trang thiết bị hiện có để đánh giá, xem xét dẫn đến các kết quả nghiên cứu không đồng bộ, thiếu tính thống nhất, hiệu quả nghiên cứu chưa cao

Chính vì vậy, ngày 10 tháng 4 năm 2008, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã

cho phép Liên đoàn Địa chất xạ hiếm thực hiện đề tài KHCN cấp Bộ “Nghiên cứu

cơ sở khoa học xác định mức độ ô nhiễm môi trường của các nguồn phóng xạ tự nhiên để xây dựng quy trình công nghệ đánh giá chi tiết các vùng ô nhiễm phóng

xạ tự nhiên” Nhằm xác lập các luận cứ khoa học và thực tiễn xác định mức độ ô

nhiễm phóng xạ tự nhiên để xây dựng quy trình đánh giá chi tiết các vùng ô nhiễm phóng xạ

Cấu trúc báo cáo, ngoài phần mở đầu, kết luận gồm 6 chương chia làm 2 phần:

Phần I: CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

CỦA CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN Chương 1: Nguồn phóng xạ tự nhiên và môi trường phóng xạ tự nhiên

Chương 2: Khái quát đặc điểm địa chất các nguồn phóng xạ tự nhiên Việt Nam

Chương 3: Đặc điểm môi trường phóng xạ trên các nguồn phóng xạ tự nhiên Việt

Chương 6: Tổ chức thi công và chi phí

Trong quá trình thực hiện đề tài, tập thể tác giả đã nhận được sự chỉ đạo trực tiếp của Ban lãnh đạo Liên đoàn, sự đóng góp ý kiến quý báu của các nhà khoa học trong và ngoài Liên đoàn Để hoàn thành báo cáo, ngoài việc thu thập, kiểm chứng đối sánh thực tế với các kiểu nguồn phóng xạ tự nhiên ở thực địa, tập thể tác giả đã thu thập, xử lý, tổng hợp một khối lượng đáng kể các tài liệu địa chất, môi trường

đã được lưu trữ nhiều năm qua trong Liên đoàn Nhân dịp này, tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn tới các nhà địa chất đi trước đã cho phép tập thể tác giả kế thừa các tài liệu quý để xây dựng và hoàn thiện báo cáo này

Phần I: CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN

Chương 1 NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN

1.1 Một số khái niệm, định nghĩa và mối liên hệ giữa các đại lượng đo lường bức

xạ tự nhiên

1.1.1 Khái niệm về nguồn phóng xạ tự nhiên

Nguồn phóng xạ được chia thành hai loại, gồm: nguồn phóng xạ tự nhiên (Natural radioactive source) và nguồn phóng xạ nhân tạo (Artificial radioactive source) Nguồn phóng xạ tự nhiên, mà người ta thường gọi là phông phóng xạ tự nhiên bao gồm các đồng vị phóng xạ có mặt trong trái đất, trong nước và trong bầu khí quyển Nguồn phóng xạ nhân tạo do con người chế tạo ra bằng cách chiếu các chất trong lò phản ứng hạt nhân hay các máy gia tốc

1.1.2 Khái niệm phông bức xạ tự nhiên

Nghị định số 50/1998/NĐ-CP Chính phủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy định:

“Phông bức xạ tự nhiên là những bức xạ có nguồn gốc tự nhiên (như bức xạ

từ vũ trụ, từ các hạt nhân phóng xạ tự nhiên có trong đất đá, không khí, nước, cơ thể con người và sinh vật, vật liệu …)”

Hiện nay, các đơn vị chính được sử dụng trong đo lường bức xạ là hoạt độ, liều hấp thụ, liều tương đương, liều hiệu dụng và liều chiếu Sau đây là định nghĩa

và mối liên hệ giữa các đại lượng này

1.1.3 Một số đơn vị sử dụng trong đo lường bức xạ tự nhiên và mối liên hệ giữa chúng

1.1.3.1 Một số đơn vị sử dụng trong đo lường bức xạ tự nhiên

Trong đó: N là số hạt nhân chưa bị phân rã tính theo công thức: N= N0e-λtNhư vậy: a = λN = λN0e-λt (1.2) Đơn vị đo hoạt độ phóng xạ trong hệ SI là Becquerel (ký hiệu là Bq)

1 Bq là 1 phân rã trong 1 giây

Hoạt độ riêng (specific activity) là hoạt độ phóng xạ của một đơn vị nguồn

phóng xạ Đơn vị thường dùng là Bq/kg (thường dùng đối với nguồn dạng rắn), Bq/m3 (thường dùng với nguồn dạng lỏng hay khí)

2 Liều hấp thụ (Absorbed dose)

Tác hại của bức xạ lên cơ thể phụ thuộc vào sự hấp thụ năng lượng của bức

xạ và gần đúng tỷ lệ với nồng độ năng lượng hấp thụ trong mô sinh học Do đó đơn

vị cơ bản của liều bức xạ được biểu diễn qua năng lượng hấp thụ trên một đơn vị khối lượng của mô Khái niệm liều hấp thụ không chỉ dùng cho đối tượng sinh học

mà dùng cho một môi trường vật chất bất kỳ Do vậy, nó được định nghĩa như sau:

cho vật chất trong yếu tố thể tích và khối lượng vật chất dm của thể tích đó

3 Liều tương đương

Tác dụng sinh học của các loại bức xạ khác nhau là khác nhau Đó là do sự khác nhau về độ mất mát năng lượng trên 1 đơn vị đường đi của các loại bức xạ khác nhau và 1Gy của hạt alpha cho hiệu ứng sinh học lớn hơn 20 lần so với 1Gy của bức xạ gamma

Liều hấp thụ tương đương hay liều tương đương H là đại lượng để đánh giá

mức độ nguy hiểm của các loại bức xạ, bằng tích của liều hấp thụ D với hệ số chất

lượng (Quality Factor) đối với các loại bức xạ, được ký hiệu là QF Ủy ban Quốc tế

về bảo vệ bức xạ ICRP (International Commission on Radiation Protection) đặt lại

tên hệ số chất lượng là trọng số bức xạ (Radiation Weighting Factor) và ký hiệu là

4 Liều chiếu (Exposure dose)

Liều chiếu cho biết khả năng ion hóa không khí của bức xạ tại một vị trí nào

đó Liều chiếu X là tỷ số giữa giá trị tuyệt đối tổng điện tích dQ của tất cả các ion

cùng dấu được tạo ra trong một thể tích nguyên tố của không khí, khi tất cả các

electron và positron thứ cấp do các gamma tạo ra bị hãm hoàn toàn trong thể tích không khí đó và khối lượng dm của thể tích nguyên tố không khí đó

Đơn vị ngoài hệ SI thường dùng là R/h hay mR/h

1.1.3.2 Mối liên hệ giữa các đại lượng đo lường bức xạ tự nhiên

1 Liên hệ giữa hoạt độ phóng xạ với khối lượng vật chất phóng xạ

Hoạt độ phóng xạ a ở công thức (1.1) được tính theo số hạt nhân phóng xạ N

Số hạt nhân lại được xác định qua khối lượng m chất phóng xạ theo công thức dưới đây:

m A

N T N a

2 / 1

23 2

/ 1

10 02 , 6 693 , 0 693 ,

=

m AT

a

2 / 1

23

10 17 , 4

= Bq (m tính theo đơn vị là gam) hay (1.11)

m AT

a

2 / 1

13

10 13 , 1

= Ci (m tính theo g và T1/2 tính theo giây) (1.12)

Từ các công thức nêu trên, công thức dưới đây thường sử dụng để tính khối lượng chất phóng xạ khi biết hoạt độ của chúng:

m = 8,85.10-14 aAT1/2 (T1/2 tính bằng giây và a tính bằng Ci) (1.13)

m = 2,4 10-24 aAT1/2 (T1/2 tính theo giây và a tính theo Bq) (1.14)

2 Liên hệ giữa liều chiếu và liều tương đương

Như đã trình bày ở trên, liều chiếu X cho biết khả năng ion hóa không khí của bức xạ, tức là mức độ năng lượng mà không khí hấp thụ để tạo ra số cặp ion nào

