NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ Po-210 TRONG TRẦM TÍCH VEN BỜ VÀ MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ

Hiện ở Việt Nam, chưa có công bố khoa học nào về phân bố 210Po trong môi trường nước biển ven bờ và các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ nói riêng, cũng như việc tính toán mức đóng góp của 21

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Hà Nội - 2019

2

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Bùi Duy Cam

2 TS Đặng Đức Nhận

Phản biện 1: ………

………

Phản biện 2: ………

………

Phản biện 3: ………

………

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên vào hồi

……giờ…… ngày……….tháng……….năm 2019

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Trung tâm Thông tin- Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1 Tran Thi Van, Dang Duc Nhan, Nguyen Quang Long, Duong Van Thangand Bui Duy Cam (2016), “Water-sediment distribution and behaviour of Polonium (210Po) in a shallow water with high

dissolved organic matters coastal area, North Viet Nam”, Nuclear Science and Technology, Vol 6, No 2, pp 01-14;

2 Trần Thị Vân, Đặng Đức Nhận, Bùi Duy Cam và Lưu Việt Hưng, “Xác định mức độ tích lũy Poloni -210 trong mô mềm sinh vật

hai mảnh vỏ ở khu vực biển ven bờ biển thuộc Vịnh Bắc Bộ”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập 23, số 1/2018, trang 155-164;

3 Tran Thi Van, Luu Tam Bat, Dang Duc Nhan, Nguyen Hao Quang, Bui Duy Cam and Luu Viet Hung (2019), “Estimation of Radionuclide Concentrations and Average Annual Committed Effective Dose due to Ingestion for the Population in the Red River

Delta, Viet Nam”, Environment Management, 63, pp 444-454;

(https://doi.org/10.1007/s00267-018-1007-8)

4

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài luận án

Poloni (Po) là nguyên tố thứ 84 trong Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học Mendeleev được Marie và Pierre Curie tìm thấy vào năm 1898 Poloni là một chất độc cực mạnh, độc tính của

210Po bao gồm cả độc tính hóa học như một kim loại nặng và độc tính phóng xạ của một đồng vị phóng xạ

Trong tự nhiên, Poloni có nhiều đồng vị phóng xạ với số khối

210, 211, 212, 214, 216, … Trong đó, đồng vị Po-210 là đồng vị tự nhiên có thời gian sống dài nhất với chu kỳ bán rã là 138,4 ngày Đồng vị Poloni-210 (210Po) có thể được sản xuất bằng phương pháp nhân tạo thông qua thực hiện phản ứng kích hoạt Bismut-209 (209

Bi) bằng chùm nơtron nhanh trong lò phản ứng hoặc bằng máy gia tốc hạt proton bắn vào các bia vàng (Au) hoặc thiếc (Sn)

Nghiên cứu về 210Po trong môi trường thủy quyển nói chung cũng như hành vi của nó trong môi trường nước biển nói riêng đã được nhiều nước quan tâm nghiên cứu trong gần 50 năm nay Ban đầu, mối quan tâm nghiên cứu đối với Po là độ phóng xạ alpha của

nó trong một số sinh vật biển là tương đối cao so với sinh vật trên cạn do đóng góp của poloni từ nước và động-thực vật phù du [112] Khám phá này dẫn tới thúc đẩy các nghiên cứu tìm hiểu về khả năng vận chuyển và tích lũy nhân phóng xạ poloni giữa các sinh vật biển

và về liều bức xạ mà con người có thể phải tiếp nhận do ăn hải sản theo chuỗi thức ăn [96]

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về 210Po trong môi trường nước mới chỉ dừng lại ở mức phân tích hàm lượng của chúng trong trầm tích để xác định tốc độ bồi lấp cửa sông, lòng hồ hoặc bến cảng bằng phương pháp chì-210 (210Pb) [5,6, 7, 8, 35] Hiện ở Việt Nam, chưa

có công bố khoa học nào về phân bố 210Po trong môi trường nước biển ven bờ và các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ nói riêng, cũng như việc tính toán mức đóng góp của 210Po vào liều chiếu trong gây ra do

