Thống kê số liệu về giá trị của nồng độ radon trong không khí để xác định liều chiếu trong qua đƣờng hô hấp. Kết quả đo nồng độ radon trong không khí tại các điểm đo cách mặt đất 1m đã xác định đƣợc nồng độ radon (bảng 13).
Bảng 13: Nồng độ radon trong không khí trên nền các loại đá khu vực mỏ đất hiếm Đông Pao
TT Các loại đá Ký hiệu Nồng độ radon (Bq/m3) Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất 1 Phức hệ Nậm Xe-Tam Đƣờng aG-aSy/Ent 24,67 20 27 2 Phức hệ Pusamcap aSy/Eps 52,98 27 97 3 Trầm tích sông, sông lũ Q 25,65 13 41 4 Hệ tầng Đồng Giao T2ađg 46,86 6 97 5 Hệ tầng Nậm Mu T2cnm 22,8 17 29,6 6 Hệ tầng Mƣờng Trai T2lmt 22,6 18 26,8 7 Hệ tầng Suối Bàng - phân hệ tầng trên T2n-rsb 77,75 55 97
Theo bảng 13, nồng độ radon trong khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng từ 6 ÷ 97Bq/m3. Nồng độ radon trên các nền đá gốc phụ thuộc vào lƣợng khí phóng xạ tự do trong các lỗ hổng, khe nứt và các yếu tố tự nhiên nhƣ: thời tiết, khí hậu tại thời điểm khảo sát. Việc điều tra nồng độ radon giúp đánh giá tổng quát quá trình ảnh hƣởng và phát tán phóng xạ vào môi trƣờng. Nhìn chung, so sánh với tiêu chuẩn nồng độ radon trong không khí tại nhà ở < 100Bq/m3 cho thấy tại các điểm đo trong khu vực đều có nồng độ radon nằm trong giới hạn cho phép.
3.1.3. Đặc điểm phân bố hàm lượng phóng xạ (U, Th, K)
Hoạt độ phóng xạ trong lớp đất trên mặt đƣợc đặc trƣng bởi hàm lƣợng của U, Th và K trong đất.
Theo thống kê hàm lƣợng phổ gamma trong các loại đất trong khu vực nghiên cứu ở bảng 14 thì hàm lƣợng phóng xạ của mỏ đất hiếm Đông Pao chủ yếu là urani và thori.
Bảng 14: Hàm lƣợng phổ gamma trong các loại đất
TT Ký hiệu tuổi địa chất
Kali (%) Urani (ppm) Thori (ppm)
Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất 1 aG-aSy/Ent 1,61 1,36 1,92 11,90 10,41 12,73 18,17 15,66 21,1 2 aSy/Epc1 3,18 1,27 6,05 19,76 11,41 29,24 35,64 11,95 70,6 3 Q 1,42 0,79 2,51 11,08 2,36 16,06 12,81 7,11 23,4 4 T2ađg 2,33 0,39 11,26 13,77 0,08 62,52 23,34 2,75 94,9 5 T3n-rsb1 2,26 0,54 5,43 10,90 1,65 25,32 15,07 2,44 36,3
Kết quả phân tích ở bảng 14 cho thấy:
- Hàm lƣợng kali trung bình từ 1,42% đến 3,18%, trong đó nhỏ nhất trong trầm tích Đệ tứ, lớn nhất trong thành tạo xâm nhập Pusamcap. Đặc biệt, trong hệ tầng Đồng Giao, điểm đo có giá trị hàm lƣợng kali lớn nhất là 11,26%. Sự biến thiên của hàm lƣợng K tuân theo quy luật chung là cao ở khu vực thân quặng xuất lộ hoặc nằm gần mặt đất, còn ở khu vực xa thân quặng hoặc thân quặng bị chìm thì hàm lƣợng K giảm xuống rõ rệt.
- Hàm lƣợng urani trung bình nhỏ nhất trong trong hệ tầng Suối Bàng (T3n- rsb) 10,9ppm, trung bình lớn nhất trong trong thành tạo xâm nhập Pusamcap 19,7ppm. Giá trị đặc cao thuộc của hệ tầng Đồng Giao (T2ađg) là 62,52ppm. Cơ bảnhàm lƣợng urani chỉ tập trung các các loại đá granit, đá phiến, còn các đá khác hàm lƣợng urani rất thấp.
