Đánh giá khả năng ảnh hưởng phông phóng xạ môi trường đối với con người tại một số vùng của tỉnh quảng nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Oanh ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ẢNH HƢỞNG PHƠNG PHĨNG XẠ MÔI TRƢỜNG ĐỐI VỚI CON NGƢỜI TẠI MỘT SỐ VÙNG CỦA TỈNH QUẢNG NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Oanh ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ẢNH HƢỞNG PHƠNG PHĨNG XẠ MƠI TRƢỜNG ĐỐI VỚI CON NGƢỜI TẠI MỘT SỐ VÙNG CỦA TỈNH QUẢNG NAM Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: HDC: TS TRỊNH VĂN GIÁP HDP: PGS.TS VŨ VĂN MẠNH Hà Nội 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trịnh Văn Giáp PGS.TS Vũ Văn Mạnh tận tình hƣớng dẫn, dạy giúp đỡ em suốt trình thực luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cán phịng Mơi trƣờng, Trung tâm Quan trắc phóng xạ đánh giá tác động môi trƣờng – Viện Khoa học Kỹ thuật hạt nhân – Viện Năng Lƣợng Nguyên Tử Việt Nam Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Chủ nhiệm thành viên tham gia đề tài “Quan trắc phơng phóng xạ mơi trường địa bàn tỉnh Quảng Nam” giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em thực đề tài, giúp em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô Khoa Môi trƣờng trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên tận tình truyền đạt kiến thức suốt năm học vừa qua Với vốn kiến thức mà em đƣợc tiếp thu trình học tập hành trang q báu để em hồn thành tốt công việc sau Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, ngƣời thân bạn bè, ngƣời động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện vật chất tinh thần cho em suốt thời gian học tập làm luận văn Hà Nội, ngày NGUYỄN THỊ OANH i LỜI CAM ĐOAN Tác giả luận văn xin cam đoan số liệu trình bày luận văn tác giả, không chép từ tài liệu Hà Nội, ngày NGUYỄN THỊ OANH ii LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU MỞ ĐẦU Chƣơng - TỔNG QUAN 1.1 Phơng phóng xạ mơi trƣờng nhân phóng xạ vỏ trái đất 1.1.1 Khái niệm phông phóng xạ mơi trƣờng 1.1.2 Một số đại lƣợng đo liều an toàn xạ 1.1.2.1 1.1.2.2 1.1.2.3 1.1.2.4 1.1.2.5 1.1.2.6 Liên hệ liều chiếu liều tƣơng đƣơng 1.1.3 Các nhân phóng xạ trái đất 1.1.3.1 1.1.3.2 Nhân phóng xạ môi trƣờng đất 1.1.3.3 Radon sản phẩm phân rã 1.2 Tình hình nghiên cứu phơng phóng xạ ngồi nƣớc 1.3 Tác động phơng phóng xạ mơi trƣờng ngƣời 1.4 Một số đặc điểm khu vực nghiên cứu 1.4.1 Huyện Tiên Phƣớc 1.4.2 Huyện Núi Thành Chƣơng - ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu iii 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Phƣơng pháp đo suất liều hấp thụ gamma môi trƣờng 23 2.2.2 Phƣơng pháp đo nồng độ khí Radon 24 2.2.3 Phƣơng pháp xác định nhân phóng xạ mẫu đất 26 2.3 Phƣơng pháp tính toán liều 31 226 232 40 2.3.1 Liều xạ từ đồng vị phóng xạ Ra, Th K mẫu đất .31 2.3.2 Liều chiếu Radon 33 2.4 Phƣơng pháp đánh giá khả ảnh hƣởng phơng phóng xạ môi trƣờng ngƣời 34 Chƣơng - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Kết khảo sát phơng phóng xạ hai huyện Tiên Phƣớc Núi Thành .35 3.1.1 Phơng phóng xạ huyện Tiên Phƣớc 35 3.1.1.1 3.1.1.2 Ra, 232 Liều hiệu dụng hàng năm dân chúng đóng góp 226 Hoạt độ phóng xạ trung bình đồng vị 226 Th Ra, 40 K .35 232 Th, 40 K 37 3.1.1.3 Liều hiệu dụng hàng năm trung bình dân chúng đóng góp Radon 40 3.1.2 Phơng phóng xạ huyện Núi Thành 42 