ăn lương thực thực phẩm

Bên cạnh đó, hiện nay Trung Quốc đã xây dựng và đưa vào vận hành nhà máy điện hạt nhân ở thành phố cảng Phòng Thành, cách Móng Cái (Quảng Ninh) khoảng 60 km theo đường chim bay nên việc nghiên cứu nồng độ hoạt độ và phân bố 210Po trong môi trường nước biển ven bờ Vịnh Bắc Bộ và tính toán mức đóng góp của 210

Po

trong liều hiệu dụng chiếu trong trung bình năm đối với người trưởng thành do tiêu thụ lương thực - thực phẩm có ý nghĩa rất quan trọng, góp phần xây dựng bộ số liệu phông nền phóng xạ môi trường nước biển khu vực vịnh Bắc Bộ trước khi nhà máy điện hạt nhân Phòng Thành hoạt động

Từ những thực tiễn nêu trên, đề tài luận án lựa chọn là “Nghiên

cứu sự phân bố 210

Po giữa trầm tích ven bờ và một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ tại vùng biển duyên hải Bắc Bộ”

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

- Cung cấp được số liệu về nồng độ hoạt độ phóng xạ 210Po trong trầm tích, nước biển, ngao và hàu ở vùng biển ven bờ các tỉnh Thái Bình, Hải Phòng, Quảng Ninh

- Góp phần làm rõ sự phân bố của 210Po ở trong môi trường nước biển ven bờ biển duyên hải Bắc Bộ

- Xác định mức đóng góp của 210Po vào liều hiệu dụng chiếu trung bình năm đối với người trưởng thành vùng đồng bằng duyên hải Bắc Bộ

3 Mục tiêu của luận án

- Tạo bộ dữ liệu nền phông phóng xạ của 210Po trong môi trường nước - trầm tích - sinh vật hai mảnh vỏ ở vùng nước biển ven bờ vùng duyên hải Bắc Bộ

- Làm rõ khả năng phân bố trong pha nước - pha rắn (pha hạt) của hạt nhân phóng xạ 210Po trong môi trường nước biển ven bờ vùng duyên hải Bắc Bộ Xem xét ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường đến sự phân bố của hạt nhân phóng xạ 210Po trong môi trường nước biển - vật chất lơ lửng - trầm tích

- Đánh giá khả năng vận chuyển hạt nhân phóng xạ 210Po từ môi trường nước biển ven bờ vùng duyên hải Bắc Bộ vào trong động vật hai mảnh vỏ Xem xét ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường đến khả năng vận chuyển hạt nhân phóng xạ 210Po vào động vật hai mảnh vỏ

- Đánh giá mức đóng góp của nhân phóng xạ 210Po vào liều hiệu dụng chiếu trong trung bình năm qua đường ăn uống

4 Tính mới của luận án

- Lần đầu tạo được bộ số liệu về hiện trạng nền phông phóng xạ alpha của 210Po trong nước, trầm tích, ngao (M meretrix), hàu (C gigas) và một số loại lương thực thực phẩm khác ở vùng biển duyên

hải Bắc Bộ, Việt Nam (tỉnh Thái Bình, thành phố Hải Phòng và tỉnh Quảng Ninh)

- Xác định hệ số phân bố Kd của 210Po giữa pha nước và pha rắn (trầm tích và các chất rắn lơ lửng) với những đặc điểm riêng của môi trường nước biển ven bờ thuộc biển duyên hải Bắc Bộ, Việt Nam; Xác định hệ số tích lũy CF của 210Po đối với ngao (M meretrix) và hàu (C gigas)

- Bước đầu ước tính liều chiếu trong trung bình năm đối với công chúng và mức đóng góp của 210Po vào liều hiệu dụng chiếu trong đối với công chúng khu vực đồng bằng Bắc Bộ của Việt Nam do ăn lương thực thực phẩm

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về phóng xạ trong môi trường

1.1.1 Nguồn gốc các nhân phóng xạ trong môi trường

Các nhân phóng xạ trong môi trường được phát sinh từ hai nguồn,

đó là nguồn phóng xạ tự nhiên và nguồn phóng xạ nhân tạo do con người tạo ra trong quá trình ứng dụng năng lượng hạt nhân trong các lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông-vận tải, y-sinh học và các loại hình nghiên cứu và phát triển khác