- Hàm lƣợng thori trung bình nhỏ nhất Đệ tứ (12,8ppm), trung bình lớn nhất trong các đá thuộc thành tạo xâm nhập Pusamcap (35,6ppm). Giá trị đặc cao thuộc hệ tầng Đông Giao là 94,9ppm. Giá trị trung bình nhỏ nhất trong đá trầm tích aluvi là 12,81ppm. Nhƣ vậy, các đá syenit kiềm, syenit porphyr thuộc phức hệ Pusamcap (khối Đông Pao) là nguồn cung cấp chính các chất phóng xạ mà chủ yếu là thori trong các thân quặng đất hiếm Đông Pao.
Theo TCXDVN 397:2007, trong vùng này có thể dùng đất để xây dựng đƣờng ngoài dân cƣ, không nên dùng để làm nền nhà hoặc định cƣ tiếp.
3.1.4. Đặc trưng thống kê các nguyên tố phóng xạ trong nước, thực vật
3.1.4.1. Đặc trưng thống kê các nguyên tố phóng xạ trong nước
Sự phát tán các chất phóng xạ ra môi trƣờng nƣớc chiếm một tỷ lệ rất lớn, vì urani, thori dễ hòa tan trong nƣớc. Khi nƣớc chảy qua thân quặng và qua các khối magma có chứa phóng xạ sẽ mang theo hàm lƣợng các chất phóng xạ, sau đó phát tán ra môi trƣờng xung quanh (bảng 15).
Bảng 15: Mức độ phát tán các chất phóng xạ trong nƣớc vùng Đông Pao
TT Loại nƣớc Nồng độ radi (Bq/m3) Nồng độ thori (Bq/m3) Hàm lƣợng urani (mg/l) Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất 1 Nƣớc mặt (suối) 162 0 250 67,74 0 279 0,282 0 1,49 2 Nƣớc ngầm 310 160 450 101 0 141 0,476 0 1,68
Theo các kết quả thống kê trên, nồng độ thori, radi, urani trong nƣớc ngầm đều cao hơn nƣớc mặt. Nhƣ vậy có thể thấy các chất phóng xạ sẽ ngấm trong đất, xâm nhập vào thực vật và cả cơ thể sống khi sử dụng các nguồn nƣớc này.
Trong quá trình điều tra mức độ phát tán các chất phóng xạ trong vùng đã tính tới các loại nƣớc ngầm chảy trong các tầng đất đá và mang theo các chất phóng xạ và phát tán ra môi trƣờng. Các loại đá khác nhau, mức độ hấp thụ và phát tán các chất phóng xạ khác nhau, đây cũng là nguồn gây ra ô nhiễm chính. Từ các thông số môi trƣờng phóng xạ trong nƣớc ngầm đặc trƣng trong các loại đá, có thể giúp cho việc quy hoạch khai thác nƣớc ngầm để phục vụ dân sinh.
3.1.4.2. Đặc trưng thống kê các nguyên tố phóng xạ trong cây lương thực
Trong vùng nghiên cứu, hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ trong các loại cây lƣơng thực có giá trị đều cao (bảng 16).
Bảng 16: Thống kê hàm lƣợng nguyên tố phóng xạ theo các loại thực vật
TT Loại cây
Hoạt độ trung bình (Bq/kg)
Kali Urani Thori Radi
Từ bảng 16 cho thấy: trong các mẫu sắn các mẫu đều lớn hơn giá trị cho phép; mẫu thóc gấp từ 0,6 lần đến 2 lần giá trị cho phép.
3.1.5. Đặc điểm liều tương đương
3.1.5.1. Hiện trạng suất liều chiếu xạ tương đương
Với các giá trị đo đƣợc: suất liều gamma, hoạt độ của các nguyên tố trong nƣớc, thực vật và nồng độ Rn đo đƣợc trong không khí, thay vào công thức tính suất liều chiếu xạ tƣơng đƣơng đã nêu ở chƣơng 2 theo công thức:
Htđ = Hn + Ht Trong đó:
- Hn(mSv/năm) là liều chiếu ngoài đƣợc tính theo công thức sau: Hn(mSv/năm) = 7,6xIg(Sv/h) - Ht(mSv/năm) là liều chiếu trong đƣợc tính Ht = Hd + Hp, với:
+ Hd là liều chiếu trong xâm nhập qua đƣờng tiêu hóa đƣợc tính nhƣ sau: Hd(mSv/năm)=(6,2.10-6AK+2,8.10-4ARa+2,3.10-4ATh+4,4.10-5AU).md với: - AK, ARa, ATh, AU: hoạt độ trong 1 lít nƣớc (Bq/l) hoặc 1kg lƣơng thực (Bq/kg).
