Đề tài Luận Văn: "NGHIÊN CỨU SỰ VẬN CHUYỂN NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ TỪ ĐẤT LÊN THỰC VẬT" được thực hiện bởi Sinh viên Khoa Vật lý Vật lý Hạt Nhân của Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TPHCM. Môi trường xung quanh chúng ta luôn tồn tại các đồng vị phóng xạ, có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo. Các nguồn phóng xạ tự nhiên phổ biến nhất là do sự phong hóa quặng khoáng, sự xói mòn và sự phun trào của núi lửa, trong khi nguồn phóng xạ nhân tạo bao gồm quá trình sản xuất và thử nghiệm vũ khí hạt nhân, hầm chứa chất thải phóng xạ và các sự cố hạt nhân. Các nguồn phóng xạ nhân tạo tiềm năng khác là đốt than, sản xuất xi măng, sản xuất phân bón phosphate và nguồn phóng xạ sử dụng trong y khoa. Ướ c tính r ằng con ngườ i chịu tác động từ phóng xạ tự nhiên là 79%, từ phóng xạ nhân tạo sử dụng trong y khoa là 19% và do sự rò rỉ phóng xạ từ các nhà máy hạt nhân và thử nghiệm vũ khí hạt nhân là 2% 11.Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, thực vật hấp thu các đồng vị phóng xạ tự nhiên hay nhân tạo ở môi trường xung quanh. Vì thế, trong thực vật vẫn tồn tại một lượng phóng xạ tự nhiên, nhân tạo nhất định nhưng tùy mức độ phóng xạ mà có sự ảnh hưởng khác nhau đến sức khỏe con người. Tuy nhiên, tình hình phông nền phóng xạ ngày càng tăng do các sự cố rò r ỉ hạt nhân, ô nhiễm môi trường do sự khai thác quặng và tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện mà các đồng vị phóng xạ tự nhiên, nhân tạo có thể phát tán vào đất trồng, nước tưới, không khí và lắng động trên bề mặt lá. Từ đó gây nguy cơ nhiễm bẩn phóng xạ ở thực vật. Theo IAEA, mô hình Đất Thực vật Con người là con đường tác động chính của phóng xạ đối với con người. Một khi đồng vị phóng xạ được hấp thụ bởi thực vật, chúng sẽ thông qua gián tiếp chuỗi thức ăn đi vào cơ thể động vật và cuối cùng là con người hoặc một cách trực tiếp khi con người ăn rau xanh. Giống như kim loại nặng, đồng vị phóng xạ khó có thể được làm giảm một cách tự nhiên hay nhân tạo. Vì thế, các đồng vị phóng xạ trở thành yếu tố gây nguy hiểm đến sức khỏe người dân khi bị phơi nhiễm hoặc khi sử dụng các loại thực vật bị nhiễm bẩn phóng xạ.Từ những nhận định trên, đề tài: “Nghiên cứu sự vận chuyển phóng xạ từ đất lên thực vật ” có ý nghĩa và rất cần thiết để bước đầu thực hiện đánh giá hoạt độ của các đồng vị phóng xạ trong đất và trong cây trồng, đánh giá sự vận chuyển đồng vị phóng xạ từ đất lên các loại cây khác nhau. Từ đó tính toán và đánh giá tác động của các đồng vị phóng xạ trong thực vật đến sức khỏe người tiêu dùng.Qua đó, đề tài góp phần đóng góp cơ sở dữ liệu về phông nền phóng xạ của đất nông nghiệp và rau khi có sự cố về phóng xạ, đóng góp cho những nghiên cứu tương lai trong việc sử dụng thực vật trong công nghệ cải tạo ô nhiễm môi trường.
ĐẠII HỌ ĐẠ HỌC QUỐ QUỐC GIA THÀNH PHỐ PHỐ H HỒ Ồ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌ HỌC KHOA HỌ HỌC TỰ TỰ NHIÊN NHIÊN KHOA VẬ VẬT LÝ – LÝ – VẬ VẬT LÝ K Ỹ THU THUẬ ẬT BỘ MÔN VẬ VẬT LÝ HẠ HẠT NHÂN KHÓA LUẬ LUẬN TỐ TỐT NGHIỆP NGHIỆP ĐẠI ĐẠI HỌ HỌC ĐỀ TÀI: ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨ CỨ U SỰ SỰ VẬ VẬN CHUYỂ CHUYỂN NGUYÊN TỐ TỐ PHÓNG XẠ XẠ T TỪ Ừ ĐẤ ĐẤT T LÊN THỰ THỰ C VẬ V Ậ T SVTH: Bùi Ngọ Ngọc Thiệ Thiện CBHD: PGS TS Trương Thị H Thị Hồồng Loan CBPB: ThS Huỳ Huỳnh Nguyễ Nguyễn Phong Thu TP HỒ HỒ CHÍ MINH – MINH – THÁNG NĂM 2019 2019 ĐẠII HỌ ĐẠ HỌC QUỐ QUỐC GIA THÀNH PHỐ PHỐ H HỒ Ồ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌ HỌC KHOA HỌ HỌC TỰ TỰ NHIÊN NHIÊN KHOA VẬ VẬT LÝ – LÝ – VẬ VẬT LÝ K Ỹ THU THUẬ ẬT BỘ MÔN VẬ VẬT LÝ HẠ HẠT NHÂN KHÓA LUẬ LUẬN TỐ TỐT NGHIỆP NGHIỆP ĐẠI ĐẠI HỌ HỌC ĐỀ TÀI: ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨ CỨ U SỰ SỰ VẬ VẬN CHUYỂ CHUYỂN NGUYÊN TỐ TỐ PHÓNG XẠ XẠ T TỪ Ừ ĐẤ ĐẤT T LÊN