MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây đã liên tiếp xảy ra các sự cố về phóng xạ gây ra những hậu quả khôn lường ảnh hưởng đến sức khoẻ con người cũng như môi trường sống. Chính vì vậy việc nghiên cứu điều tra, đánh giá môi trường phóng xạ có vai trò rất quan trọng và cấp thiết đối với việc kiểm soát, cải thiện môi trường nói chung và môi trường phóng xạ nói riêng. Hoạt động khai thác nguồn sa khoáng titan ven biển phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế- xã hội ngày càng gia tăng mà không có sự quản lý và kiểm soát nguồn phóng xạ trong các thành tạo sa khoáng này.
Nhằm góp phần bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên, đề tài “Đánh giá hiện trạng môi trường phóng xạ tại khu vực khai thác mỏ titan Kỳ Khang, tỉnh Hà Tĩnh” được lựa chọn để tiến hành nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được hiện trạng phông phóng xạ, hiện trạng suất liều chiếu ngoài, hiện trạng liều chiếu trong qua đường hô hấp (khí Rn) và hiện trạng tổng liều chiếu tại khu vực khai thác mỏ titan Kỳ Khang, tỉnh Hà Tĩnh. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, đề tài đề xuất các giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý nguồn khoáng sản có chứa phóng xạ này, tránh và giảm thiểu các rủi ro ô nhiễm môi trường trong quá trình khai thác và sử dụng. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1.
Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới Sau khi phát minh ra hiện tượng phóng xạ (Becquerel - 1896) người ta cũng đã xác định được các bằng chứng về tác hại tương tự của các bức xạ phóng xạ đối với người làm việc với các chất phóng xạ. Chính vì vậy cần thiết phải bảo vệ và xác định các điều kiện an toàn cho những người trực tiếp làm việc hoặc có tiếp xúc ngẫu nhiên với các bức xạ ion hóa. 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. Năm 1990, một bước tiến quan trọng nhằm đi tới sự thống nhất quốc tế về an toàn bức xạ đã được xúc tiến: thành lập Ủy ban hỗn hợp giữa các Tổ chức Quốc tế về An toàn Bức xạ (IACRS) với sự tham gia của các tổ chức sau: 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).
Năm 1996, dưới sự đồng bảo trợ của FAO, IAEA, ILO, OECD/NEA, Tổ chức Y tế Liên Mỹ (PAHO), WHO, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế xuất bản bộ “Tiêu chuẩn quốc tế cơ bản về bảo vệ bức xạ ion hóa và an toàn đối với nguồn bức xạ” nhằm đạt được sự thống nhất quốc tế về các tiêu chuẩn bảo vệ bức xạ và an toàn đối với các nguồn bức xạ. Các nước như Mỹ, Pháp, Liên Xô trước kia - CHLB Nga ngày nay, Trung Quốc đều đề ra các tiêu chuẩn an toàn bức xạ, nghiên cứu các phương pháp và thiết bị điều tra đánh giá mức độ ô nhiễm phóng xạ: 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Bộ Y tế Liên Xô đã xuất bản bộ “Tiêu chuẩn an toàn bức xạ” HbP-69 (năm 1969), HbP - 76/87 (năm 1988) và “Các nguyên tắc vệ sinh chủ yếu làm việc với các chất phóng xạ và với các nguồn bức xạ ion hóa OCII - 72/87” (năm 1988). - Bộ Công nghiệp Trung Quốc đã xuất bản bộ “Tiêu chuẩn bảo vệ an toàn phóng xạ các sản phẩm vật liệu khoáng chất thiên nhiên: JC518-93” (năm 1993). Hàng năm các nước có hoạt động khai thác khoáng sản phóng xạ đều phải có báo cáo gửi đến UNSCEAR theo các biểu mẫu quy định và được cơ quan này xuất bản và gửi đến các quốc gia thành viên (ví dụ IAEA-TECDOC-1244.