- md: một năm ngƣời dân sử dụng 800 lít nƣớc và 650 kg lƣơng thực, thực phẩm.
+ Hp là liều chiếu trong xâm nhập qua đƣờng hô hấp đƣợc tính nhƣ sau: Hp (mSv/năm) = 0,047 x Rn (Bq/m3)
Sau khi thay các giá trị vào các công thức trên đƣợc kết quả: - Giá trị suất liều chiếu ngoài nhƣ trong bảng 17.
Bảng 17: Suất liều chiếu ngoài khu vực nghiên cứu
Khoảng chia
(mSv/năm) Giữa lớp (Xj) (mSv/năm) Tần số Tần suất(Pj) (%) Pj x Xj
0,3÷0,5 0,4 17 2,76 0,011 0,5÷0,7 0,6 24 3,89 0,023 0,7÷0,9 0,8 45 7,29 0,058 0,9÷1,1 1 50 8,10 0,081 1,1÷1,3 1,2 80 12,97 0,156 1,3÷1,5 1,4 39 6,32 0,088
Khoảng chia
(mSv/năm) Giữa lớp (Xj) (mSv/năm) Tần số Tần suất(Pj) (%) Pj x Xj
1,7÷1,9 1,8 50 8,10 0,146 1,9÷2,1 2 36 5,83 0,117 2,1÷2,3 2,2 39 6,32 0,139 2,3÷2,5 2,4 36 5,83 0,140 2,5÷2,7 2,6 40 6,48 0,169 2,7÷2,9 2,8 37 6,00 0,168 2,9÷3,1 3 22 3,57 0,107 3,1÷3,3 3,2 16 2,59 0,083 3,3÷3,5 3,4 18 2,92 0,099 3,5÷3,7 3,6 14 2,27 0,082 >3,7 4,2 11 1,78 0,075
Hình 8: Đồ thị tần suất giá trị suất liều chiếu ngoài
Theo bảng số liệu và đồ thị tần suất trên cho thấy suất liều chiếu ngoài khu vực nghiên cứu biến đổi từ 0,4 ÷ 4,2 mSv/năm.
- Giá trị suất liều chiếu trong nhƣ trong bảng 18.
Bảng 18: Suất liều chiếu trong khu vực nghiên cứu
Khoảng chia
(mSv/năm) Giữa lớp (Xj) (mSv/năm) Tần số Tần suất (Pj) Pj x Xj
Khoảng chia
(mSv/năm) Giữa lớp (Xj) (mSv/năm) Tần số Tần suất (Pj) Pj x Xj
2,2 ÷ 2,6 2,4 70 10,23 22,7 2,6 ÷ 3,0 2,8 52 7,60 19,68 3,0 ÷ 3,4 3,2 76 11,11 32,86 3,4 ÷ 3,8 3,6 43 6,29 20,92 3,8 ÷ 4,2 4 45 6,58 24,32 4,2 ÷ 4,6 4,4 24 3,51 14,27 4,6 ÷ 5,0 4,8 18 2,63 11,68 5,0 ÷ 5,4 5,2 5 0,73 3,51 5,4 ÷ 5,8 5,6 8 1,17 6,05 5,8 ÷ 6,2 6 3 0,44 2,43 6,2 ÷ 6,6 6,4 2 0,29 1,73 > 6,6 7 4 0,58 3,78
Hình 9: Đồ thị tần suất giá trị suất liều chiếu trong
Giá trị suất liều chiếu trong khu vực nghiên cứu biến đổi từ 1,2÷7mSv/năm. Nhƣ vậy, suất liều chiếu xạ tƣơng đƣơng phân bố trên toàn diện tích mỏ Đông Pao, biến đổi từ 1,6 ÷ 11,2 mSv/năm và phông phóng xạ là 2,8 mSv/năm.
3.1.5.2. Phân vùng có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ, vùng kiểm soát phóng xạ
không khí tại vùng Đông Pao, so sánh với các TCVN để phân vùng có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ và vùng kiểm soát phóng xạ.
Dựa vào cơ sở phân vùng có nguy cơ ô nhiễm môi trƣờng phóng xạ và vùng kiểm soát môi trƣờng phóng xạ đã nêu, khu vực nghiên cứu đƣợc phân vùng nhƣ sau:
- Phân vùng có nguy cơ ô nhiễm môi trƣờng phóng xạ khu vực nghiên cứu là diện tích có một trong các điều kiện sau:
Htđ ≥ 3,8mSv/năm (vùng nghiên cứu có phông phóng xạ là 2,8mSv/năm, vùng không an toàn có giá trị Htđ ≥ phông + 1).