1.1.1.1 Nguồn gốc từ các chuỗi phóng xạ tự nhiên

Trong môi trường, các nhân phóng xạ tự nhiên có 3 nguồn phát sinh, đó là (i) các nhân phóng xạ nguyên thủy; (ii) các nhân phóng xạ sinh ra từ các chuỗi phóng xạ tự nhiên; (iii) các nhân phóng xạ sinh

ra từ các phản ứng hạt nhân trong vũ trụ

Nguồn phóng xạ nguyên thủy bao gồm các nhân tồn tại từ khi hình thành Trái Đất là kết quả của hiện tượng giãn nở vũ trụ (Big Bang) Chúng có chu kỳ bán rã dài ngang với tuổi của Trái Đất vào khoảng 4,5×109 năm, đó là các đồng vị kali-40 (40K), vanadi-50 (50V), rubidi-87 (87Rb), cadimi-113 (113Cd), indi-115 (115In), Nguồn phóng xạ tự nhiên từ chuỗi phóng xạ: đây là các nhân phóng xạ được sinh ra liên tiếp từ quá trình phân rã phóng xạ tự nhiên Có ba chuỗi phóng xạ tự nhiên, tương ứng với đầu họ là Urani-238, Urani-235 và Thori -232.Trong chuỗi phóng xạ tự nhiên

238

U có 218Po, 214Po và 210Po; Trong chuỗi phóng xạ tự nhiên 235U có

215

Po; Trong chuỗi phóng xạ tự nhiên 232Th có 216Po và 212Po

1.1.1.2 Nguồn gốc từ các phản ứng hạt nhân trong vũ trụ

Không khí, chủ yếu là nitơ và ôxy trên bề mặt Trái Đất liên tục bị tương tác bởi các hạt như nơtron, proton, meson năng lượng cao từ bên ngoài khoảng không vũ trụ Sự tương tác của các tia vũ trụ/dòng

1.1.1.3 Nguồn phóng xạ nhân tạo

Các nhân phóng xạ nhân tạo có mặt trong hệ sinh thái trên Trái

đất từ ba nguồn chính, đó là:

- Từ các vụ thử vũ khí hạt nhân,

- Từ các tai nạn nhà máy điện hạt nhân như vụ nổ nhà máy điện

hạt nhân Chernobyl (Ucraina) năm 1986 và tai nạn nhà máy điện hạt

nhân Fukushima (Nhật bản) năm 2011 do động đất và sóng thần ,

- Từ nguồn thải lỏng và khí của các nhà máy điện hạt nhân cũng

như các cơ sở tái chế vật liệu hạt nhân, ví dụ như Sellafield ở Anh và

Cap de la Hague ở Pháp [117]

1.1.2 Ảnh hưởng của nhân phóng xạ đến sức khỏe con người

Có hai cơ chế làm phát sinh bệnh tật do bức xạ ion hóa là cơ chế

trực tiếp và cơ chế gián tiếp Cơ chế trực tiếp là do năng lượng của bức

xạ tác động trực tiếp lên cấu trúc của tế bào làm thay đổi cấu trúc nhân

tế bào Cơ chế gián tiếp là năng lượng của bức xạ trước tiên ion hóa

phân tử nước (đến 70% thể trọng cơ thể) tạo ra các gốc tự do có tính

ôxy hóa rất mạnh có khả năng ôxy hóa cấu trúc của tế bào

1.2 Giới thiệu về Poloni-210

1.2.1 Nguồn gốc poloni trong biển và đại dương

lắng sol khí từ tầng bình lưu (1-5%) và từ tầng đối lưu [90], trong đó

tro bụi từ phun trào núi lửa cung cấp đến khoảng 50% lượng 210Po

trong tầng đối lưu [124], phần 210Po còn lại trong đại dương là từ

chuỗi phân rã phóng xạ tự nhiên 238U từ đất liền rồi lan truyền trong

khí quyển cùng với sự chuyển dịch của các khối không khí

1.2.1.2 Nguồn gốc nhân tạo

Poloni-210 có thể được tổng hợp trong lò phản ứng hạt nhân

bằng cách cho chùm nơtron nhanh bắn vào bia bismut-209 (209Bi) để

tạo ra bismut-210 (210Bi) mà sau đó qua phân rã beta sẽ tạo ra

poloni-210 Ngoài ra, hoạt động của con người có thể gián tiếp làm tăng

1.2.2 Đặc điểm của Poloni

1.2.2.1 Đặc điểm hóa - lý

Poloni (Po), số nguyên tử Z = 84, khối lượng nguyên tử gần bằng 209, là một kim loại màu xám bạc, thuộc nhóm VI của Bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học Mendeleev Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của poloni, tương ứng là 254°C và 962°C Tuy nhiên, ngay cả ở nhiệt độ phòng (25°C) thì 50% lượng poloni sẽ bốc hơi trong 45 giờ dưới dạng phân tử kép PO2 [124]