đó Mặt khác, liều hấp thụ D là năng lượng mà bức xạ truyền cho một đơn vị khối lượng vật chất, hay liều tương đương H là năng lượng mà bức xạ truyền cho một đơn vị khối lượng mô sinh học Do tương tác của bức xạ với vật chất chủ yếu gây ra hiệu ứng ion hóa nên độ mất mát năng lượng của bức xạ gần đúng tỷ lệ với nồng độ electron trong vật chất

Với lý do đó mà: Liều chiếu 1R thường được coi tương đương với liều hấp thụ 1 rad và đơn vị 1R được sử dụng với ý nghĩa 1 rad

Như vậy có thể viết một cách gần đúng mối quan hệ giữa liều chiếu và liều hấp thụ: 1R = 1 rad = 0,01 Gy và mối liên hệ giữa liều chiếu và liều tương đương như sau:

1Sv = 100 rem = 100 x 1rad x WR = 100 x 1R x WR (1.15a) Suất liều tương đương liên hệ với suất liều chiếu như sau:

Đối với tia X, tia gamma và tia beta có trọng số W R = 1 thì

1Sv = 1Gy = 100 rem = 100 rad = 100R hay

1R=1 rad = 1rem = 0,01 Gy = 0,01 Sv

Và

1Sv/s = 1Gy/s = 100 rem/s = 100 rad/s = 100R/s hay (1.16)

1R/s = 1 rad/s = 1rem/s = 0,01 Gy/s = 0,01 Sv/s

Trong thực tế, các máy đo liều bức xạ thường sử dụng các thang đo là mR/h

và µR/h Ta có thể suy ra từ công thức (1.16) sự tương đương từ 2 đơn vị này như sau:

1µSv/h = 0,1 mR/h hay 1mR/h = 10 µSv/h (1.17)

3 Liên hệ giữa suất liều chiếu và hoạt độ phóng xạ của nguồn

Nguồn phóng xạ có hoạt độ a (đơn vị Ci) thì suất liều chiếu X* (đơn vị R/h) tại một vị trí cách nguồn phóng xạ một khoảng r (đơn vị là mét) tuân theo công thức:

1.2 Đặc điểm phân bố các nguyên tố phóng xạ trong môi trường tự nhiên

1.2.1 Các nhân phóng xạ trong vỏ trái đất

Nguồn phóng xạ tự nhiên trên trái đất gồm các nhân phóng xạ tồn tại cả trước và trong khi trái đất được hình thành Năm 1896 nhà bác học người Pháp Becqueral phát hiện ra chất phóng xạ tự nhiên, đó là uranium Đến nay người ta đã

biết các chất phóng xạ trên trái đất gồm các nguyên tố uranium, thorium và các con cháu của chúng tạo nên ba họ phóng xạ cơ bản là họ thorium (Th232), uranium (U238)

và actinium (U235) Tất cả các thành viên của các họ này đều là các đồng vị phóng

xạ, trừ thành viên cuối cùng ở mỗi họ

Ba họ phóng xạ tự nhiên có đặc điểm chung là thành viên thứ nhất là đồng

vị phóng xạ sống lâu, với thời gian bán rã được đo theo các đơn vị địa chất

Đặc điểm chung thứ hai của ba họ phóng xạ tự nhiên là mỗi họ đều có một thành viên dưới dạng khí phóng xạ, chúng là các đồng vị khác nhau của nguyên tố radon Trong họ uranium, khí 86Rn222 được gọi là radon; trong họ thorium, khí

86Rn220 được gọi là thoron; trong họ actinium, khí 86Rn219 được gọi là actinon Trong

họ phóng xạ nhân tạo neptunium không có thành viên khí phóng xạ

Trong 3 loại khí phóng xạ nêu trên thì radon đóng vai trò quan trọng nhất vì

nó có thời gian bán rã là 3,825 ngày, lớn hơn nhiều so với chu kỳ bán rã của thoron (52 giây) và actinon (3,92 giây) Khí radon từ trong trái đất khuếch tán vào không khí và các con cháu radon phóng xạ thường ở dạng rắn trong các điều kiện thông thường, bám vào các hạt bụi khí quyển Về phương diện an toàn bức xạ, sự chiếu ngoài của radon và con cháu của nó không tác hại bằng sự chiếu trong cơ thể khi con người hít thở bụi có các nhân phóng xạ bám vào vì chúng là các nhân phát xạ alpha Nồng độ radon trong không khí phụ thuộc vào hàm lượng các chất phóng xạ

có trong đất đá Hình 1.1 dưới đây nêu các đồng vị phóng xạ và chu kỳ bán rã của mỗi họ phóng xạ trong tự nhiên

Đặc điểm thứ 3 của ba họ phóng xạ tự nhiên là sản phẩm cuối cùng trong mỗi họ đều là chì: Pb206 trong họ uranium, Pb207 trong họ actinium và Pb208 trong họ thorium, trong khi thành viên cuối cùng trong họ neptunium là Bi209

Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên

Ra224 3,64 ngày

Ac228 6,13 giờ

Bi212 60,6 phút

Pb212 10,6 phút

Po216 0,15 giây

Tl 208 3,1 phút

Pb 208 Bền vững

Po212 3.10 - 7 s

Gamma 2,6 MeV

Dãy phân rã phóng xạ Th232

U235

0,71tỷ năm 25,5 giờ Th231

Th227 18,2 năm

Rn219 3,96 giây Ra223

11,4 ngày

Pa 231

32500 năm

Bi211 2,14 phút

Pb211 36,1 phút

Po215

1,8.10 - 7 s

Tl 207 4,74 phút

Pb 207 Bền vững

Po211 0,52 giây

Dãy phân rã phóng xạ U235

Ac 227 2,18 năm

U 238

4,5 tỷ năm

Th234 24,1 ngày

U234

25.10 4 năm

Th230 75.10 3 năm

Rn222 3,8 ngày

Pb214 26,8 phút

Po218 3,05 phút

Pb210 22,3 năm

Bi210

5 ngày

210 138,4 ngày

Pb 206 Bền vững

Po214 1,6.10 - 4 s

Gamma 1,76 MeV

Dãy phân rã phóng xạ U238

Phân rã alpha Phân rã bêta

Bên cạnh nguyên tố Bi214

và Tl208 là năng lượng của tia gamma

Ghi chú:

Ngoài các đồng vị phóng xạ trong ba họ phóng xạ uranium, thorium, actinium,

trong tự nhiên còn tồn tại một số đồng vị phóng xạ với số nguyên tử thấp Các đồng

vị phóng xạ quan trọng nhất được nêu ra trong bảng 1.3 dưới đây:

Bảng 1.3 Các đồng vị phóng xạ với số nguyên tử thấp

Các bức xạ chính Hạt

Một trong các đồng vị phóng xạ tự nhiên là K40, rất phổ biến trong môi

trường (hàm lượng kali trung bình trong đất đá là 27g/kg và trong đại đương khoảng

380 mg/lit), trong động vật, thực vật và trong cơ thể con người (hàm lượng kali

trong cơ thể con người trung bình vào khoảng 1,7g/kg)