THỰ THỰ C VẬ V Ậ T SVTH: Bùi Ngọ Ngọc Thiệ Thiện CBHD: PGS TS Trương Thị H Thị Hồồng Loan CBPB: ThS Huỳ Huỳnh Nguyễ Nguyễn Phong Thu TP HỒ HỒ CHÍ MINH – MINH – THÁNG NĂM 2019 LỜ I CẢ CẢM ƠN ƠN Để hồn thành đượ c khóa luận tốt nghiệp này, em nhận đượ c sự quan tâm giúp đỡ tt ận tình Q Thầy Cơ, anh chị, gia đình bạn bè Em xin bày tỏ lịng trân tr ọng cảm ơn đến: Cô PGS TS Trương Thị Hồng Loan người truyền đạ t kiến thức kinh nghiệm quý báu trình th ực khóa luận Cơ người tận tình chỉnh s ửa đóng góp ý kiến giúp em hồn thành khóa lu ận m ột cách tốt Cô ngườ i cho em lờ i khuyên hữu ích học tậ p sống Anh Vũ Ngọc Ba, k ỹ thuật viên Phịng Thí nghiệm K ỹ thuật Hạt nhân, hướ ng ng dẫn tận tình truyền đạt kiến thức quý báu trình thực khóa luận Anh giành nhiều thờ i gian tâm huyết giúp em hồn thành khóa lu ận Anh cũng tin tưở ng ng tạo điều kiện r ất nhiều để em có thể thử thách thân tậ p nghiên cứu môi trườ ng ng học thuật Chị Huỳnh Nguyễn Phong Thu, k ỹ thuật viên Phịng Thí nghiệm K ỹ thuật Hạt nhân, chỉnh sửa khóa luận r ất ất chu đáo đưa nhữ ng góp ý r ất chân thành xác đáng giúp em hoàn thiệ n khóa luận Q thầy Bộ mơn Vật lý Hạt nhân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên truyền đạt kiến thức n ền t ảng tạo m ọi điều kiện cho sinh viên h ọc t ậ p rèn luyện Các anh chị học viên thực đề tài luận văn thạc sĩ: anh Đạ o, chị Trườ ng, ng, anh Mẫn chỉ b ảo giúp đỡ em em công việc x ử lý mẫu xử lý số liệu động viên em q trình thực hiên khóa luận Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình làm hậu phương vững cho em yên tâm thực luận văn. Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019 Bùi Ngọ Ngọc Thiệ Thiện i MỤC LỤ LỤC LỜI CẢM ƠN I MỤC LỤC II DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VI VIẾT TẮT IV DANH MỤC CÁC BẢ NG .V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ VI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔ NG QUAN 3 1.1 Tình hình nghiên cứu 3 1.1.1 Tình hình nghiên cứu thế giớ i 3 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nướ c .4 1.2 Nguồn gốc phóng xạ mơi trườ ng ng 4 1.2.1 Phóng xạ tự nhiên 4 1.2.2 Phóng xạ nhân tạo o 6 1.3 Ảnh hưở ng ng phóng xạ đến sức khỏe ngườ i 6 1.4 Khả năng hấ p thu khống chất phóng xạ của thực vật 10 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NG HIÊN CỨ U 2.1 Đối tượ ng ng nghiên cứu 10 2.2 Phương pháp phân tích 11 2.2.1 Phương pháp thu thậ p xử lý mẫu 11 2.2.2 Hệ phổ k ế gamma phông thấ p gamma HPGe 13 2.2.3 Phương pháp xác định đồng vị phóng xạ trên hệ phổ k ế HPGe .14 2.2.4 Xác đinh hiệu suất mẫu phân tích 17 2.2.5 Phương pháp tính hoạt độ phóng xạ bằng hệ phổ k ế gamma HPGe 18 19 2.2.6 Phương pháp tính trung bình có trọng số ii 2.2.7 Giớ i hạn phát hoạt độ (MDA) 19 2.2.8 Hoạt độ tươi rau 19 2.2.9 Hệ số vận chuyển đồng vị phóng xạ từ đất lên thực vật 2200 2.2.10 Suất liều hiệu dụng năm 21 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬ N .23 3.1 Hoạt độ đồng vị phóng xạ tự nhiên đất 23 3.2 Hoạt độ đồng vị phóng xạ tự nhiên rau 25 3.3 Hệ số vận chuyển phóng xạ từ đất lên thực vật 28 3.4 Suất liều hiệu dụng năm 32 K ẾT LUẬ N VÀ KIẾ N NGHỊ 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC 40 iii DANH MỤ MỤC CÁC KÝ HIỆ HIỆU, TỪ TỪ VIẾ VIẾT TẮ TẮT Chữ Ch ữ viế viết tắ tắt Tiế Tiếng Anh Ti Tiếếng Việ Việt AED Annual Effective Dose Suất liều hiệu dụng năm DCF Dose Conversion Factor Hệ số chuyển đổi liều FI Food Ingestion rate Tốc độ tiêu thụ thực phẩm HPGe High Pure Germanium Germanium siêu tinh khiết IAEA ICRP MDA TENORM International Atomic Energy Cơ quan Năng lượ ng ng Nguyên tử Agency Quốc tế International Convention for Hiệp ướ c Quốc tế về Bảo vệ bức Radiological Protection xạ Minimum Detectable Giớ i hạn phát hoạt độ Activity Technologically Enhanced Phóng xạ tự nhiên tăng Naturally Occurring cườ ng ng bở i