Poloni có một số trạng thái ôxi hóa là −II, + II, + IV và + VI, trong đó trạng thái IV là bền nhất trong dung dịch nước Poloni tạo thành các muối tan với clorua, bromua, axetat, nitrat và các anion vô

cơ khác Một trong các tính chất hóa học quan trọng của poloni là sự thủy phân tương tự như hầu hết các nguyên tố nhóm IV và tạo kết tủa hydroxit

1.2.2.2 Đặc tính của Poloni-210 trong môi trường tự nhiên và nước

Poloni-210 tồn tại trong môi trường nước tự nhiên chủ yếu ở dạng Po(IV) Do sự thủy phân một phần của Po(IV) nên hình thành các keo phóng xạ và nó có tính ái lực cao với các hạt lơ lửng trong nước Poloni-210 bị hấp phụ mạnh lên bề mặt các hạt keo lơ lửng có bản chất là khoáng chất hoặc vật chất hữu cơ

1.2.2.3 Đặc điểm hóa phóng xạ của poloni

Cho đến nay, poloni được biết có 42 đồng vị với nguyên tử khối

từ 186 đến 227 đơn vị khối lượng [123] và tất cả đều có tính phóng

xạ Trong tự nhiên, poloni được tìm thấy có 7 đồng vị, trong đó phổ biến nhất là đồng vị 210Po Poloni-210 là nhân phóng xạ phát hạt alpha có năng lượng là 5,29 MeV và chu kỳ bán rã là 138,4 ngày Năng lượng giật lùi của 210Po sau phân rã được phát ra dưới dạng tia gamma có năng lượng 0,803 MeV và suất ra rất thấp (1.23×10-5

)

1.2.2.4 Quá trình sinh -địa hóa của poloni

Tuy 210Po là sản phẩm phân rã beta trực tiếp của chì-210 (210Pb) nhưng hình thái sinh-địa hóa của hai nhân 210

Po và 210Pb trong môi trường thủy quyển lại rất khác nhau Poloni-210 rất dễ dàng tách khỏi pha nước và bám vào các hạt lơ lửng, trong khi đó phần lớn

1.2.2.5 Sự tái nhập poloni từ trầm tích yếm khí vào pha nước

Phần lớn những nghiên cứu gần đây liên quan đến tác động môi trường do ô nhiễm poloni đã chú ý đến nguyên nhân sự tái nhập của

210

Po từ lớp trầm tích yếm khí vào pha nước

Cho đến nay vẫn có rất ít thông tin được công bố về khả năng tái nhập 210Po từ trầm tích đáy vào nước biển ven bờ Trong 3 thập

kỷ gần đây những nghiên cứu về hình thái của 210Po và 210Pb trong môi trường biển cho thấy còn nhiều vấn đề liên quan đến tính chất sinh- địa hóa đại dương của hai nhân phóng xạ này, đặc biệt là poloni chưa được làm rõ

1.2.3 Hấp thu 210 Po của sinh vật biển

1.2.3.1 Làm giàu 210 Po trong các sinh vật biển theo bậc dinh dưỡng

Poloni nằm trong nhóm VI của Bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố nên nó có tính chất hóa học tương tự như S, Se và Te [91] nhưng hình thái sinh hóa trong cơ thể sống của nó lại khác biệt so với S, Se và Te [23, 26, 119] Mặc dù 210Po là chất độc phóng xạ ngay cả ở mức nồng độ rất thấp nhưng so với 210Pb là “mẹ” sinh ra

210

Po thì các sinh vật biển lại ưu tiên đồng hóa nhân phóng xạ “con” hơn là đồng hóa nhân phóng xạ “mẹ”, tức là 210Po được tích tụ sinh học mạnh hơn [23, 26, 29, 40]