1.2.2 Các nhân phóng xạ phổ biến trong tự nhiên

Trong tự nhiên có nhiều đồng vị phóng xạ (chẳng hạn một loạt đồng vị

phóng xạ xuất hiện trong 3 họ phóng xạ tự nhiên), tuy nhiên các nhân phóng xạ phổ

biến nhất trong vỏ trái đất thường là các đồng vị có thời gian sống dài Bảng 1.4

dưới đây nêu một số nhân phóng xạ tự nhiên phổ biến nhất trong vỏ trái đất

Bảng 1.4 Các nhân phóng xạ tự nhiên phổ biến nhất trong vỏ trái đất

Nhân

U235 Chiếm khoảng 0,72% tổng số khối lượng uran tự nhiên

U238 Chiếm 99,2745% tổng số uran tự nhiên Uranium tự nhiên có từ 0,5

1.2.3 Các nhân phóng xạ có trong bề mặt đất

Thường người ta xác định hoạt độ các nhân phóng xạ có trong lớp đất bề

mặt dày 30 cm và diện tích 1 hải lý vuông (2,5 km2) Hoạt độ các nhân phóng xạ

phụ thuộc rất mạnh vào loại đất đá, các thành phần khoáng vật có trong đất đá cũng

như mật độ của đất đá Bảng dưới đây trình bày hoạt độ tiêu biểu của một số nhân

phóng xạ phổ biến

Bảng 1.5 Hoạt độ các nhân phóng xạ tiêu biểu

có trong lớp đất đá dày 30 cm với diện tích 2,5km 2 và diện tích 1m 2

1.2.4 Các nhân phóng xạ trong vật liệu xây dựng

Bảng dưới đây trình bày số liệu ước tính về hoạt độ của các nhân phóng xạ

uranium, thorium, K40 có trong một số loại vật liệu xây dựng

Bảng 1.6: hoạt độ phóng xạ trong một số vật liêu xây dựng

Vật liệu Uranium (Bq/kg) Thorium (Bq/kg) K40 (Bq/kg)

Thạch cao thiên

Từ việc khái quát hóa về sự phân bố của các nguyên tố phóng xạ tự nhiên

trong vỏ trái đất, trong lớp đất đá bề mặt, trong vật liệu xây dựng dễ dàng nhận

thấy: các nguyên tố phóng xạ có trong các lớp đất đá bề mặt, các nguyên tố phóng

xạ trong nước, không khí, vũ trụ và cả trong cơ thể con người là những yếu tố tạo

nên môi trường phóng xạ tự nhiên Môi trường phóng xạ tự nhiên có sự thay đổi tùy

theo từng khu vực, từng vùng miền Sự thay đổi này phụ thuộc chính ở vào mức độ

chứa các nguyên phóng xạ trong các môi trường sống

1.3 Khái quát về môi trường phóng xạ tự nhiên

Ngay từ những ngày đầu tiên nghiên cứu về tia X và các chất phóng xạ,

người ta đã ghi nhận được rằng chiếu xạ liều cao có thể gây tổn thương mang tính

bệnh lý đối với các tế bào cơ thể người Thêm vào đó, các nghiên cứu dài hạn về

bệnh lý đối với cư dân bị chiếu xạ, đặc biệt là những người còn sống sót sau hai vụ

ném bom nguyên tử tại Hirsoshima và Nagasaki ở Nhật Bản năm 1945 đã cho thấy:

chiếu xạ còn có khả năng tiềm tàng gây ra các triệu chứng ác tính về sau Chính vì

vậy, các hoạt động liên quan đến bức xạ như sản xuất và sử dụng các nguồn bức xạ

phải tuân theo các tiêu chuẩn nhất định về an toàn để bảo vệ con người khỏi bị

chiếu xạ

Bức xạ và các chất phóng xạ là đặc tính vốn có và vĩnh cửu của môi trường,

vì vậy những rủi ro liên quan đến chúng chỉ có thể được hạn chế chứ không thể loại

bỏ hoàn toàn Thêm vào đó, việc sử dụng các chất phóng xạ nhân tạo đang được

phát triển rộng rãi Các nguồn phóng xạ cũng rất quan trọng đối với nhiều ngành

kinh tế Việc sử dụng năng lượng hạt nhân và ứng dụng sản phẩm phụ của bức xạ

và các chất phóng xạ đang tiếp tục tăng nhanh trên phạm vi toàn cầu

Sự chấp nhận của cộng đồng đối với những rủi ro liên quan đến bức xạ cần

phải được cân bằng với các nguồn lợi thu được từ việc sử dụng bức xạ Bởi vậy, các

rủi ro cần phải được hạn chế và bảo vệ bằng việc áp dụng các tiêu chuẩn an toàn bức xạ

Các nhân phóng xạ có mặt ở mọi nơi (trong đất, nước, không khí, thức ăn, nước uống, vật liệu xây dựng, cơ thể con người…) trong môi trường sống của con người Ở mọi lúc, mọi nơi trong cuộc sống, con người đều nhận được một liều chiếu

từ các tia bức xạ, mức liều phụ thuộc vào nơi chúng ta đang sống, vị trí chúng ta đang đứng Ở những vị trí, những vùng miền khác nhau, liều tương đương bức xạ là rất khác nhau

Cơ thể người là đối tượng quan trọng nhất khi nghiên cứu các hiệu ứng sinh học của bức xạ Có 2 cách chiếu xạ lên cơ thể người, đó là chiếu xạ ngoài (external exposure) và chiếu xạ trong (internal exposure)

+ Chiếu xạ ngoài là sự chiếu xạ do nguồn bức xạ bên ngoài lên cơ thể + Chiếu xạ trong là sự chiếu xạ do nguồn phóng xạ hở xâm nhập vào trong

cơ thể

Trong cơ thể con người gồm nhiều cơ quan khác nhau Các tế bào tạo nên các mô và các cơ quan hoạt động một cách có hệ thống Nếu tế bào mất khả năng nhân đôi hoặc các chức năng của tế bào bị hạn chế thì các mô và các cơ quan cũng

bị thay đổi, gây lên các bệnh như đục thủy tinh thể, giảm số lượng bạch cầu, ban sốt đỏ… Khi đó chức năng chung của cơ thể cũng bị thay đổi, xuất hiện các triệu chứng như nôn mửa, chảy máu hay co giật, nhiều năm sau đó có thể xuất hiện bệnh ung thư

Liều tương đương bức xạ (H) là đại lượng để đánh giá mức độ nguy hiểm của bất kỳ loại bức xạ nào Liều tương đương bức xạ H là tổng của liều chiếu ngoài

Hn và liều chiếu trong Ht:

H = Hn + Ht Trong đó: Hn là liều chiếu ngoài do các bức xạ xâm nhập từ bên ngoài vào

cơ thể trong năm

Ht là liều chiếu trong xâm nhập vào cơ thể qua con đường ăn uống và hô hấp trong năm

Để làm căn cứ đánh giá mức độ ô nhiễm phóng xạ, người ta đưa ra các tiêu

chuẩn về liều giới hạn và nồng độ giới hạn

Liều giới hạn: là giá trị lớn nhất của liều tương đương cá nhân trong một

năm mà nhân viên bức xạ (nhân viên làm việc với chất phóng xạ) có thể bị chiếu

Nếu bị chiếu đều đặn bởi liều này trong suốt 50 năm làm việc liên tục thì vẫn

không có biến động gì về sức khoẻ của bản thân họ và con cháu họ

Nồng độ giới hạn: là nồng độ cao nhất của chất phóng xạ trong một đơn vị

thể tích nước ăn hoặc khí thở đối với các đối tượng để cho mức xâm nhập hàng năm

của chất phóng xạ vào cơ thể không vượt quá giới hạn quy định

Đối tượng những người bị chiếu xạ được phân ra 3 loại như sau:

- Đối tượng A: gồm nhân viên bức xạ làm việc trực tiếp với các chất phóng

xạ

- Đối tượng B: những người lân cận

- Đối tượng C: dân chúng

Bảng 1.7 và bảng 1.8 dưới đây quy định liều giới hạn hàng năm và định mức

nồng độ giới hạn hàng năm đối với các đối tượng tiếp xúc bức xạ

Bảng 1.7 Định mức liều giới hạn hàng năm

Liều bức xạ giới hạn (mSv/năm) Đối tượng

Theo cơ quan năng lượng nguyên tử (IAEA) - 1996

Việt Nam (1996)

gây bức xạ Trong không khí

(Bq/l)

Trong nước (Bq/l)

Trong vật liệu xây dựng

Mặt khác, phải sử dụng các biện pháp thu thập, lấy mẫu, phân tích để xác định được hàm lượng (nồng độ) các nhân phóng xạ trong các môi trường sống của

con người

1.4 Các thành phần, đối tượng nghiên cứu trong đánh giá chi tiết môi trường phóng xạ tự nhiên

- Các thành phần của môi trường phóng xạ tự nhiên

Môi trường phóng xạ được hình thành từ các nguồn bức xạ khác nhau và tồn tại trong điều kiện tự nhiên luôn biến đổi Sự biến đổi của môi trường phóng xạ tự nhiên hoặc làm tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường hoặc có thể giảm thiểu tác động của nó Môi trường phóng xạ tự nhiên là tập hợp môi trường sống của con người mà ở đó các nhân phóng xạ phát ra các bức xạ ion hóa, tùy theo mức độ có thể ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con người sống trong môi trường đó Các thành phần chính tạo nên môi trường phóng xạ tự nhiên được thể hiện ở hình 1.2 dưới đây