công nghệ Radioactive Materials TF Transfer Factor Hệ số vận chuyển UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Ủy ban Khoa học Liên Hiệ p Quốc về các hiệu ứng xạ Atomic Radiation iv DANH MỤ MỤC CÁC BẢ BẢNG Bảng 2.1: Các đỉnh lượng đượ c sử dụng để xác định hoạt độ phóng xạ 15 Bảng 3.1: Hoạt độ phóng xạ trong đất khu vực thế giớ i (Bq/kg) 25 Bảng 3.2: Hoạt độ phóng xạ trong rau ở các các khu vực thế giớ i (Bq/kg) 27 Bảng 3.3: Hệ số vận chuyển từ đất lên thực vật khu vực thế giớ i .31 v DANH MỤ MỤC CÁC HÌNH VẼ, VẼ, ĐỒ TH ĐỒ THỊỊ Hình 2.1: Vị trí lấy mẫu 11 Hình 2.2: Hệ phổ k ế bán dẫn HPGe GC3520 14 Hình 2.3: Giao diện sử dụng phần mềm Angle 17 Hình 3.1: Hoạt độ phóng xạ trong mẫu đất ở vvị trí tr ồng ồng rau tương ứng 23 Hình 3.2: Hoạt độ phóng xạ trong mẫu rau tươi 26 Hình 3.3: Hệ số vận chuyển phóng xạ từ đất lên thực vật .28 Hình 3.4: Suất liều hiệu dụng đồng vị trong mẫu rau 32 Hình 3.5: Tổng suất liều hiệu dụng năm trong mẫu rau 32 vi MỞ ĐẦ ĐẦU U Môi trườ ng ng xung quanh tồn đồng vị phóng xạ, có nguồn gốc tự nhiên nhân t ạo Các nguồn phóng xạ tự nhiên phổ biến sự phong hóa quặng khống, sự xói mịn sự phun trào núi lửa, nguồn phóng xạ nhân tạo bao gồm q trình sản xu ất thử nghiệm vũ khí hạt nhân, hầm chứa ch ất thải phóng xạ và sự cố h ạt nhân Các nguồn phóng xạ nhân tạo tiềm khác đốt than, sản xuất xi măng, sản xuất phân bón phosphate nguồn ằng ngườ i chịu tác động từ phóng xạ phóng xạ sử dụng y khoa Ướ c tính r ằng tự nhiên 79%, từ phóng xạ nhân tạo s ử d ụng y khoa 19% s ự rị r ỉ phóng xạ từ các nhà máy hạt nhân thử nghiệm vũ khí hạt nhân 2% [11] ưở ng Trong trình sinh tr ưở ng phát triển, thực vật hấp thu đồng vị phóng xạ tự nhiên hay nhân t ạo ở môi trườ ng ng xung quanh Vì thế, thực vật tồn lượ ng ng phóng xạ tự nhiên, nhân tạo định tùy mức độ phóng xạ mà có sự ảnh hưở ng ng khác đến sức khỏe ngườ i.i Tuy nhiên, tình hình phơng phóng xạ ngày tăng cố rị r ỉ hạt nhân, ô nhiễm môi trườ ng ng sự khai thác quặng tro xỉ t ừ nhà máy nhiệt điện mà đồng v ị phóng xạ t ự nhiên, nhân tạo có thể phát tán vào đất tr ồng, ồng, nước tướ i,i, khơng khí lắng động bề mặt Từ gây nguy nhiễ m bẩn phóng xạ ở thực vật Theo IAEA, mơ hình Đất - Thực v ật - Con người đường tác độ ng phóng xạ đối v ớ i ngườ ii Một đồng vị phóng xạ đượ c hấ p thụ bở i thực vật, chúng sẽ thông qua gián tiế p chu ỗi th ức ăn vào thể động vật cuối ngườ i ho ặc m ột cách tr ực ti ếp người ăn rau xanh Gi ống kim loại n ặng, đồng v ị phóng xạ khó có thể đượ c làm giảm cách tự nhiên hay nhân tạo Vì thế, đồng vị phóng xạ tr ởở thành thành yếu tố gây nguy hiểm đến sức khỏe ngườ i dân bị phơi phơi nhiễ m sử dụng loại thực vật bị nhiễm bẩn phóng xạ Từ nhận định trên, đề tài: “Nghiên c ứ ứ u sự v v ận chuy ể ển phóng x ạ t ừ ừ đấ t lên thự c v ật ” có ý nghĩa cần thiết để bước bước đầu thực đánh giá hoạt độ đồng vị phóng xạ trong đất tr ồng, đánh giá sự vận chuyển đồng vị phóng xạ từ đất lên loại khác Từ đó tính tốn đánh giá tác động đồng vị phóng xạ trong thực vật đến sức khỏe ngườ i tiêu dùng Qua đó, đề tài góp phần đóng góp sở dd ữ li ệu v ề phơng phóng xạ c đất nơng nghiệ p rau có sự c ố v ề phóng xạ, đóng góp cho nhữ ng nghiên cứu tương lai việc sử dụng thực vật công nghệ cải tạo ô nhiễm môi trườ ng ng Nội dung khóa luận gồm ba phần chính: Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên c ứu nướ c thế giớ ii,, nguồn gốc đồng vị phóng xạ, ảnh hưở ng ng phóng xạ đến ngườ i ườ ng môi tr ườ ng xung quanh Khái quát về sự hấ p thu khống ch ất đồng vị phóng xạ của thực vật Chương 2: 2: Đối tượng phương pháp nghiên u: Khái quát về khu vực lấy mẫu loại rau đượ c sử dụng đề tài Trình bày phương pháp thu thậ p, bảo quản xử lý mẫu Giớ i thiệu về hệ phổ k ế gamma HPGe, thông s ố đặc trưng đầu dị HPGe, chương trình hổ tr ợ: ợ: chương trình phân tích phổ Genie 2k, chương