3.1.2.1 Hoạt độ phóng xạ trung bình đồng vị 226 3.1.2.2 Liều hiệu dụng hàng năm dân chúng đóng góp Ra, 226 232 Ra, Th 232 Th , 40 K 42 40 K 44 3.1.2.3 Liều hiệu dụng hàng năm trung bình dân chúng đóng góp Radon 47 3.2 Đánh giá khả ảnh hƣởng phơng phóng xạ tới ngƣời .49 3.2.1 Các biểu bệnh lý thể chịu tác động xạ 49 3.2.2 Khả ảnh hƣởng phơng phóng xạ tự nhiên hai huyện dân chúng 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Phóng xạ tự nhiên có khắp nơi quanh 12 1.2 Tỷ lệ đóng góp nguồn xạ liều dân chúng .13 Hình 1.3 Bản đồ hành huyện Tiên phƣớc 18 Hình 1.4 Bản đồ hành huyện Núi Thành 20 Hình 2.1 Máy đo AlphaGuard PQ2000 PRO 24 Hình 2.2 Buồng đo 3x3 25 Hình 2.3 Thiết bị tẩm thực 26 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý phƣơng pháp đếm tia lửa điện 26 Hình 2.5 Bộ lấy mẫu đất chuẩn 27 Hình 2.6 Bố trí điểm lấy mẫu đất 27 Hình 2.7 Qui tắc rút gọn mẫu 28 Hình 2.8 Hệ detector Hp-Ge buồng chì 30 Hình 2.9 Bản đồ vị trí lấy mẫu huyện Tiên Phƣớc huyện Núi Thành 31 Hình 3.1 Giản đồ hoạt độ 226 Ra-(a), 232 Th-(b), 40 K-(c) mẫu đất huyện Tiên Phƣớc 36 Hình 3.2 Giản đồ suất liều hấp thụ độ cao 1m huyện Tiên Phƣớc 38 Hình 3.5 Giản đồ liều hiệu dụng hàng năm nhà (a), nhà (b) tổng cộng (c) Rn gây huyện Tiên Phƣớc 42 Hình 3.6 Giản đồ hoạt độ 226 Ra-(a), 232 Th-(b), 40 K-(c) mẫu đất huyện Núi Thành 44 Hình 3.7 Giản đồ suất liều hấp thụ độ cao 1m huyện Núi Thành 45 Hình 3.8 Giản đồ liều hiệu dụng hàng năm dân chúng huyện Núi Thành OAED-(a), IAED-(b), TAED-(c) 46 Hình 3.9 Giản đồ hàm lƣợng Rn nhà (a), nhà (b) huyện Núi Thành 47 Hình 3.10 Giản đồ liều hiệu dụng hàng năm nhà (a), nhà (b) tổng cộng (c) Rn gây huyện Núi Thành 48 v Bảng 1.1 Phân bố theo vĩ độ suất liều tia vũ trụ mức mặt nƣớc biển Bảng 1.2 Suất liều tia vũ trụ Bảng 1.3 Suất liều chiếu ngồi từ nguồn xạ gamma mơi trƣờng đất đá số nƣớc giới [33] Bảng 1.4 Liều hiệu dụ số nƣớc giới [31] Bảng 3.1 Các mức nồng độ khí radon tự nhiên trung bình năm nhà (TCVN 7889 : 2008) vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU EDR Suất liều tƣơng đƣơng (Equivalent Dose Rate) HP-Ge Germaniium siêu tinh khiết (High Purity Germanium) IAEA Cơ quan Năng lƣợng nguyên tử quốc tế (International Atomic Energy Agency) IAED Liều hiệu dụng nhà hàng năm (Indoors Annual Effective Dose) ICRP Ủy ban quốc tế bảo vệ phóng xạ (International Commission on Radiological Protection) OADR Suất liều hấp thụ trời (Outdoor Absorbed Dose Rate) OAED Liều hiệu dụng trời hàng năm (Outdoors Annual Effective Dose) PAEC Tiềm tập trung lƣợng Alpha (The Potential Alpha Energy Concentration) RD Độ lệch hoạt độ phóng xạ (Radioactivity Deviation) SSNTD Detector vết hạt nhân trạng thái rắn (Soild State Nuclear Track Detector ) TAED Tổng liều hiệu dụng hàng năm (Totals Annual Effective Dose) UNSCEAR Ủy ban khoa học hiệu ứng xạ nguyên tử liên hiệp quốc (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) CSDL Cơ sở liệu KHKTHN Khoa học kỹ thuật hạt nhân QCVN Quy chuẩn Việt Nam SS Sai số TBTG Trung bình giới UBND Ủy ban nhân dân vii MỞ ĐẦU Thế giới sống có chứa nhiều đồng vị phóng xạ phần lớn đồng vị có từ hình thành nên trái đất Hiện có 60 nhân phóng xạ đƣợc tìm thấy tự nhiên Về nguồn gốc, nhân phóng xạ phân thành ba loại sau: Các nhân phóng xạ có từ hình thành nên trái đất cịn gọi nhân phóng xạ ngun thủy Các nhân phóng xạ đƣợc hình thành