Hình 1.2 Các thành phần cơ bản của môi trường phóng xạ tự nhiên

Trong hình 1.2, môi trường phóng xạ tự nhiên được đánh giá thông qua liều tương đương bức xạ do các tia phóng xạ alpha, beta, gamma phát ra từ các nhân phóng xạ có trong các môi trường khác nhau, một mặt thông qua nồng độ các nhân phóng xạ trong các cây lương thực, thực phẩm, trong nước uống để tính liều chiếu trong qua đường tiêu hóa

- Đối tượng nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên

Môi trường sống của con người là tổng hợp các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học, xã hội bao quanh và có ảnh hưởng tới sự sống và phát triển của các cá nhân và cộng đồng con người Đối tượng nghiên cứu của môi trường nói chung và

Đất, đá

(U, Th, K,

Cs…)

Không khí (Rn, Tn, Ac…), Bụi

Nước (U, Ra, Th,

K, Cs…)

Sinh vật (U, Th, K…)

môi trường phóng xạ nói riêng chính là môi trường sống của con người Môi trường sống của con người nói một cách cụ thể gồm các đối tượng chính sau:

kỷ 20 Vì vậy, việc bảo vệ và xác định các điều kiện an toàn cho môi trường sống, cho con người khi làm việc trực tiếp hoặc tiếp xúc ngẫu nhiên với các bức xạ là rất cần thiết Chính vì thế, ngay từ đầu thế kỷ XX, nhiều tổ chức Quốc tế về an toàn bức xạ đã ra đời

Ủy ban Quốc tế về An toàn bức xạ (ICRP) đã được thành lập vào năm 1928 nhằm mục đích xây dựng các nguyên tắc cơ bản và đưa ra các khuyến cáo về các vấn đề bảo vệ an toàn bức xạ

Tháng 3 năm 1960, Hội đồng thống đốc Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) lần đầu tiên đã phê chuẩn các biện pháp bảo vệ an toàn bức xạ với tuyên bố rằng: “Những tiêu chuẩn an toàn cơ bản của IAEA… sẽ dựa trên cơ sở các khuyến cáo của Ủy ban Quốc tế về An toàn bức xạ (ICRP) để phát triển và mở rộng cho phù hợp khi có thể

Năm 1990 một bước tiến quan trọng nhằm đi tới sự thống nhất Quốc tế về an toàn bức xạ đã được xúc tiến: Một Ủy ban hỗn hợp giữa các tổ chức Quốc tế về An toàn bức xạ (IACRS) đã được thành lập như một diễn đàn trao đổi ý kiến và hợp tác trong các vấn đề liên quan tới an toàn bức xạ và hạt nhân giữa các tổ chức Quốc tế

với nhau Tham gia vào Ủy ban này gồm: Ủy ban Khối cộng đồng chung Châu Âu (CEC), Hội đồng tương trợ kinh tế (CMEA), Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO), Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), tổ chức lao động Quốc tế (ILO), Cơ quan Năng lượng Hạt nhân của tổ chức hợp tác Phát triển Kinh

tế (OECD/NEA), Ủy ban Khoa học của Liên Hợp quốc về những ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử (UNSCEAR) và tổ chức Y tế Thế giới (WHO) Sau đó, tổ chức Y

tế liên Mỹ cũng tham gia vào

Các nước phát triển như Mỹ, Liên Xô trước kia (nay là CHLB Nga), Nhật Bản, Đức, Anh đều đã đề ra các tiêu chuẩn về an toàn bức xạ, đồng thời nghiên cứu, chế tạo các thiết bị để điều tra, đánh giá môi trường bức xạ tự nhiên

Về công tác nghiên cứu, đánh giá môi trường bức xạ tự nhiên: ngay từ những năm 1930, các nhà địa chất Liên Xô đã sử dụng phương pháp khí phóng xạ nghiên cứu các mỏ nước khoáng, nước nóng và các vấn đề về địa chất thuỷ văn, địa chất công trình

Năm 1954 Liên Xô (cũ) chế tạo ra nhà máy điện nguyên tử đầu tiên và hàng loạt các ứng dụng được hình thành Trong đó, lĩnh vực địa chất và môi trường cũng hình thành hàng loạt các thiết bị đo ghi bức xạ tự nhiên, nhân tạo nhằm các mục đích khác nhau gồm: các thiết bị phân tích kích hoạt nơtron, thiết bị phân tích rơnghen huỳnh quang để phân tích các mẫu vật địa chất với độ chính xác và khả năng phát hiện cao

Các thiết bị đo ghi bức xạ như máy đo gamma, máy đo phổ gamma, máy đo khí phóng xạ phục vụ cho các mục đích nghiên cứu địa chất và môi trường

Song song với công tác ứng dụng năng lượng nguyên tử vào đời sống xã hội hàng ngày, trước các đòi hỏi cải thiện môi trường, cải thiện điều kiện sống, từ những thập niên 80, 90 của thế kỷ XX, nhiều nước đã thực hiện các chương trình nghiên cứu, đánh giá môi trường bức xạ tự nhiên trên lãnh thổ của mình Tùy theo khả năng kinh tế, mức độ tài liệu đã có mà mỗi nước có các phương pháp xây dựng các bản đồ thành phần môi trường bức xạ khác nhau Ví dụ: ở Mỹ người ta xử lý, tổng hợp các tài liệu đo phổ bức xạ gamma hàng không thành các bản đồ suất liều

gamma môi trường (độ cao 1m), bản đồ hàm lượng uran, thori, kali với quy mô toàn Liên Bang Ở Thụy điển, những năm 1980 đã thành lập 300 mảnh bản đồ suất liều gamma trên cơ sở bản đồ kết quả tìm kiếm thăm dò khoáng sản ở những vùng miền

có cường độ phóng xạ trên 30µR/h …

Bản đồ môi trường phóng xạ nền (phông) đã được các nước như Nga, Đức,

Mỹ, Thụy Điển… đặc biệt chú ý, nhiều nước đã thành lập bản đồ phóng xạ nền đến

tỷ lệ 1:50.000 trên quy mô toàn Liên Bang Một số khu vực trọng điểm đã thành lập bản đồ đến tỷ lệ 1:25.000, thậm chí đến 1:2.000 (khu vực mỏ phóng xạ, đất hiếm, khu vực có hàm lượng cao các chất phóng xạ) Cục Địa chất Mỹ đã hoàn thành việc thành lập bản đồ phân bố nồng độ khí radon trên toàn Liên bang năm 1996 và công

bố rộng rãi trên mạng Internet

Các kết quả nghiên cứu cơ bản về các bản đồ thành phần môi trường bức xạ

tự nhiên của một số nước đã thực hiện chủ yếu tập trung vào những năm

1970-1990 Các tài liệu, bản đồ thành phần môi trường đã được nhiều Quốc gia phổ biến trên các website của mình để sẵn sàng cung cấp thông tin về môi trường phóng xạ đến từng người dân

1.5.2 Tình hình nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên ở Việt Nam

1.5.2.1 Hiện trạng nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên ở Việt Nam

Công tác nghiên cứu môi trường phóng xạ ở nước ta đến năm 1980 mới được

cố Giáo sư Nguyễn Đình Tứ đặt nền móng đầu tiên trong đề tài cấp nhà nước mang

mã số 5202 “Cơ sở khoa học về việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo

vệ môi trường” Trong đó: bốn đề tài nhánh liên quan đến phóng xạ ra đời gồm:

Đề tài nhánh mã số 5202-01: Nghiên cứu ảnh hưởng của phóng xạ đối với sức khỏe con người nhằm đề ra phương pháp điều trị, do GS-TS Lê Thế Trung - Viện trưởng Viện Quân y 103 chủ trì