trình tính toán hiệu suất, phương pháp hiệu chuẩn lượ ng, ng, chuẩn hiệu suất xác định hoạt độ Chương 3: K ết qu ả và thảo luận: Trình bày k ết qu ả tính tốn đồng v ị phóng xạ tự nhiên đất ở vị trí tr ồng rau, hoạt độ phóng xạ rau, hệ số vận chuyển đồng vị phóng xạ từ đất lên rau, liều hi h iệu d ụng năm ăn lượ ng ng rau trồng đối vớ i người trưở ng ng thành Từ đưa nhận định đánh giá về mức phơng phóng xạ đất – rau rau mức phơi nhiễm phóng xạ có đối vớ i ngườ i,i, khả năng vận chuyển phóng xạ ở các các loại khác nhau, đồng vị phóng xạ khác canxi magiê, có th ể hấ p thu radi v ớ i lượ ng ng định tùy thuộc vào nồng độ radi môi trườ ng ng xung quanh chế trao đổi chất Do hoạt độ 226Ra đất thay đổi khoảng định nên hoạt độ 226Ra sẽ thay đổi tương ứng Các yếu tố hóa học hàm lượ ng ng canxi tự do đất định tốc độ hấ p thu radi Hệ số vận chuyển TF 210Pb nằm khoảng từ 0,17 ± 0,01 đối vớ i mẫu rau dền đỏ đến 3,58 ± 0,15 đối v ớ i mẫu rau cải xanh vớ i giá tr ị trung bình 0,24 ± 0,01 Khơng có sự hi ện di ện c 210Pb mồng tơi dền tr ắng Các giá tr ị nh ỏ đa số mẫu rau cho thấy sự cản tr ở ở ccủa r ễ đối vớ i 210Pb Tuy nhiên, đối vớ i cải xanh, hệ số vận chuyển TF đạt giá tr ị 3,58 ± 0,15 Điều cho thấy cải xanh có khả năng hấp thu tích lũy chì cao loại khác mà không bị ảnh hưởng đến sinh khối Hoạt độ 210Pb mẫu đất t ại vị trí tr ồng mẫu rau cải xanh có giá tr ị 5,35 ± 0,16 Bq/kg, th ấp so vớ i hoạt độ của đồng vị này vị trí khác Điều cho thấy mẫu rau cải xanh có thể hấ p thu 210Pb đồng thờ i làm giảm hoạt độ của đồng vị này môi trường đất Một nguyên nhân hấ p thu 210Pb t ừ các nguồn khác không chỉ từ đất 210Pb diện khơng khí đồng vị con cháu 222Rn Một nguồn khác khiến 210 Pb phát tán khơng khí sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch Sau 210Pb sẽ lắng đọng bề mặt đượ c hấp thu Do đó, nh ững có diện tích bề mặt lớ n s ẽ có khuynh hướ ng ng hấ p thu 210Pb cao nhiề u so vớ i khác Trong phạm vi khóa luận này, mẫu rau xà lách cải xanh có diện tích bề m ặt lớn mẫu rau khác Hơn nữa, cải xanh đượ c biết đến có khuynh hướ ng ng siêu hấ p thu chì (hyperaccumulator) đượ c ứng dụng công nghệ tẩy xạ môi trườ ng ng thực vật [23] Vì thế, lượ ng ng 210Pb tích tụ trong mẫu rau cải xanh xà lách cao hẳn mẫu rau khác Tuy nhiên, giá tr ị TF đượ c hiểu hệ số v ận chuyển đồng vị phóng xạ từ đất lên thực vật nên chưa thực sự đánh giá đượ c khả năng hấ p thu 210Pb t ừ đất lên thực v ật sự l ắng đọng c 210Pb khơng khí Cần thực hi ện thí nghiệm khác tương lai để nghiên cứu rõ về vấn đề này 30 Hệ số vận chuyển ở th th ực vật thay đổi khoảng r ất r ộng thế gi ớ ii K ết quả đượ c trình bày ở bảng 3.3 Hệ số vận chuyển đề tài 238U, 226Ra, 210Pb 232Th có giá tr ị tương tự vớ i k ết quả của nghiên c ứu trước Tuy nhiên, hệ s ố v ận chuyển c 40K có giá tr ị cao so vớ i k ết qu ả trên thế gi ớ ii Có thể gi ải thích r ằng hoạt độ phóng xạ c đất tr ồng vị trí lấy mẫu th ấp nhiều so vớ i hoạt độ đất tr ồng ở các khu vực khác thế giớ ii Hệ số vận chuyển đượ c tính cách lấy tỉ số giữa hoạt độ phóng xạ trong thực vật hoạt độ phóng xạ trong đất khối lượ ng ng khơ Vì thế khi tính tốn hệ số vận chuyển cho kết quả cao so vớ i nghiên cứu trước đây. Bảng 3.3: Hệ số vận chuyển từ đất lên thực vật khu vực thế giớ i 238 U 226 210 Ra Pb 232 Th 40 K Khóa luận 0,07-0,54 0,07-0,52 0,17-3,58 0,05-,040 58,45-104,10 Trung bình 0,40 0,15 0,24 0,15 74,39 - 0,03-0,65 - - 0,32-8,04 0,01-0,35 - 1,5-10,4 Ấn Độ [17] Ấn Độ - [24] Malaysia [10] Saudi Arabia [15] Savar Dhaka [14] - 0,02-0,6 - 0,003-0,008 1,79-5,19 1,45 1,41 - - - - 0,03-0,1 - - 0,24-0,72 Như kh ả hấ p thụ đồng vị phóng xạ t ừng loại rau khác khác do: Đặc tính nguyên tố hấ p thu Đặc tính loại Hoạt độ phóng xạ trong đất 31 3.4 Su Suấất liề liều hiệ hiệu dụ dụng hằng năm năm K ết quả tính tốn suất liều hiệu dụng đồng vị mẫu rau