Mẫu nƣớc có chứa hàm lƣợng các chất phóng xạ cao hơn giới hạn cho phép: tổng hoạt độ > 0,1Bq/l hoặc tổng hoạt độ > 1,0Bq/l.
- Phân vùng kiểm soát thuộc khu vực nghiên cứu là diện tích có một trong các điều kiện sau:
Htđ từ 2,8 ÷ 3,8mSv/năm (tức là từ phông đến phông + 1).
Mẫu nƣớc có chứa hàm lƣợng các chất phóng xạ cao hơn giới hạn cho phép: tổng hoạt độ > 0,1Bq/l hoặc tổng hoạt độ > 1,0Bq/l.
Suất liều chiếu trong > 0,03mSv/năm.
Nồng độ tổng CRn + 4,6 x CTn > 100Bq/m3.
Kết quả phân tích, tính toán suất liều chiếu xạ trong mẫu cây lƣơng thực > 0,3mSv/năm.
Dựa vào cơ sở trên, học viên phân vùng có nguy cơ ô nhiễm và vùng kiểm soát môi trƣờng phóng xạ thuộc khu vực nghiên cứu ở hình 10:
Hình 10: Sơ đồ phân vùng môi trƣờng phóng xạ vùng Đông Pao trƣớc thăm dò
- Vùng có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ: phân bố ở Bản Thẳm, Bản Bãi Trâu, Bản Hoa Di Hồ, Bản Sin Chải với diện tích 14,2km2
. Suất liều chiếu xạ tƣơng đƣơng biến đổi từ 3,8 11,2mSv/năm. Mẫu đất có hàm lƣợng U3O8 = 0,03%, ThO2 = 0,02%. Mẫu nƣớc tổng hoạt độ α = 0,29Bg/l, β = 0,72Bg/l. Thực vật có mẫu chè K40 = 44,3Bg/kg, U238 = 10,75Bq/kg, Th232 = 37,68Bg/kg, R226 = 10,54 Bg/kg. Hầu hết các mẫu thực vật đều có chỉ tiêu tổng hợp >1. Trong khu vực nghiên cứu, thảm thực vật che phủ kém, nhân dân thƣờng làm nƣơng rẫy, trồng cây lƣơng thực làm xói mòn đất, gây phát tán phóng xạ xuống các thung lũng, bản làng lân cận.
- Vùng kiểm soát phóng xạ: các phân vùng kiểm soát phóng xạ thuộc vùng Đông Pao trên diện tích rộng ở Tây Bắc và Đông Nam vùng điều tra. Chúng liên quan đến các loại đá phiến sét, sét vôi, cát kết thuộc hệ tầng Đồng Giao (T2ađg), Nậm Mu (T3cnm) và trầm tích phun trào thuộc hệ tầng Viên Nam (T1i vn). Đây là những phân vùng đệm xung quanh phân vùng có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ với diện tích khoảng 15,2km2.
3.2. Hiện trạng môi trƣờng phóng xạ sau quá trình thăm dò
Để đánh giá sự ảnh hƣởng tới môi trƣờng phóng xạ do hoạt động thăm dò, tiến hành đo các thông số môi trƣờng phóng xạ trên hai tuyến T1 và T2 đi qua thân quặng nhƣ trong bản đồ.
Hình 11: Bản đồ tuyến thăm dò địa chất môi trƣờng
(Nguồn: Liên đoàn địa chất Xạ - hiếm)
3.2.1. Đặc trưng suất liều gamma
Sau quá trình thăm dò, mỏ Đông Pao có cƣờng độ bức xạ gamma cao, biến thiên trong khoảng Iγ từ 0,3 ÷ >0,8μS/h.
Dị thƣờng gamma kích thƣớc lớn chiếm toàn bộ diện tích khu mỏ, khoảng 12km2 hình dạng phức tạp. Biên độ dị thƣờng Iγ >0,5μS/h, trong đó có 5 diện tích dị thƣờng có cƣờng độ Iγ>0,8μS/h, có chỗ đạt giá trị tới 3,2μS/h.
Dị thƣờng gamma khu mỏ Đông Pao là do quặng đất hiếm có chứa các chất phóng xạ Th, U gây ra.