Đề tài nhánh mã số 5202-02: Nghiên cứu mức độ ô nhiễm xạ môi trường không khí tại Việt Nam do Viện hóa học Quân sự Bộ tư lệnh Hóa học chủ trì

Đề tài nhánh mã số 5202-03: Nghiên cứu xác lập các vùng nhiễm xạ và mức

độ ô nhiễm xạ do GS-TS Trương Biên - Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (nay là trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội) chủ trì

Đề tài nhánh mã số 5202-04: Nghiên cứu độ ô nhiễm xạ đất, nước, thực vật các khu công nghiệp và các thành phố đông dân do TS Đặng Huy Uyên - Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (nay là Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội) chủ trì

Từ giữa những năm 1990 đến năm 2000, chương trình địa chất Đô thị của Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đã thực hiện các đề tài môi trường đô thị

Từ năm 2000 đến năm 2006, công tác nghiên cứu môi trường phóng xạ tại các mỏ chứa phóng xạ được Liên đoàn Địa chất Xạ Hiếm - Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam thực hiện

Được Đảng và Nhà nước quan tâm đến công tác bảo vệ môi trường nói chung và vấn đề an toàn bức xạ nói riêng Hơn chục năm trở lại đây, các ngành, các địa phương trong cả nước cùng với sự tham gia nỗ lực của các cơ quan: Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, trường Đại học Mỏ-Địa chất; Trường Đại học Khoa Học tự nhiên; Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam; Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; các sở Tài nguyên và Môi trường thuộc các tỉnh…đã tham gia điều tra môi trường phóng xạ ở những vùng có nguy cơ ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên trên lãnh thổ

Song song với công tác nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên, công tác ban hành các chỉ tiêu pháp lệnh về an toàn và kiểm soát bức xạ, các văn bản, nghị định của cơ quan thẩm quyền cũng lần lượt ra đời

Tháng 7/1996, Nhà nước ta đã ban hành “Pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ”

Năm 1998, Chính phủ đã ban hành Nghị định số 50/1998/NĐ-CP “Quy định chi tiết việc thi hành Pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ”

Ngày 3 tháng 6 năm 2008, Luật năng lượng nguyên tử ra đời trong đó quy định: Tổ chức, cá nhân phải lập báo cáo đánh giá an toàn bức xạ khi thăm dò, khai thác, chế biến phóng xạ

Có thể khái quát về nội dung công tác nghiên cứu, điều tra hiện trạng môi trường phóng xạ và kết quả của từng chương trình như sau:

1 Công tác nghiên cứu địa chất môi trường đô thị, khu công nghiệp

Đây là chương trình đầu tiên mang tính quốc gia có nội dung nghiên cứu môi trường phóng xạ (bắt đầu từ năm 1995 đến 2001) Các phương pháp nghiên cứu môi trường bức xạ tự nhiên gồm: đo suất liều gamma, khí radon và lấy mẫu nước Trong chương trình này, 57 đô thị và khu công nghiệp đã được khảo sát môi trường phóng

xạ Sản phẩm là tập số liệu kết quả đo gamma, đo khí phóng xạ và kết quả phân tích hàm lượng các nhân phóng xạ trong môi trường nước Các kết quả được tổng hợp

và xây dựng bản đồ liều tương đương tỷ lệ 1:25.000

2 Công tác nghiên cứu môi trường trên các mỏ phóng xạ, mỏ chứa phóng xạ

Công tác này được tiến hành từ năm 2000 đến năm 2006 Kết quả chính là tập

số liệu về các thành phần môi trường phóng xạ, trên cơ sở đó khoanh định các diện tích nghiên cứu theo các mức độ ô nhiễm Riêng ở khu vực miền núi Bắc Bộ đã khoanh định được một số diện tích ô nhiễm phóng xạ theo các mức độ khác nhau như sau (xem bảng 1.9)

Bảng 1.9 Thống kê các diện tích không an toàn phóng xạ

trên một số mỏ đã điều tra ở Bắc Bộ

TT Ký hiệu

vùng

Số lượng diện tích ô nhiễm

Diện tích (km2)

Số hộ dân Dân số

3 Chương trình địa chất môi trường đảo

Các phương pháp xác định thành phần môi trường gồm: đo suất liều gamma,

đo nồng độ khí phóng xạ, lấy mẫu nước phân tích nhân phóng xạ Kết quả là một số các đảo gần bờ, có dân cư sinh sống (đảo Ngọc Vừng, đảo Quan Lạn, đảo Cô Tô, đảo Thanh Lân, đảo Phú Quốc…) đã thực hiện các nội dung đánh giá môi trường phóng

xạ Sản phẩm là bản đồ liều tương đương tỷ lệ từ 1:10.000 đến 1:25.000 (đã phân chia các vùng ô nhiễm liên quan đến nguồn phóng xạ)

Ngoài 3 chương trình nêu trên, còn một số chương trình nghiên cứu môi trường phóng xạ do các sở Khoa học công nghệ và Môi trường một số tỉnh phối hợp với các Trường Đại học, Viện nghiên cứu, Liên đoàn Địa chất …thực hiện

1.5.2.2 Những vấn đề tồn tại trong nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên ở Việt Nam

Công tác nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên bước đầu đã đạt được một

số các thành tựu nhất định Tuy nhiên, do chưa có quy trình nghiên cứu môi trường phóng xạ tự nhiên đã dẫn đến:

1 Hệ phương pháp: không đồng bộ và thống nhất trong các đề tài, đề án nghiên cứu Có chương trình chỉ xác định thành phần suất liều gamma Mỗi cơ quan, đơn vị tùy theo năng lực và thiết bị hiện có của mình để thiết kế các chương trình nghiên cứu

2 Mạng lưới đo vẽ, lấy mẫu chưa thống nhất giữa các cơ quan, đề tài, đề án trong cùng tỷ lệ đo vẽ, nhiều phương pháp hoặc mạng lưới quá thưa, hoặc quá dày không phù hợp với tỷ lệ nghiên cứu, dẫn đến độ tin cậy kết quả chưa cao Các chương trình khảo sát phần lớn bị hạn chế bởi tài chính và hệ thiết bị nghiên cứu, dẫn đến một số chương trình nghiên cứu chỉ xác định một thành phần hoặc một số thành phần môi trường, chưa đánh giá được liều tương đương tổng hợp của khu vực nghiên cứu, làm cho việc liên kết, tổng hợp gặp nhiều khó khăn

3 Thiết bị trong quan sát không đồng bộ, thời kỳ đầu, đa số các đơn vị sử dụng các thiết bị điều tra địa chất chuyển sang Vì vậy, một số chủng loại thiết bị không đảm bảo độ nhạy nghiên cứu môi trường Các thiết bị nghiên cứu cùng một

thành phần môi trường nhưng rất khác nhau, ví dụ: cùng nghiên cứu thành phần khí phóng xạ, có nơi dùng máy đo là loại RADON-82, có nơi dùng RDA-200, có nơi lại

sử dụng máy RAD-7 ở những thời kỳ khác nhau, việc liên kết, đối sánh giữa các số liệu là rất khó khăn

4 Đa số các đơn vị tham gia nghiên cứu môi trường chưa tiến hành quan trắc môi trường phóng xạ để xác định sự thay đổi thành phần môi trường giữa ngày và đêm, giữa các mùa trong năm trong khi tính liều từ kết quả đo đạc ban ngày hoặc vào một mùa nhất định mà không hiệu chỉnh các thành phần trường biến đổi, dẫn đến độ chính xác của kết quả không cao

5 Tổng liều tương đương bức xạ được tính toán ở các đơn vị cũng chưa có

sự thống nhất, tùy thuộc vào khả năng và năng lực thiết bị sẵn có mà mỗi đơn vị tự thực hiện việc tính tổng liều tương đương theo các thành phần môi trường phóng xạ hiện có, dẫn đến hiểu sai lệch về mức độ ô nhiễm môi trường phóng xạ