đượ c trình bày ở hình hình 3.4 Trong đó, suất li ều hi ệu d ụng c 40K mẫu rau đượ c chia cho 10 Tổng suất li ều hi ệu d ụng mẫu rau đượ c trình bày ở hình hình 3.5 Số liệu đượ c trình bày ở phụ lục K ết quả giả định r ằng người trưở ng ng thành sử dụng loại rau định vớ i lượ ng ng 61,5 kg năm. Hình 3.4: Suất liều hiệu dụng đồng vị trong mẫu rau Hình 3.5: Tổng suất liều hiệu dụng năm trong mẫu rau K ết quả cho thấy tổng suất liều hiệu dụng đóng góp loại rau khoảng từ 31,49 ± 0,90 μSv/năm đến 76,02 ± 2,09 μSv/năm vớ i giá tr ị trung bình 44,80 ± 0,52 μSv/năm Giá tr ị tổng suất liều cao ứng vớ i mẫu rau dền đỏ 32 thấ p nh ất ứng v ớ i m ẫu rau dền tr ắng ắng Trong đó, 40K đóng góp cao t ừ 80% đến 99% tổng suất liều hiệu dụng, kali nguyên t ố cần thiết cho thể ngườ i nên thể ưu tiên hấ p thụ nên có hệ số hấ p thụ là Vì thế, liều hiệu dụng 40 tổng tiêu thụ các loại rau có thứ tự tương ứng vớ i lượ ng ng tích tụ K c mẫu rau, theo thứ tự giảm dần rau muống > dền đỏ > xà lách > cải xanh > mồng tơi > dền tr ắng Tuy nhiên, hàm lượ ng ng kali thể đượ c ki ểm sốt chặt ch ẽ b ở i cân bằng nội mơi Hàm lượ ng ng 40K kali bền thể thay đổi theo hàm phụ thuộc vào khối lượng thể và tuổi tác Liều tác động 40K vào thể s ẽ đượ c gi ữ ở m m ột giá tr ị ổn định trình trao đổi ch ất không thay đổi nhiều lượ ng ng hấp thu thay đổi Dó đó, 40K khơng có tác động phóng xạ lớn đến thể Suất liều hiệu dụng năm 40K tác động vào thể chiếu theo UNSCEAR 170 μSV/năm [31] Các đồng vị cịn lại đóng góp theo thứ tự giảm dần 210Pb > 226Ra > 238U > 232Th Hoạt độ phóng xạ của đồng vị này mẫu rau khác biệt khơng q lớ n n Tuy nhiên, liều đóng góp 210Pb 226Ra lại lớn liều đóng góp 238U 232Th Nguyên nhân tác động c 210Pb 226Ra đến quan thể tỉ l ệ h ấ p th t hụ c thể đối với đồng vị này cao so với đồng vị cịn lại Ra có tính ch ất tương tự vớ i nguyên tố thiết yếu cho thể là canxi nên sẽ theo đường trao đổi chất canxi thể con ngườ i.i Có thể làm giảm liều hiệu dụng tác động vào người thông qua bước sơ chế chế biến thực phẩm Hoạt độ 40K cơm giảm 37% so vớ i gạo Có thể làm giảm hoạt độ 210Pb thông qua việc hấ p, lu ộc chiên sự b ốc khống q trình ch ế biến ở nhi nhi ệt độ cao [30] Giá tr ị su ất liều hi ệu dụng t tiêu thụ các mẫu rau th ấp giá tr ị quy định UNSCEAR (290 μSV/năm) từ đến lần người trưở ng ng thành [31] Các giá tr ị này cho thấy mẫu rau ở khu khu vực ni tr ồng an tồn phù hợ p cho tiêu thụ 33 K ẾT LUẬ LUẬN VÀ KIẾ KIẾN NGHỊ NGHỊ Sau thờ i gian thực đề tài “Nghiên cứu sự vận chuyển phóng xạ từ đất lên thực v ật” ở phịng phịng thí nghiệm K ỹ thu ật Hạt nhân, trường Đại h ọc Khoa học T ự nhiên thành phố H ồ Chí Minh, khóa luận thực hi ện nh ững m ục tiêu đề đạt k ết quả sau đây: Tìm hiểu phương pháp xử lý l ý m ẫu phân tích phóng x ạ sử d ụng hệ ph ổ k ế gamma HPGe Tìm hiểu về cơ chế hấ p thu khống chất phóng xạ ở th thực vật Xác định hoạt độ phóng xạ ở trong mẫu đất tr ồng mẫu rau khác huyện Hóc Mơn, thành ph ố Hồ Chí Minh Tính tốn hệ số vận chuyển từ đất lên thực vật mẫu rau khác Tính tốn suất li ều hiệu dụng năm do tiêu thụ các mẫu rau ở ngườ i trưở ng ng thành Từ nhữ nhữ ng ng k ết quả trên rút đượ c mộ ssốố k ết luậ luận Có sự diện đồng vị phóng xạ tự nhiên mẫu rau cho thấy thực vật có khả năng tích tụ phóng xạ ở các các mức độ khác Mức độ tích tụ phóng xạ thực vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố loại cây, thông số đất, khí hậu tính chất đồng vị phóng xạ 40K đượ c thực vật hấ p thu nhiều kali nguyên t ố dinh dưỡ ng ng cần thiết cho tr ồng Có thể th ực v ật khơng chỉ tích tụ phóng xạ t ừ đất mà cịn từ các nguồn khác khơng khí, nước tướ i phân bón 210Pb khơng khí lắng động mặt đượ c hấ p thu, dẫn đến khả có diện tích bề mặt lớ n có khuynh hướ ng ng tích tụ nhiều 210Pb 40K đóng gớ p nhiều vào suất liều hiệu dụng tổng tiêu thụ các mẫu rau, tiế p theo 