1.2.3.2 Vận chuyển 210 Po theo chuỗi thức ăn

Hấp thu sinh học vật chất từ môi trường có thể xảy ra thông qua

ba con đường là (i) hấp thu trực tiếp các dạng hòa tan trong nước biển; (ii) ăn các dạng bám trên các hạt trầm tích; (iii) ăn các loại mồi

bị nhiễm [16] Hấp thu 210Po của các sinh vật được cho là bắt đầu từ thức ăn [26] Poloni-210 rất ít hòa tan ở trong nước biển mà chủ yếu tồn tại trong cột nước khi đã hấp phụ trên các hạt lơ lửng [60, 78, 81,

106, 115]

1.2.4 Cơ chế xâm nhập 210 Po vào cơ thể con người

Nồng độ hoạt độ của 210Po trong các mô đã được đánh giá cho công chúng ở các nước như Anh, Mỹ và Liên Xô cũ [24, 32, 126] Nồng độ hoạt độ 210Po trong xương dao động từ 1295 - 1480 Bq kg-1

, cao hơn nồng độ hoạt độ 210

Po trong mô mềm do có sự gia tăng và bẫy vật lý của 210Po được hình thành từ phân rã 210Pb bên trong xương Tuy nhiên, không giống như 210Pb có thời gian bán phân rã sinh học tương đối dài trong xương, khoảng 50% 210

Po tạo ra từ phân rã 210Pb được vận chuyển đến các mô mềm và sau đó mới được bài tiết

1.3 Nghiên cứu 210 Po trong môi trường nước biển

1.3.1 Nghiên cứu trên thế giới

1.3.1.1 Nghiên cứu sự phân bố và tích lũy sinh học của 210 Po trong môi trường nước biển

Trong các nghiên cứu sinh thái phóng xạ các nhân phóng xạ nói chung và 210Po nói riêng trong môi trường biển và đại dương, các nhà khoa học trên thế giới và Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) đã sử dụng hệ số phân bố (Kd) và hệ số tích lũy (CF) để đánh giá hành vi trong môi trường và khả năng tích lũy sinh học của các nhân phóng xạ từ môi trường nước biển vào sinh vật sống [54]

1.3.1.2 Poloni-210 trong nước biển

Trong nước biển 210

Po có thể tồn tại ở các trạng thái ôxi hóa -II, +II, +IV và +VI Trong môi trường có đủ ô xi, trạng thái hóa trị +IV dạng Po(OH)4 được coi là dạng bền hơn cả Trong môi trường axit yếu hoặc trung tính, poloni bị thủy phân thành PoO(OH)+, PoO(OH)2

và PoO2 Trong môi trường kiềm, PoO3

là dạng chiếm ưu thế Poloni trong môi trường nước tự nhiên rất dễ hòa tan và có xu hướng hình thành các keo tụ bị bắt giữ bởi các hợp chất hữu cơ như humic hoặc hấp phụ trên các hạt lơ lửng, các ôxy-hydroxit sắt và mangan

1.3.1.3 Poloni-210 trong trầm tích

Cho đến nay vẫn còn có ít dữ liệu về nồng độ hoạt độ của 210

Po trong trầm tích biển nhưng nói chung giá trị này có thể thay đổi trong một khoảng rất rộng phụ thuộc vào vị trí địa lý và ít thay đổi theo mùa ở một vị trí nhất định [45]

Trong trầm tích ở những khu vực bị ảnh hưởng bởi các ngành công nghiệp có liên quan đến sử dụng quặng phosphat nồng độ hoạt

độ của 210Po đo được là từ 12 đến 238 Bq kg-1

dw, giá trị này có thể còn cao hơn ở một số địa phương, thậm chí cao đến mức 1000 Bq kg- 1

dw [36, 49, 60]

1.3.1.4 Poloni-210 trong tảo

Nồng độ hoạt độ 210Po trong tảo ghi nhận được dao động trong khoảng từ 3 đến 22 Bq kg-1dw ở phía Tây eo Biển Channel (nằm giữa

bờ biển phía Nam của Anh Quốc và phía bắc nước Pháp), từ 3 đến

50 Bq kg-1dw ở các vị trí ven bờ xung quanh Ireland và Vương quốc Anh [36, 60, 82, 126]

1.3.1.5 Poloni-210 trong sinh vật biển

Các kết quả đã công bố cho thấy trong cơ thể các loài sinh vật biển có sự khác biệt về nồng độ hoạt độ của 210Po và mức độ thay đổi

nồng độ hoạt độ của 210Po có liên quan chặt chẽ đến chế độ tiêu hóa của chúng [35, 65]