6 Chưa có sự thống nhất các mức liều tương đương trong việc phân chia các vùng ô nhiễm dẫn đến cùng là vùng “không an toàn” nhưng mức liều rất khác nhau

Chương 2 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔ HÌNH ĐẶC TRƯNG CÁC

NGUỒN PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN VIỆT NAM

Môi trường phóng xạ tự nhiên được tạo bởi: Các nhân phóng xạ trong lớp đất

đá bề mặt của vỏ trái đất; các nhân phóng xạ do tương tác vũ trụ Thành phần tương tác phóng xạ do vũ trụ tạo nên thường chiếm tỷ lệ nhỏ (18%) mức liều tương đương trung bình, phần chủ yếu do sự đóng góp của các nguyên tố phóng xạ trong lớp bề mặt của vỏ trái đất gây ra Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ của vỏ quả đất lại rất không đồng đều, có nơi tập trung thành các mỏ phóng xạ riêng, có nơi chúng đi kèm trong các khoáng vật khác tạo nên mỏ cộng sinh phóng xạ, có nơi chúng tập trung trong các thành tạo magma với suất liều đạt đến hàng trăm µR/h, có nơi lại chỉ vài chục µR/h

Như vậy, rõ ràng rằng các nguy ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên ở mỗi nơi gắn liền với các mỏ phóng xạ, mỏ chứa phóng xạ, các thành hệ địa chất có hàm lượng các chất phóng xạ cao

Lãnh thổ Việt Nam, với những đặc điểm địa chất có tiềm năng chứa phóng

xạ đáng kể, đặc biệt urani trong cát kết Nông Sơn có nhiều khả năng trở thành mỏ công nghiệp, các mỏ đất hiếm chứa phóng xạ ở Bắc Bộ đang được thăm dò, khai thác trong tương lai không xa, ngoài ra còn nhiều mỏ khoáng sản khác chứa phóng

xạ cũng đang được thăm dò, khai thác phục vụ phát triển kinh tế đất nước Đây chính là các nguồn phóng xạ tự nhiên tiềm ẩn nguy cơ ô nhiêm môi trường phóng

xạ tự nhiên rất lớn trên lãnh thổ Việt Nam

Các kết quả tổng hợp tài liệu địa chất, địa hoá, địa vật lý trong điều tra, tìm kiếm khoáng sản trên lãnh thổ thời gian qua cũng đã chỉ ra nhiều đối tượng địa chất

có tiềm năng về quặng phóng xạ như các cụm dị thường địa hoá, địa vật lý ở Cao Bằng, Phong Thổ Về phương diện môi trường phóng xạ thì chính các tiền đề, dấu hiệu trong tìm kiếm quặng phóng xạ cũng đồng nghĩa với nguy cơ ô nhiễm môi trường Mặt khác, môi trường phóng xạ luôn thay đổi do các hoạt động khai thác mỏ, hoạt động san lấp xây dựng các công trình công nghiệp, dân dụng, hoạt động này vài

năm trở lại đây càng trở lên sôi động khi nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước

Như vậy, các nhóm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường phóng xạ ở Việt Nam gồm 2 nhóm nguy cơ là:

1 Nhóm nguy cơ nguồn gốc tự nhiên: (các thành tạo địa chất trên mặt có hoạt

độ phóng xạ cao; cụm dị thường địa hoá, phóng xa; các mỏ phóng xạ và mỏ chứa chất phóng xạ)

2 Nhóm nguy cơ có nguồn gốc nhân tạo: (gồm các hoạt động khai thác, san lấp, giải phóng mặt bằng, sử dụng nguyên vật liệu tự nhiên làm đầu vào của quá trình sản xuất…) trên những đối tượng có hàm lượng cao các chất phóng xạ

Có thể nói, các nguồn phóng xạ tự nhiên Việt Nam gắn liền với các mỏ phóng

xạ, mỏ chứa phóng xạ và các thành hệ địa chất chứa phóng xạ cao Dưới đây, là kết quả tổng hợp một số đối tượng có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên cao ở Việt Nam theo các tài liệu điều tra địa chất, môi trường phóng xạ thời gian qua

2.1 Các đối tượng có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên

Theo các kết quả tổng hợp của Nguyễn Quang Hưng, Nguyễn Đắc Đồng và nnk thì các đối tượng có triển vọng phóng xạ trên lãnh thổ Việt Nam gồm các thành hệ địa chất, các dấu hiệu địa vật lý phóng xạ, các mỏ quặng chứa phóng xạ Chính các đối tượng này cũng là nguy cơ ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên

2.1.1 Các thành hệ địa chất

Các thành hệ địa chất thường chứa quặng phóng xạ là:

* Đối với trầm tích: có 3 nhóm thành hệ đáng chú ý là:

- Thành hệ fotforit Vend - Cambri sớm Cam Đường

- Thành hệ trầm tích lục nguyên (cát kết, sỏi sạn kết, bột kết) chứa than Nông Sơn

- Thành hệ molat tạo núi và trầm tích N - Q, có thể chia ra thành các loại sau:

+ Trầm tích cơ học thẩm thấu trong vỏ phong hoá (proluvi - deluvi) với khoáng hoá photphat urani Bình Đường, đất hiếm chứa uran - thori Mường Hum;

+ Trầm tích đầm lầy vũng vịnh gồm cát, sét, than bùn, linhit (than nâu) của các thung lũng sông với các kiểu urani bẩn màu đen và than nâu trong các trầm tích hiện đại nằm dọc theo các ven rìa đứt gãy và bồn trũng denta sông Hồng, Cửu Long, sông Ba;

+ Trầm tích hiện đại ven biển chứa sa khoáng Th- U như monazit, zircon

* Đối với magma: có 2 kiểu thành hệ magma đáng chú ý là:

- Kiểu thành hệ granit hoá (tạo núi chuyển tiếp) có 2 thành hệ cụ thể như sau: + Thành hệ granit hoá Proterozoi với các thể batolit Chu Lai, Đồng Văn và các thành tạo pegmatit, đai mạch đi kèm (pegmatit muscovit Thạch Khoán, pegmatit turmalin Sa Huỳnh);

+ Thành hệ granit hoá Paleozoi sớm với các thể granit Đại Lộc, Bù Khạng… Đây có thể là nguồn cung cấp chủ yếu urani cho các thành tạo trầm tích trẻ vây quanh chúng;

- Kiểu thành hệ granit xâm nhập (tạo núi vỏ lục địa thực thụ) tuổi Kreta (Paleogen?) là kiểu thành hệ quan trọng nhất trong tạo mỏ urani nội sinh ở Việt Nam Kiểu này có 2 thành hệ cụ thể:

+ Thành hệ granit hai mica: tạo thành đai granit phương bắc - nam, Pia Oăc - Tam Đảo - Phu Hoạt;

+ Thành hệ xâm nhập nông á kiềm Ở Việt Nam có 3 dải rõ rệt: dải Tòng Bá - Phiama, dải Nậm Xe - Tam Đường - Tú lệ và dải bắc Kon Tum Các dải này có đặc điểm chung là diện tích nhỏ, tính kiềm cao, liên quan đến chúng có sự thành tạo phong phú kim loại xạ - hiếm

2.1.2 Các tiền đề dấu hiệu địa hóa, địa vật lý

Dựa theo mức độ tập trung và phân tán của các vành địa hóa và địa vật lý xạ mặt đất, theo các tờ bản đồ địa hóa tỷ lệ 1: 1.000.000 của Nguyễn Tiến Dũng, địa vật lý xạ mặt đất của Nguyễn Tài Thinh, và tài liệu của Liên đoàn Địa chất Xạ Hiếm

về các điểm dị thường địa hóa Có thể phân ra 13 cụm dị thường địa hoá chủ yếu có thể liên quan tới quặng hoá urani trên lãnh thổ Việt Nam (bảng 2.1), trong đó các vành và điểm dị thường địa hóa không có hàm lượng của các nguyên tố Các cụm dị thường điển hình bao gồm:

1 Cụm Phong Thổ

Các vành địa hóa gồm Pb - Zn - Cu, Cr - Ni - Cu, La - Y - Yb, La - Nb, Pb,

Cu, Mo phân bố trên diện tích rộng từ thị xã Lào Cai đến thị xã Mường Lay, trong khi các vành địa vật lý xạ mặt đất phân bố theo một dải hẹp phương tây bắc - đông nam từ Bình Lư qua Nậm Xe đến Tả Chu Phùng Đây là phạm vi các vành địa hóa trùng hợp với các vành địa vật lý xạ mặt đất Các vành Pb - Zn - Cu, La -Y - Yb, La

- Nb, Pb, Cu, Mo phản ánh các khoáng hóa Pb - Zn, Mo cũng như đất hiếm, thori và urani có trong vùng

2 Cụm Tú Lệ

Các vành địa hóa gồm Ni - Be - La -Y- Yb, Nb - Se, Sn - Pb - Zn, Y -Ba -

Nb - Ta, Nb - Be - Y, Ni, Mo phân bố rộng rãi trên phạm vi của cả đới

Các vành địa vật lý xạ mặt đất cũng phân bố rộng rãi trên diện tích này Cả hai nhóm vành địa hóa và địa vật lý gần trùng hợp nhau và liên quan với các biểu hiện quặng hoá của Pb-Zn, U và các xâm nhập kiềm

3 Cụm Hà Giang

Các vành địa hóa Pb - Zn, Sb - Hg, Sb, Hg nằm tập trung ở đông bắc thị xã

Hà Giang trên một phạm vi hẹp, phương chủ yếu tây bắc - đông nam và vành La - V- Yb ở tây nam thị xã Hà Giang một khoảng cách rất xa

Các vành địa vật lý phóng xạ bề mặt gồm có hai phần:

- Phần đông bắc thị xã Hà Giang gồm 3 vành bé nằm trùng với diện tích các vành địa hóa, đồng thời cả hai nhóm vành này nằm trùng hợp với các điểm khoáng urani nguồn gốc nội sinh

- Phần tây nam thị xã Hà Giang gồm một vành lớn, có thể nói là rất lớn và hai vành nhỏ nằm trùng với đá biến chất PR ở khu vực Hoàng Su Phì (?) và vành La

- V - Yb (rìa của đới)

Bảng 2.1: Các cụm dị thường địa hoá và địa vật lý chủ yếu có tiềm năng liên

quan tới khoáng hóa phóng xạ trên lãnh thổ Việt Nam [11]

Địa hóa (theo bản đồ 1: 1.000.000 của

Nguyễn Tiến Dũng) Thứ

LĐ ĐCXH)

Địa vật lý xạ (theo bản

đồ 1:1.000.000 của Nguyễn Tài Thinh) cường độ vành 30 µR/h

2 Tú Lệ

Ni - Be - La - Y-Yb; Nb - Se; Sn - Pb - Zn; Y- Ba - Nb

- Ta; Nb - Be -Y; Ni; Mo -

Trùng hợp rộng rãi với vành địa hóa

3 Hà Giang Pb - Zn; Sb - Hg; Sb; Hg; La - V- Yb - Nằm rải rác, chỉ trùng hợp vành địa hóa ở

bắc Hà Giang

4 Cao Bằng Sn – W; Pb - Mg; Ta - Nb - Y; Cr - Ni -Co; V; Nb - Vành bé, trùng hợp vành địa hóa

5 Giữa Thái Nguyên

8 Tây nam Tam Kỳ Cu; Cr; As; Pb Trùng hợp nhưng phát triển yếu

9 Kon Tum Tây bắc Au; Cr; Pb; Pb-Zn Ni; Cr; Cu Trùng hợp nhau nằm tập trung trên diện

rộng

10 Tây bắc Pleiku Cr; Mo; Ba Cr Gần trùng hợp nhau

11 Nam Pleiku

Au, Sb-Pb; Ti-Cu-Ni; Pb;

Mo; Ba; Cr; Ti; Ta - Không trùng hợp với vành địa hoá, phát

triển về phía đông

12 Nam Quảng Ngãi Mg; Pb; Au; Sn - ít trùng hợp, phát triển từ Quy Nhơn đến Nha

Trang

13 Đà Lạt As; Pb; Mo; Sn - rộng hơn vành địa hóa Trùng hợp, phát triển

4 Cụm Cao Bằng

Cụm Cao Bằng gồm các vành địa hóa Sn -W, Pb - Mg, Ta - Nb -Y, Cr-Ni -

Co, V, Nb nằm rải rác trên diện tích rộng ở tây nam thị xã Cao Bằng Các vành di thường địa vật lý xạ rất nhỏ, 1 vành ở tây nam và vành thứ 2 ở phía nam thị xã Cao Bằng

Về cơ bản, các vành dị thường địa hóa và dị thường địa vật lý xạ ở phía t©y nam thị xã Cao Bằng đều trùng hợp nhau (vành địa hóa rộng hơn) nằm chồng lên các điểm khoáng hóa urani và khối granit Piaoắc

5 Cụm giữa Thái Nguyên - Hòa Bình

Các vành dị thường địa hóa Pb, Sn - W, La - Y- Yb, Cr - Ni, Ti kích thước không lớn trừ vành ở sát Hoà Bình có lớn hơn Các vành này có đặc điểm chung phương tây bắc - đông nam, nhưng lại sắp xếp song song nhau tạo ra 1 dải phương đông bắc - tây nam, kéo dài từ Thái Nguyên qua Việt Trì đến Hoà Bình

Có 8 vành dị thường vật lý xạ quy mô nhỏ và 1 vành tương đối lớn hơn, nằm

ở phía tây và tây nam thị xã Việt Trì Đặc điểm chung các vành có phương đông bắc

- tây nam

Về cơ bản giữa 2 nhóm vành này gần trùng hợp nhau từ đoạn ở tây nam Thái Nguyên đến tây nam Việt Trì và cũng phản ánh các biểu hiện khoáng hóa urani Ngoài ra vành Ti phản ảnh khối siêu bazơ chứa ilmenit Núi Chúa Đáng chú ý có vành Cr - Ni, La - Y- Yb nằm trong đá biến chất tuổi PR

6 Cụm Quỳ Hợp

Các vành dị thường địa hóa gồm Sn - W - Pb - Zn, Pb - Zn nằm ở phía tây bắc Quỳ Hợp Kích thước các vành lớn, đặc biệt vành Sn - Mo - Pb - Zn cực lớn, đều có phương chung tây bắc - đông nam

Có 2 vành dị thường địa vật lý xạ ở phía bắc Quỳ Hợp và 1 loạt vành nằm rải rác trên phạm vi rộng ở Nam và tây nam Quỳ Hợp

Chỉ có 2 vành dị thường vật lý xạ ở phía bắc Quỳ Hợp trùng hợp với các vành địa hóa và biểu hiện khoáng hóa urani đi đôi với Sn-W Các vành vật lý xạ ở phía nam và tây nam Quỳ Hợp phản ảnh nham thạch có cường độ phóng xạ cao

7 Cụm Nông Sơn

Các vành dị thường địa hóa Au, Pb, Mo, Cr, Y và các dị thường địa hóa Pb,

Cu, As, Mo, Cr, Ni, Co phân bố rộng rãi trên diện tích trũng Nông Sơn Các vành dị thường địa hóa kích thước nhỏ, trừ 1 vành ở phía nam khá lớn, chúng có hình dạng méo mó và theo các phương khác nhau

Các vành địa vật lý xạ rất bé, phân bố rải rác và thưa thớt hơn các vành địa hóa

Về cơ bản 2 nhóm vành trùng hợp nhau phản ánh sự tồn tại của than bán antraxit chứa urani cũng như quặng hóa urani trong cát kết Theo các nghiên cứu trước đây, các vành và điểm dị thường địa hóa Cr, Ni, Co có khả năng phản ánh kiểu mỏ urani liên quan với bất chỉnh hợp ở đáy của trũng này

8 Cụm tây nam Tam Kỳ

Chỉ 4 vành địa hóa không lớn lắm của Cu, Cr, As và 1 điểm dị thường Pb nằm ở phía nam thị xã Tam kỳ