210Pb 226Ra Giá tr ị suất liều hiệu dụng tổng tiêu thụ mẫu rau thấp giá trị quy định ICRP từ đến lần 290 μSV/năm người trưở ng ng thành Các giá tr ị này cho thấy mẫu rau ở khu vực ni tr ồng an tồn phù h ợ p cho tiêu thụ 34 Kiếến nghị Ki nghị Đánh giá khả tích tụ phóng xạ ở cây lúa Vì gạo xem lương thực ngườ i Việt Nam. ng thơng số của đất đến khả năng hấ p thu phóng Đánh giá sự ảnh hưở ng xạ của thực vật. Đánh giá khả tẩy x ạ đất c loại th ực v ật đượ c cho siêu hấ p th ụ đồng vị phóng xạ khác nhau. 35 TÀI LIỆ LIỆU THAM KHẢ KHẢO Tài liệ liệu tiế tiếng Việ Việt [1] Châu Văn Tạo (2004), An toàn bứ c xạ ion hóa, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành ph ố Hồ Chí Minh [2] Đặng Thị Thùy Dân (2017), Nghiên cứ u sự tích t ụ đồng vị phóng xạ đấ t có bón phân vào rau tr ồng sử d ụng hệ phổ k ế ế HPGe, Luận văn Thạc sĩ Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [3] Lưu Việt Hưng (2014), Nghiên c ứ u q trình tích t ụ Urani, Thori m ột s ố đồng v ị phóng xạ khác t ừừ đấ t vào thự c v ật , Lu ận văn Tiến Sĩ Khoa học Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [4] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vvật lý hạt nhân, NXB Khoa học K ỹ thuật [5] Nguyễn Xuân Hải (2011), Đầu dò bán d ẫ ẫ n ứ ng ng d ụng , Viện Năng Lượ ng ng Nguyên Tử Việt Nam Trung Tâm Đào Tạ o Hạt Nhân – Hà Hà Nội [6] Tr ần Chí Hiếu (2015), Phân tích phóng xạ trong đấ t loại đậu sử d d ụng hệ phổ k ế ế gamma gamma HPGe vớ i phần mề m Angle 3, Luận văn Thạc sĩ, Trườ ng ng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [7] Trương Hữu Ngân Thy, Vũ Ngọc Ba, Huỳnh Thị Yến Hồng, Trương Thị Hồng Loan (2014), Khảo sát thông số đặc trưng ban đầu đầu dò HPGe GC3520 , Báo cáo toàn văn Kỷ y ếu h ội nghị khoa học l ần IX, Trườ ng ng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [8] Trương Thị Hồng Loan, Châu Văn Tạo, Lê Bảo Trân (2014), Phân tích thố ng ng kê số li liệu thự c nghiệm ghi đo bứ c xạ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [9] Trương Thị H ồng Loan (2016), Giáo trình vật lý phóng xạ, Trường Đại h ọc Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 36 Tài liệ liệu tiế tiếng Anh [10] A R Solehaha, M S Yasir, S B Samat (2016), “Activity concentration, transfer factors and resultant radiological risk of 226Ra, 232Th, and 40K in soil and some vegetables consumed in Selangor, Malaysia ”, AIP Conference 1-7 Proceedings, 1784(1), [11] BRITISH STANDARD (2005), Measurement of radioactivity in the environment – Soil Soil BS ISO 18589 -1, UK [12] Dharmendra Kumar Gupta, Clemens Walther (eds.) (2014), Radionuclide Contamination and Remediation Through Plants , Springer International Publishing, Germany [13] Gordon R Gilmore (2008), Practical Gamma-ray Spectrometry – 2nd Edition, John Wiley & Sons, Ltd, UK [14] Haque M., Ferdous M J (2017), “Transfer of natural radionuclides from soil to plants in Savar Dhaka”, Spanish Journal of Soil Science , 7(2), 133-145 [15] Ibrahim F Al-Hamarneh, N Alkhomashi, Fahad I Almasoud (2016), “Study on the radioactivity and soil-to-plant transfer factor of 226Ra, 234U and 238U radionuclides in irrigated farms from the northwestern Saudi Arabia ”, Journal of Environmental Radioactivity, [16] 160, 1-7 ICRP (2012), Compendium of Dose Coefficients based on ICRP Publication 60, ICRP Publication 119, Ann ICRP 41(1) [17] Joshy P James, B.N Dileep, P.M Ravi, R.M Joshi, T.L Ajith, A.G Hegde, P.K Sarkar (2011), “Soil to leaf transfer factor for the radionuclides 226Ra, 40K, 137Cs and 90Sr at Kaiga region, India”, Journal of Environmental Radioactivity, 102, 1070-1077 [18] Kh Asaduzzaman, Mayeen Uddin Khandaker, Y.M Amin, D.A Bradley, R.H Mahat, R.M Nor (2014), “Soil-to-root vegetable transfer factors for 226Ra, 232Th, 40K, Radioactivity, 135, and 88Y in Malaysia”, Journal of Environmental 