Nồng độ hoạt độ 210Po trong sinh vật giáp xác sống ở môi trường biển khơi thường cao hơn so với nồng độ hoạt độ 210Po trong sinh vật sống ven bờ hoặc cửa sông và nồng độ hoạt độ 210Po tăng cao trong các loài sinh vật tầng đáy có chế độ ăn bao gồm cả hạt lơ lửng và những viên phân của các sinh vật khác thải ra [52] Nồng độ hoạt độ của 210Po trong cá ở khoảng từ 1 đến 4 Bq kg-1dw

1.3.2 Nghiên cứu ở Việt Nam

Cho đến nay ở Việt Nam chưa có một công bố chính thức nào

về đánh giá hiện trạng phân bố 210Po giữa trầm tích, nước và sinh vật

ăn hút đáy hay tôm, cá và đánh giá liều bức xạ chiếu trong của poloni-210 do ăn hải sản của công chúng Việt Nam Có một số công trình đã công bố liên quan đến ứng dụng cân bằng phóng xạ giữa

210

Po và 210Pb để xác định nồng độ hoạt độ của 210

Pb trong các lớp trầm tích phục vụ các nghiên cứu về tốc độ bồi lấp cửa sông, bến cảng [5, 6, 7, 35]

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu

Để nghiên cứu, đánh giá khả năng vận chuyển 210

Po từ môi trường nước và trầm tích biển ven bờ vào loài nhuyễn thể hai mảnh

vỏ, luận án đã lựa chọn ngao (Meretrix meretrix) và hàu (Crassostrea gigas) là đối tượng nghiên cứu:

Thứ nhất, ngao (Meretrix meretrix) và hàu (Crassostrea gigas)

thuộc loài động vật hai mảnh vỏ ăn bằng lọc, thường được sử dụng như là các chỉ thị ô nhiễm thủy quyển đối với các kim loại nặng, dầu-

mỡ và hợp chất hữu cơ kỵ nước (HOC) [46]

Thứ hai, ở Việt Nam, ngao (Meretrix meretrix) và hàu

(Crassostrea gigas) là loại thực phẩm được dùng phổ biến trong bữa

ăn hàng ngày của người dân bởi chúng có giá trị dinh dưỡng cao, dễ chế biến mà giá thành lại rẻ Do đó, quy hoạch nuôi trồng hai loại hải sản này dọc ven biển vịnh Bắc Bộ đến năm 2020 sẽ được mở rộng lên tới 12695 ha với sản lượng đạt 200250 tấn [11]

2.1.2 Lựa chọn địa điểm nghiên cứu

Để nghiên cứu sự phân bố của 210

Po trong môi trường nước - trầm tích biển ven bờ và một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ tại vùng biển

duyên hải Bắc Bộ, luận án đã lựa chọn ba tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng

và Thái Bình thuộc vùng biển duyên hải Bắc Bộ làm địa điểm nghiên cứu bởi các tỉnh này có các đặc trưng về điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội khác nhau

2.2 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Nghiên cứu sự phân bố giữa pha nước - trầm tích

của 210Po tại vùng biển duyên hải Bắc Bộ và đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường đến sự phân bố 210Po trong môi trường nước biển ven bờ

Nội dung 2: Xác định nguồn gốc của 210Po ở trong môi trường nước biển duyên hải Bắc Bộ;

Nội dung 3: Nghiên cứu khả năng tích lũy sinh học 210Po của một

số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ và đánh giá ảnh hưởng một số yếu tố môi trường tới khả năng tích lũy sinh học của chúng

Nội dung 4: Xác định mức đóng góp của nhân phóng xạ 210Po trong liều chiếu hiệu dụng trong đối với công chúng trưởng thành vùng đồng bằng Bắc Bộ do tiêu thụ thực phẩm bao gồm hàu và ngao nhiễm đồng vị phóng xạ 210

Po

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu sự phân bố 210

Po giữa trầm tích ven bờ và một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ tại vùng biển duyên hải Bắc Bộ, luận án

sử dụng phương pháp nghiên cứu thực địa trên đối tượng và địa điểm nghiên cứu đã xác định ở trên