Tất cả các nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên gây ra cho con người một liều chiếu bức xạ nhất định. Các nguyên tố phóng xạ phát ra các bức xạ ion hoá và nếu chúng ở bên ngoài cơ thể của con người sẽ gây ra một liều chiếu ngoài; các nguyên tố phóng xạ cũng có thể xâm nhập vào trong cơ thể của con người qua đường hô hấp và tiêu hoá gây nên một liều chiếu trong. Đóng góp lớn nhất vào liều chiếu, phải kể đến khí radon và các con cháu của nó. Tổ chức UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) năm 2000 đã thống kê và cho thấy đóng góp của radon vào liều chiếu bức xạ cho con người gây bởi các bức xạ tự nhiên lên tới 50%.
Chính vì thế radon có thể được xem như là một nguồn phóng xạ tự nhiên ảnh hưởng lớn nhất đến sức khoẻ con người. Ảnh hưởng của bức xạ tự nhiên đối với sức khoẻ con người là rất lớn. Việc biết và kiểm soát ảnh hưởng của nó đến chất lượng cuộc sống là cần thiết. Ở các nước có nền kinh tế phát triển như Mỹ, Liên Xô (cũ), Anh.
đã đầu tư nghiên cứu xác định phông bức xạ tự nhiên, cũng như xác định tổng liều chiếu hàng năm từ những năm 80 của thập kỷ 20. Năm 1980, Mỹ đã công bố tài liệu đánh giá tổng liều chiếu hàng năm của phông bức xạ tự nhiên lên cơ thể con người trên toàn nước Mỹ (bảng 1. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tổng liều chiếu hàng năm của phông bức xạ tự nhiên Mỹ [8] Nguồn bức xạ Suất liều chiếu (mSv/người) - Bức xạ tia vũ trụ 0,45 - Bức xạ trên mặt đất + Chiếu ngoài 0,6 + Chiếu trong 0,25 Tổng cộng 1,30 Năm 1987, nước Mỹ đã công bố tài liệu điều tra chi tiết về việc đánh giá liều chiếu hiệu dụng trung bình hàng năm của phông bức xạ tự nhiên lên cơ thể con người trên toàn nước Mỹ (bảng 1.
Liều chiếu hiệu dụng trung bình năm của phông bức xạ tự nhiên của Mỹ [8] Liều hiệu dụng trung bình hàng năm Nguồn bức xạ Sv mrem - Hít thở (radon và các sản phẩm phân rã) 2000 200 - Các nuclít phóng xạ lắng đọng bên trong 390 39 cơ thể (40K, 210Po) - Bức xạ trên mặt đất 280 28 - Bức xạ vũ trụ 270 27 - Bức xạ trong khí quyển (14C) 10 1 Tổng cộng 3000 = 3mSv 300 Năm 1987, Liên Xô cũ đã công bố tài liệu giá trị suất liều hiệu dụng tương đương hàng năm từ các nguồn bức xạ tự nhiên tại các vùng có phông bình thường (bảng 1. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Liều chiếu hiệu dụng trung bình năm của phông bức xạ tự nhiên của Liên Xô cũ [8] Liều chiếu ngoài Liều chiếu trong Nguồn bức xạ Tổng liều (mSv) (mSv) (mSv) Bức xạ vũ trụ - Thành phần ion hoá 0,280 0,280 - Thành phần điện tử 0,021 0.021 Các nuclít vũ trụ 0,015 0,015 Các nuclít phóng xạ tự nhiên: 40 K 0,120 0,180 0,300 87 Rb 0,006 0,006 Dãy Uran 0,09 0,947 1,037 238 U 234U 0,010 238 U234U 230 Th 226Ra 0,007 230Th 222 Rn214Po 0,800 222 Rn224Ra 210 Pb210Po 