120-127 37 [19] Klaus Froehlich (2009), Radioactivity in the environment, Elsevier Science, Amsterdam [20] Le Thi Hop, Le Danh Tuyen (2010), General nutrion Survey 2009-2010, [21] Medical Publishing House, Vietnam Lloyd A Currie (1967), “Limits for Qualitative Detection and Quantitat ive Determination, Application to Radiochemistry”, Analytical Chemistry , 40(1), 586-593 [22] Mirion Technologies Inc (2008 ), Lynx Digital Signal Analyzer Application Note [23] Maria Greger (2004), Uptake of nuclides by plants, Technical Report TR-0414, Swidish Nuclear Fuel and Waste Management Co., Stockholm [24] N Karunakara, Chetan Rao, P Ujwal, I Yashodhara, Sudeep Sudeep Kumara, P.M Ravi, (2013), “Soil to rice transfer factors for 137Cs: 226Ra, 228Ra, 210Pb, 40K and A study on rice grown in India”, Journal of Environmental Radioactivity, 118, 80 – 92 92 [25] N Q Huy, P D Hien, T V Luyen, D V Hoang, H T Hiep, N H Quang, N Q Long, D D Nhan, N T Binh, P S Hai and N T Ngo (2012), “ Natural radioactivity and external dose assessment of surface soils in Vietnam”, Radiation Protection Dosimetry, Dosimet ry, 151(3), 522-531 [26] Pew Basu, R Sarangapani, K Sivasubramanian, B Venkatraman (2015), “Estimation of annual effective dose rate due to the ingestion of the primordial radionuclide 40K for the population around the Kalpakkam nuclear site, Tamil Nadu, India”, Radiation Protection and Environment , 38(1&2), 14-22 [27] Poonam Yadav, V K Garg, Balvinder Singh, Vandana Pulhani, Suman Mor (2017), “Transfer Factors and Effective Dose Evaluation Due to Natural Radioactivity in Staple Food Grains from the Vicinity of Proposed Nuclear Power Plant”, Exposure and Health, 10(1), 27 – 39 39 38 [28] Samer J Al-Kharouf, Ibrahim F Al-Hamarneh, Munir Da Dababneh babneh (2008), “Natural radioactivity, dose assessment and uranium uptake by agricultural crops at Khan Al-Zabeeb, Jordan”, Journal of Environmental Radioactivity, [29] 99, 1192-1199 Tettey-Larbi, L., Darko, E O., Schandorf, Schandorf, C., & Appiah, A A (2013), “ Natural radioactivity levels of some medicinal plants commonly used in Ghana”, SpringerPlus , 2(1), 157 [30] Tran Thi Van, Luu Tam Bat, Dang Dang Duc Nhan, Nguyen Hao Quang, Bui Duy Cam, Luu Viet Hung (2018), “Estimation of Radionuclide Concentrations and Average Annual Committed Effective Dose due to Ingestion for the Population in the Red River Delta, Vietnam”, Environmental Management , 1-11 [31] UNSCEAR (2000), United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, Sources and Effects of Ionizing Radiation , United Nations, New York Trang web [32] https://angle4.com/home.html Ngày truy cậ p : 15/12/2018 [33] http://www.nucleide.org/Laraweb/ Ngày truy cậ p : 20/4/2019 39 PHỤ PH Ụ L LỤ ỤC Phụ Ph ụ l lụ ục 1: Tỉ số giữa khối lượ ng ng tro vớ i khối lượ ng ng khô khối lượ ng ng tro vớ i khối lượng tươi rau Tên mẫu Mồng tơi Tỉ số tro/khô 0,2325 Tỉ số tro/tươi 0,0120 Dền trắng 0,1840 0,0139 Rau muống 0,2159 0,0108 Cải xanh 0,2312 0,0457 Dền đỏ 0,1903 0,0142 Xà lách 0,1752 0,0081 (Bq/kg) cho mẫu đất vị trí tr ồng Phụ Ph ụ l lụ ục 2: Giá tr ị MDA 238 ồng232rau tương ứ40ng 226Ra 210Pb Tên mẫu U Th K Mồng tơi 13,02 0,42 9,14 0,11 3,50 Dền trắng 11,06 0,36 7,77 0,11 3,02 Rau muống 3,89 0,09 3,47 0,16 5,31 Xà lách 4,03 0,65 3,59 0,16 5,49 Dền đỏ 3,98 0,65 3,54 0,17 5,42 Xà lách 13,03 0,42 9,14 0,11 3,51 Phụ Ph ụ lụ lục 3: Giá tr ị MDA (Bq/kg) cho mẫu rau tươi Tên mẫu 238U 226Ra 210Pb 232Th 40K Mồng tơi 0,42 0,02 0,29 0,01 0,15 Dền trắng 0,65 0,02 0,45 0,01 0,18 Rau muống 0,22 0,04 0,19 0,01 0,30 Cải xanh 0,39 0,02 0,27 0,01 0,15 Dền đỏ 0,24 0,04 0,22 0,01 0,33 Xà lách 0,26 0,04 0,24 0,01 0,36 40 Phụ Ph ụ lụ lục 4: Hoạt độ phóng xạ của 238U, 226Ra, 210Pb, 232Th 40K mẫu đất vị trí tr ồng ồng rau tương ứng (Bq/kg) 238U Tên mẫu 226Ra 210Pb 232Th 40K Mồng