Chỉ có 1 vành phóng xạ nằm ở tây nam thị xã Tam Kỳ với kích thước bé, trùng hợp với 3 vành địa hóa ở gần Tam Kỳ

Các vành và các điểm dị thường này đặc trưng cho kiểu mỏ urani liên quan với bất chỉnh hợp

9 Cụm tây bắc Kon Tum

Có các vành dị thường địa hóa Au, Cr, Pb, Pb-Zn và các điểm dị thường Ni,

Cr, Cu nằm dày đặc trên 1 diện tích khá rộng Kích thước các vành không lớn có phương bắc và đông bắc và hình thấu kính tròn trịa

Các vành dị thường vật lý xạ mặt đất cũng nằm tập trung trên diện tích rộng, gồm 6 vành nhỏ và 1 vành lớn với hình dạng méo mó

Về không gian nói chung cả 2 nhóm vành này trùng hợp nhau trên đá biến chất tuổi PR và phản ánh có khả năng gắn liền với kiểu mỏ urani liên quan với bất chỉnh hợp

10 Cụm tây bắc Pleiku

Có 5 vành địa hóa nhỏ gồm 1 của Ba, 1 của Mo, 3 của Cr và 2 điểm dị thường của Cr, có thể đây là phần kéo dài của cụm dị thường địa hóa tây bắc Kon Tum

Có 2 vành khá lớn của vật lý xạ cũng nằm phía tây bắc Pleiku, dạng đẳng thước

Cả 2 nhóm vành này cơ bản gần trùng hợp nhau, cùng nằm trên đá biến chất

PR, có khả năng liên quan với kiểu quặng urani như cụm tây bắc Kon Tum

11 Cụm nam Pleiku

Có rất nhiều vành địa hóa, chủ yếu của Cr (10 vành), Mo (2 vành) và Ta, Pb,

Au, Sn - Pb, Ti, Ti - Cu - Ni (mỗi thứ 1 vành) phân bố trên diện tích rộng và kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, càng về phía tây bắc càng phát triển rộng rãi hơn

Các vành phóng xạ gồm 2 vành lớn và 1 vành nhỏ, hình dạng méo mó nằm ở đông nam Pleiku

Về cơ bản 2 nhóm vành nói trên không trùng hợp nhau, có thể cường độ phóng xạ ở phía nam Pleiku thấp hơn 30 µR/h nên không được xác định trên bản

đồ, có khả năng các vành địa hóa liên quan đến quặng bất chỉnh hợp

12 Cụm nam Quảng Ngãi

Có 6 vành địa hóa của Pb, Hg, Ag, Sn tương đối nhỏ và nằm gần tập trung theo phương bắc nam Các vành này trùng hợp với các biểu hiện khoáng hóa urani,

đa phần dạng mạch có nguồn gốc nội sinh

Các vành phóng xạ nằm ở phía đông nam thị xã và kéo dài mãi đến Quy Nhơn, Tuy Hoà và Nha Trang Các vành này liên quan với các khối granit theo phương bắc nam

Về cơ bản cả 2 nhóm vành không trùng hợp nhau trừ 1 vài vành ở phía bắc

2.1.3 Các mỏ, điểm quặng phóng xạ

Tổng hợp kết quả khảo sát, điều tra địa chất khoáng sản, lãnh thổ Việt Nam đến

nay đã xác định 45 mỏ, điểm khoáng hoá phóng xạ Chính các mỏ, điểm khoáng hoá

này là yếu tố chính gây ô nhiễm môi trường phóng xạ tự nhiên tại chỗ hoặc là nguồn

phát tán ra các khu vực lân cận Bảng 2.2 dưới đây liệt kê các mỏ, điểm khoáng hoá

phóng xạ đã phát hiện trên lãnh thổ Việt Nam trong những năm qua:

Bảng 2.2 Tổng hợp các mỏ, điểm quặng phóng xạ ở Việt Nam [11]

15 Thori chứa urani và RE Sin Chải Dạng mạch 2

16 Thori chứa urani và RE Tả chu Phùng Dạng mạch 3

19 REE chứa Thori, urani Bắc Nậm Xe Dạng mạch 1

20 REE chứa Thori, urani Nam Nậm Xe Dạng mạch 1

TT Khoáng sản Địa danh Kiểu mỏ Mức độ

31 Apatit chứa Urani Cam Đường Phốt phorit 3

38 Phốt phát chứa urani Bình Đường Trên bề mặt 1

39 REE chứa Thori, urani Mường Hum Trên bề mặt 1

40 Thori và Urani Làng Nhẽo Biến chất trao đổi 2

41 Thori và Urani Thanh Sơn Biến chất trao đổi 2

Ghi chú: 1, 2, 3 lần lượt chỉ mức độ điều tra địa chất: Đánh giá chi tiết tỷ lệ

1:2.000 - 1:5.000; tìm kiếm đánh giá 1:10.000; chưa đánh giá chi tiết

Ngoài các thành hệ địa chất, các vành phân tán phóng xạ, các mỏ quặng

phóng xạ kể trên, lãnh thổ Việt Nam còn một số lượng đáng kể các mỏ sa khoáng ilmenit đi kèm phóng xạ phân bố dọc bờ biển từ Quảng Ninh đến Vũng Tàu

2.2 Đặc điểm phân bố các nguồn phóng xạ tự nhiên trên lãnh thổ Việt Nam

Hầu hết các mỏ chứa phóng xạ ở Việt Nam phân bố ở 5 khu vực chính là đới

Đông Bắc, Đới Tây Bắc, đới Bắc Trung Bộ, vùng địa khối Kon Tum và vùng rìa nam địa khối Kon Tum

Vị trí các mỏ chứa phóng xạ được thể hiện trên sơ đồ phân bố các mỏ phóng xạ

ở Bắc Bộ (xem hình 2.1)

Hình 2.1 Sơ đồ phân bố các mỏ, điểm quặng phóng xạ trên lãnh thổ Việt Nam

Theo các tác giả Nguyễn Văn Hoai, Nguyễn Quang Hưng, Nguyễn Đắc Đồng, các đới này có đặc điểm sau:

nay mới chỉ phát hiện được một số lượng hạn chế các thành tạo chứa urani

Đặc trưng của khoáng hoá trong vùng là các thành hệ quặng urani thực thụ (loại trầm tích cơ học thẩm thấu trong proluvi) và thành hệ quặng Nasturan - galenit

- sfalerit trong trầm tích lục nguyên carbonat bị dập vỡ Các khoáng vật có giá trị kinh tế như: urani, octenit, tobenit, acsenat - urani, nasturan và uraninit có hàm lượng thấp đến rất thấp Đặc trưng cho đới này, đã phát hiện các biểu hiện quặng phóng xạ ở Bình Đường - Cao Bằng, hay các điểm quặng urani ở Tùng Bá, Làng Vài - Hà Giang

Đới tây bắc

Về không gian, đới tây bắc được Nguyễn Văn Hoai và nnk, 1986 xem như một tỉnh sinh khoáng kim loại xạ hiếm nằm trùng với đới kiến tạo Tây Bắc [11], [15] Tỉnh sinh khoáng này được giới hạn về phía đông bắc bởi đứt gãy Sông Chảy, phía tây nam bởi đứt gãy Sông Mã Một phần tỉnh sinh khoáng này kéo dài sang địa phận nước Trung Quốc và một phần nằm dưới mực nước biển Đông hiện tại Kiến trúc đặc trưng cho tỉnh sinh khoáng này là các hệ thống đứt gãy sâu phương tây bắc - đông nam với lịch sử phát triển lâu dài Các xâm nhập mafic, siêu mafic, xâm nhập

và phun trào á kiềm, xâm nhập kiềm phát triển khá phổ biến Quặng hoá phóng xạ trong vùng Tây Bắc tương đối phong phú và được thành tạo trong nhiều loại đá có thành phần và tuổi khác nhau Phần lớn khoáng hoá phóng xạ trong vùng Tây Bắc được tìm thấy dạng mạch hoặc xâm tán trong các đá xâm nhập granitoid hoặc phun trào Kim loại phóng xạ đi đôi với đất hiếm và molipden Nhiều mỏ đất hiếm có