0.130 210 Pb210Po Dãy thori 0,14 0,186 0,326 232 Th; 228Ra224Ra 0,003 232Th 220 Rn208Tl 0,013 228 Ra224Ra 0,170 220 Rn208Tl Tổng cộng 0,651 1,334 1,985 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Năm 1988, Uỷ ban Năng lượng quốc tế (IAEA) đã công bố suất liều hiệu dụng trung bình hàng năm cho toàn thế giới từ các nguồn bức xạ tự nhiên (bảng 1. Liều chiếu hiệu dụng trung bình hàng năm cho toàn thế giới từ các nguồn bức xạ tự nhiên [8] Nguồn bức xạ Chiếu ngoài (mSv) Chiếu trong (mSv) Tổng liều chiếu (mSv) + Các tia vũ trụ 0,410 0,41 + Các nuclít phóng xạ 0,015 0,015 trong vũ trụ + Các nguồn tự nhiên 40K 0,150 0,18 0,330 Dãy 238U 0,100 1,239 1,339 Dãy 232Th 0,160 0,176 0,336 Tổng cộng 0,820 1,616 2,436 Từ năm 1993, các nước Bắc Âu gồm: Đan Mạch, Phần Lan, Na Uy, Ailen và Thụy Điển đã công bố kết quả điều tra suất liều hiệu dụng của phông bức xạ tự nhiên trung bình hàng năm lên cộng đồng (bảng 1.
Suất liều hiệu dụng của phông bức xạ tự nhiên trung bình hàng năm lên cộng đồng ở một số quốc gia Bắc Âu [8] Phần Loại nguồn Thụy Điển Đan Mạch Na Uy Ailen Lan - Bức xạ gamma từ đất, 0,5 0,5 0,3 0,5 0,2 vật liệu xây dựng (mSv) - Hàm lượng radon trong 2,0 1,9 1,0 1,7 0,2 nhà và nơi làm việc (mSv) - Các nguyên tố phóng xạ 0,3 0,3 0,30 0,35 0,3 trong cơ thể (mSv) - Bức xạ vũ trụ (mSv) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Tổng cộng (mSv) 3,1 3,0 1,9 2,85 1,0 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Năm 2005, Uỷ ban châu Âu đã công bố suất liều hiệu dụng trung bình hàng năm trên thế giới (tài liệu điều tra năm 2000) bức xạ tự nhiên và bức xạ nhân tạo gây ra (bảng 1. Suất liều hiệu dụng trung bình hàng năm trên thế giới [8] Nguồn bức xạ Suất liều (mSv) % Phông tự nhiên (Natural Background) – 2,4 46,07 (Tổng tất cả các loại nguồn) Hít thở (chủ yếu radon) 1,2 23,04 Các tia gamma mặt đất 0,5 9,60 Các tia vũ trụ 0,4 7,68 Tiêu hoá 0,3 5,76 Chẩn đoán y học 0,4 7,68 Thử hạt nhân trong khí quyển 0,005 0,10 Biến cố Chernobyl 0,002 0,04 Nhà máy điện nguyên tử 0,002 0,04 Tổng suất liều/năm 5,209 100 Cùng với việc đo đạc, tính toán xác định suất liều chiếu hiệu dụng hàng năm lên cộng đồng dân cư cho từng quốc gia và cho từng vùng, một số nước đã công bố bản đồ phông bức xạ tự nhiên trên mạng internet như: - Phân vùng các mức bức xạ tự nhiên của Nhật Bản năm 2007 (hình 1.1): Dựa vào các mức bức xạ tự nhiên, Nhật Bản chia toàn lãnh thổ ra làm 3 vùng với các giá trị bức xạ tự nhiên khác nhau; 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phân vùng các mức bức xạ tự nhiên Nhật Bản [8] 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công bố “Các nguồn bức xạ tự nhiên” vào năm 2007 phân chia toàn Ấn Độ thành 14 vùng có các giá trị bức xạ tự nhiên khác nhau (hình 1.