tơi 32,60 ± 3,16 25,74 ± 0,48 28,26 ± 1,01 20,45 ± 0,40 20,40 ± 1,39 Dền 33,04 ± 2,42 22,58 ± 0,39 39,52 ± 1,33 21,40 ± 0,35 17,56 ± 1,05 trắng Rau 20,40 ± 0,61 35,07 ± 0,43 12,87 ± 0,39 34,22 ± 0,39 39,28 ± 1,18 muống Cải xanh 33,49 ± 1,01 33,24 ± 0,41 5,35 ± 0,16 34,49 ± 0,39 28,29 ± 0,85 Dền đỏ 29,73 ± 0,89 34,52 ± 0,42 22,86 ± 0,69 34,44 ± 0,39 35,83 ± 1,08 Xà lách 29,01± 0,87 23,76 ± 0,79 36,18 ± 1,09 21,40 ± 0,24 27,92 ± 0,84 Min Max 20,40 ± 0,61 22,58 ± 0,39 5,35 ± 0,16 20,45 ± 0,40 17,56 ± 1,05 33,49 ± 1,01 35,07 ± 0,43 39,52 ± 1,33 34,49 ± 0,30 39,28 ± 1,18 Trung 26,46 ± 0,39 28,28 ± 0,16 bình 8,46 ± 0,14 26,31 ± 0,14 28,31 ± 0,41 Phụ Ph ụ lụ lục 5: Hoạt độ phóng xạ của 238U, 226Ra, 210Pb, 232Th 40K mẫu rau tươi (Bq/kg) Tên mẫu Mồng tơi Dền trắng 238U 226Ra 0,56 ± 0,05 0,09 ± 0,01 0,50 ± 0,05 0,25 ± 0,01 210Pb 232Th 40K < 0,29 < 0,45 0,05 ± 0,01 0,42 ± 0,01 93,07 ± 2,82 77,50 ± 2,35 Rau muống 0,55 ± 0,02 0,18 ± 0,01 0,38 ± 0,01 0,27 ± 0,01 174,86 ± 5,25 Cải xanh < 0,39 0,26 ± 0,01 0,87 ± 0,03 0,37 ± 0,01 Dền đỏ < 0,24 0,51 ± 0,01 0,29 ± 0,01 0,42 ± 0,01 162,56 ± 4,88 Xà lách 99,39 ± 2,98 0,56 ± 0,02 0,57 ± 0,01 0,62 ± 0,02 0,39 ± 0,01 133,96 ± 4,02 Min 0,50 ± 0,05 0,09 ± 0,01 0,29 ± 0,01 0,05 ± 0,01 Max 0,56 ± 0,02 0,57 ± 0,01 0,87 ± 0,03 0,42 ± 0,01 174,86 ± 5,25 Trung bình 0,55 ± 0,01 0,20 ± 0,01 0,39 ± 0,01 0,22 ± 0,01 104,38 ± 1,34 41 77,50 ± 2,35 Phụ Ph ụ lụ lục 6: Hệ số vận chuyển đồng vị phóng xạ từ đất lên rau 210Pb 232Th 40K - 0,05 ± 0,01 88,75 ± 6,61 0,26 ± 0,01 Dền trắng 0,20 ± 0,03 0,15 ± 0,01 Rau muống 0,54 ± 0,02 0,10 ± 0,01 0,59 ± 0,03 0,16 ± 0,01 58,45 ± 3,92 89,04 ± 3,78 Tên mẫu Mồng tơi 238U 226Ra 0,33 ± 0,04 0,07 ± 0,01 Cải xanh - 0,17 ± 0,01 3,58 ± 0,15 0,24 ± 0,01 76,87 ± 3,26 Dền đỏ - 0,20 ± 0,01 0,17 ± 0,01 0,16 ± 0,01 60,66 ± 2,57 Xà lách 0,43 ± 0,02 0,52 ± 0,01 0,37 ± 0,02 0,40 ± 0,01 104,10 ± 4,42 Min 0,20 ± 0,03 0,07 ± 0,01 0,17 ± 0,01 Max 0,54 ± 0,02 0,52 ± 0,01 3,58 ± 0,15 0,40 ± 0,01 113,30 ± 4,81 Trung bình 0,05 ±0,01 58,45 ± 3,92 0,40 ± 0,01 0,14 ± 0,01 0,24 ± 0,01 0,15 ± 0,01 78,42 ± 1,56 ục 7: Hệ số chuyển đổi liều hiệu dụng tiêu hóa (μSv/Bq) tỉ số hấ p thụ Phụ l lụ Phụ nguyên tố qua ruột [15] Đồng vị Hệ số chuyển đổi liều (μSv/Bq) Tỉ số hấp thụ nguyên tố qua ruột 238U 0,045 0,02 226Ra 0,28 0,2 210Pb 0,68 0,2 232Th 0,23 0,0005 40K 0,0062 42 i ới ] g h T ± g n h T b 0, 3, ) ă x ± v M 1, n/ a S μ( ar u ẫ m 0 1 2 c 9, 0, 0, 0 3, ± 3, 0, 3, ± 4, ± 9, 0, 1, 39 ± 3, h a c ± 1, ó ál h u êi otd ỏ ă ề n ằ h g ± h i n ả ụ d n u ệi x h u u g ± ấ R u 0, n ố a t u : 8c ± g n n ề ụ l D ụ h ắr 6, 2 ± 4, ± 8, ± 3, ± 1, 0, ± 9, ± 6, ± 9, 1 1 9, 5, 9, 8, 1, 6 1, 4, 2 0, 0, 6, 0 ± ± 0, 3, 1, 3 ± 8, 0, 8, ± 0, ± 5, 5, 9, 5, ± ± 0, 9, 0 0, 4, ± ± 0, 2 2 5, ± 0 ±6 9, ±3 9, 9, 1, 0 5, 1, 7, 0, ± 0, 2, ± 0, 1, 0, 2, 7, t ± 0, m S 8, 1, 0, ềi l - a C ± 0, 7, D 0, n g 9, ± đ m n ± 2, X c 6, 5, ± ± ± 7, 1, 0, 2, 0, ± ± 0, ± ± 2, 7, M ± ± ni 0, u ± nì ur m 3[ ế 5, 3, P g ơt M ± 3, U â 0, 0 ) × ( h P 2 43 T 4, 0, 9, ) 3- × 0, 0, 3, b R a 2- - ± ± ± 2, 0, y C ± i n ( n g K T ổ Phụ Ph ụ lụ lục 9: Phổ mẫu đất vị trí tr ồng rau muống Phụ Ph ụ lụ lục 10: Phổ mẫu rau muống 44 ... 1.1.2 Tình hình nghiên cứu cứu nướ c Các nhà khoa học nướ c thực nghiên cứu về? ?sự? ?vận chuyển đồng vị? ?phóng xạ? ?tự? ?nhiên, đồng vị? ?phóng xạ? ?nhân tạo kim loại nặng từ? ?đất lên thực vật thực phẩm thiết... vậận chuyển chuyển đồng đồng vị vị? ?phóng xạ xạ? ?từ? ? ? ?từ? ? đấ đấtt lên thự thự c vậ vật Hầu hết công trình tính tốn sự? ? hấ p thu đồng vị? ?phóng xạ? ? thực vật sử dụng hệ số vận chuyển TF từ? ? đất lên. .. LÝ HẠ HẠT NHÂN KHÓA LUẬ LUẬN TỐ TỐT NGHIỆP NGHIỆP ĐẠI ĐẠI HỌ HỌC ĐỀ TÀI: ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨ CỨ U SỰ SỰ VẬ VẬN CHUYỂ CHUYỂN NGUYÊN TỐ TỐ PHÓNG XẠ XẠ T TỪ Ừ ĐẤ ĐẤT T LÊN THỰ THỰ C VẬ V Ậ