tƣơng tác tia vũ trụ với vật chất trái đất Các nhân phóng xạ đƣợc hình thành ngƣời tạo Các nhân phóng xạ đƣợc hình thành hai nguồn gốc đầu đƣợc gọi nhân phóng xạ tự nhiên, cịn nhân phóng xạ ngƣời tạo đƣợc gọi nhân phóng xạ nhân tạo Trong nguồn phóng xạ tự nhiên (từ quặng phóng xạ, số khoáng sản, đất đá, vật liệu…) chiếm tỷ lệ cao (Theo thông báo Cơ quan Năng lƣợng nguyên tử quốc tế - IAEA tỷ lệ lên đến 88,3%) Phơng phóng xạ tự nhiên phần lớn gây nguyên tố phóng xạ chuỗi phóng xạ tự nhiên U, Th K, tồn lƣợng phóng xạ nhân tạo gây hoạt động liên quan tới nhà máy điện hạt nhân, đến sản xuất đồng vị phóng xạ, sử dụng nguồn nhân tạo ngành y tế, công nghiệp, dầu khí, nơng nghiệp chiếm 11,7% Do vậy, nƣớc dù có nhà máy điện hạt nhân hay khơng việc đánh giá mức phơng phóng xạ tự nhiên ln đƣợc quan tâm Để phục vụ cho quy hoạch đảm bảo cho phát triển kinh tế-xã hội, du lịch bền vững đảm bảo sức khỏe cộng đồng dân cƣ, đa số nƣớc giới xây dựng đồ phơng phóng xạ tự nhiên để làm sở đánh giá liều chiếu xạ dân chúng Đặc biệt nƣớc phát triển, đồ phơng phóng xạ tồn lãnh thổ nhƣ khu vực dị thƣờng phóng xạ tự nhiên đƣợc xây dựng sử dụng rộng rãi nhằm đảm bảo an tồn phóng xạ cho cộng đồng TT 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Địa điểm Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành 38 Tam Hải, Núi Thành 39 Tam Hải, Núi Thành 40 21 TT 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Địa điểm Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành Tam Hải, Núi Thành *Sai số phép đo ±15% với độ tin cậy 95% 22 PHỤ LỤC 2: CÁC BẢNG SỐ LIỆU VÀ HÌNH ẢNH THAM KHẢO CỦA THẾ GIỚI Bảng Nồng độ phóng xạ tự nhiên đất (trích dẫn khu vực châu giá trị trung bình tồn cầu) Khu vực / quốc gia Đông Á Bangladesh Trung Quốc Hong Kong Ấn Độ Nhật Bản Kazakstan Hàn Quốc Malaysia Thái Lan Trung bình Trọng số dân cƣ trung bình 23 Bảng 10 Suất liều xạ chiếu ngồi khơng khí ngồi trời nhà đo đạc trực tiếp (trích dẫn khu vực châu Á) Khu vực/ Quốc gia Đông Á Brunây Trung Quốc Đài Loan Hồng Kông Ấn Độ Inđônêxia Nhật Bản Kazakstan Hàn Quốc Malaysia Philippines Thái Lan 24 Bảng 11 Trọng số xạ số loại xạ Loại xạ Tia X,gamma,beta Neutron Proton Hạt α, mảnh vỡ phân hạch, hạt nhân nặng 25 Bảng 12 Các trọng số mô WT, Cơ quan, mô Cơ quan sinh dục Tủy xƣơng đỏ Ruột kết Phổi Dạ dày Bàng quang Vú Gan Thực quản Tuyến giáp Da Bề mặt xƣơng Các mơ khác Tồn thân Bảng 13 Suất liều hiệu dụng trung bình hàng năm cho toàn giới từ nguồn xạ tự nhiên Nguồn xạ + Các tia vũ trụ + Các nuclít phóng xạ vũ trụ + Các nguồn tự nhiên K 40 Dãy 238 Dãy 232 Tổng cộng U Th 26 HÌNH Chuỗi phân rã 238 U 27 HÌNH Chuỗi phân rã 232 Th 28 HÌNH Chuỗi phân rã 235 U 29 Hình Hình ảnh nhơm sau đếm vết với đƣờng kính vết cỡ 150µm, 30 ... - Nguyễn Thị Oanh ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ẢNH HƢỞNG PHƠNG PHĨNG XẠ MÔI TRƢỜNG ĐỐI VỚI CON NGƢỜI TẠI MỘT SỐ VÙNG CỦA TỈNH QUẢNG NAM Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC... cứu đánh giá phơng phóng xạ huyện Tiên Phƣớc Núi Thành địa bàn tỉnh Quảng Nam, đặc biệt nơi có dị thƣờng phóng xạ từ tính tốn liều chiếu nhân phóng xạ có đất, khơng khí đánh giá khả ảnh hƣởng... 15 ngun tố phóng xạ, tạo “dị thƣờng” phóng xạ tự nhiên dọc theo ven biển tỉnh Quảng Nam Cho đến thời điểm tại, số cơng trình nghiên cứu liên quan đến phóng xạ mơi trƣờng tỉnh Quảng Nam gồm: -