2.3.1 Phương pháp lấy mẫu hiện trường

Để đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường đến sự phân bố của 210Po trong môi trường nước biển ven bờ, trầm tích và động vật hai mảnh vỏ, Luận án lựa chọn thời gian hai đợt lấy mẫu là cuối mùa mưa năm 2014 và cuối mùa khô năm 2015

Tổng số lượng mẫu lấy nghiên cứu phân tích hoạt độ phóng xạ

2.3.2 Phương pháp xử lý mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm

Tại phòng thí nghiệm, các mẫu nghiên cứu được xử lý theo quy trình quy định để xác định hoạt độ phóng xạ 210Po

Quy trình phân tích hoạt độ 210Po trong các mẫu nước, mẫu trầm tích và mẫu hàu, ngao tại phòng thí nghiệm của Viện Khoa học và

Kỹ thuật Hạt nhân (Hà Nội) và Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt được thực hiện dựa trên cơ sở các hướng dẫn của IAEA

Chương trình đảm bảo và kiểm soát chất lượng phân tích xử dụng các mẫu chuẩn của IAEA và Mỹ

Quy trình xử lý mẫu để xác định liều chiếu trong đối với công chúng ở khu vực do ăn lương thực-thực phẩm nhiễm các nhân phóng

xạ tự nhiên, bao gồm các nhân của chuỗi urani trong đó có 210Po,

210

Pb và không từ chuỗi phóng xạ như 40K cũng như các nhân phóng

xạ nhân tạo như 137Cs, 239+240Pu phải đảm bảo nguyên tắc: lương thực

và thực phẩm phải được chế biến tương tự như người Việt Nam chuẩn bị cho bữa ăn đơn giản và lương thực-thực phẩm phải ở dạng

2.3.4 Phương pháp đánh giá khả năng tích lũy sinh học 210

Po

từ môi trường nước vào trong hàu, ngao thông qua hệ số CF

Trong báo cáo mới nhất của IAEA [57], hệ số tích lũy CF được định nghĩa như sau:

Trong đó: Csinh khối thuỷ sinh là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong mô sinh vật tính bằng Bq kg-1fw; Cnước là nồng độ hoạt độ của nhân đó trong pha nước biển tính bằngBq L-1)

2.3.5 Phương pháp đánh giá liều chiếu trong đối với công chúng do ăn lương thực-thực phẩm nhiễm phóng xạ tự nhiên

Liều hiệu dụng trung bình năm do ăn lương thực - thực phẩm nhiễm phóng xạ tự nhiên 238U, 232Th và các con cháu phân rã phóng xạ của chúng cũng như 137Cs và 40K được đánh giá theo công thức sau [118]:

Trong đó i biểu thị cho một nhóm thực phẩm (gạo, thịt, rau, v.v…); Qi và Ci,r biểu thị cho khẩu phần ăn (kg năm-1) và nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ r trong nhóm thực phẩm i (Bq kg-1) và gr

là hệ số chuyển đổi từ đơn vị hoạt độ (Bq) sang đơn vị liều (Sv) đối với nhân phóng xạ r khi đã xâm nhập vào cơ thể qua đường tiêu hóa (Sv Bq-1)

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1 Sự phân bố của 210 Po trong môi trường trầm tích - nước biển ven bờ khu vực nghiên cứu

3.1.1 Nồng độ hoạt độ của 210 Po trong nước biển ven bờ

Bảng 3.1 Nồng độ hoạt độ 210

Po trong nước biển ven bờ khu vực

Từ hình 3.1 nhận thấy nồng độ hoạt độ 210Po tại các địa điểm lấy mẫu ở Quảng Ninh cao hơn so với các địa điểm ở Thái Bình và đảo Cát Bà (Hải Phòng), đặc biệt là vào mùa mưa Nguyên nhân có thể là các hoạt động khai thác than từ lòng đất đã góp phần làm tăng nồng

độ hoạt độ 210Po trong môi trường nước biển ven bờ khu vực Quảng Ninh so với khu vực nghiên cứu khác

3.1.2 Nồng độ hoạt độ của 210 Po trong trầm tích biển ven bờ

Từ Bảng 3.2 ta thấy, nồng độ hoạt độ 210Po trong trầm tích biển khu vực nghiên cứu có giá trị từ 106 Bq kg-1

dw đến 196 Bq kg-1dw

Hình 3.1 Nồng độ hoạt độ

210Po trong nước biển ven bờ

(mBq L-1)