Bức tranh phân bố liều chiếu ngoài khu mỏ Đông Pao hoàn toàn tƣơng tự nhƣ bức tranh cƣờng độ gamma. Liều chiếu ngoài trong khu vực biến thiên trong khoảng Hn từ 2,3 ÷ 6,1mSv/năm.
Trên khu mỏ Đông Pao có dị thƣờng liều chiếu ngoài Hn > 3,8mSv/năm, diện tích khoảng ~12km2
hoàn toàn trùng về hình dạng, kích thƣớc và vị trí so với dị thƣờng gamma Iγ>50μR/h. Trong vùng có 5 diện tích có Hn > 6,1mSv/năm. Điều đặc biệt cần lƣu ý là trên phạm vi của khu vực dị thƣờng liều chiếu ngoài Hn > 3,8mSv/năm và 6,1mSv/năm tại Bản Thẳm, Nà Khum, Bãi Trâu, Bản Giang, Phù Nhiêu, Nà Cơ có nhà dân sinh sống.
Để thấy đƣợc mức độ thay đổi giá trị suất liều gamma do hoạt động thăm dò, học viên đã xây dựng các đồ thị mức suất liều theo các tuyến khảo sát môi trƣờng giữa 2 đợt khảo sát trƣớc và sau khi thăm dò.
Kết quả nghiên cứu theo các tuyến nhƣ sau: - Mặt cắt suất liều gamma tuyến T1 (hình 12):
So sánh giá trị suất liều gamma đo đƣợc ở cùng vị trí tại độ cao cách mặt đất 1m vào thời điểm trƣớc và sau khi thăm dò đã có những thay đổi. Tại khu vực ngoài thân quặng giá trị suất liều gamma có sự khác biệt không đáng kể. Tuy nhiên, trong khu vực phân bố thân quặng, giá trị suất liều sau thăm dò có xu hƣớng tăng đáng kể. Giá trị tuyệt đối của suất liều sau khi thăm dò thƣờng lớn hơn trƣớc khi thăm dò trung bình khoảng 0,1µSv/h. Các vị trí thuộc khu vực nền khoan, do có sự san gạt các lớp phủ
phía trên để tạo mặt bằng nên sau khi thăm dò thƣờng suất liều tăng cao hơn khoảng 0,1÷0,3µSv/h tùy thuộc vào từng vị trí trên tuyến.
Hình 12: Mặt cắt so sánh sự thay đổi suất liều gamma tuyến T1
- Mặt cắt Tuyến T2 (hình 13):
Tƣơng tự nhƣ kết quả nhận đƣợc tại tuyến T1, suất liều gamma tại tuyến T2 đo đƣợc có sự biến đổi nhƣ sau:
+ Suất liều gamma ở phần ngoài khu vực phân bố thân quặng không có sự thay đổi trƣớc và sau khi thăm dò.
+ Suất liều gamma có sự thay đổi chút ít sau khi thăm dò so với trƣớc khi thăm dò, giá trị tuyệt đối có xu hƣớng tăng lên sau khi thăm dò với giá trị gia tăng khoảng từ
0,1-0,2µSv/h. Sự gia tăng xảy ra trong nội tại khu vực thân quặng lộ ngay mặt đất và có các lỗ khoan thăm dò cắt qua.
Hình 13: Mặt cắt so sánh sự thay đổi suất liều gamma tuyến T2
3.2.2. Đặc điểm phân bố nồng độ radon
Nồng độ Rn (NRn) trong không khí tại khu vực mỏ Đông Pao biến thiên trong khoảng 50÷200Bq/m3,nồng độ Tn (NTn) từ khoảng 50÷100Bq/m3
Trên khu mỏ đất hiếm Đông Pao có dị thƣờng nồng độ radon trong không khí NRn > 50Bq/m3 bao phủ toàn bộ diện tích khu mỏ, trên các thân quặng đất hiếm có các dị thƣờng NRn > 100Bq/m3, có nơi NRn > 200Bq/m3 tại các khu vực Bản Thẳm, bản Nà Khum, phía Đông Bắc bản Hoa Di Hồ và phía Nam bản Phù Nhiêu.
Bức tranh phân bố liều chiếu trong tƣơng tự bức tranh phân bố nồng độ radon trong không khí. Tại khu vực mỏ Đông Pao, liều chiếu trong biến thiên trong khoảng
Ht từ <3,0 ÷ >10mSv/năm. Trong khu vực mỏ có dị thƣờng liều chiếu trong Ht >3,0mSv/nămcó hình dạng, kích thƣớc và vị trí phân bố tƣơng đối trùng với dị thƣờng nồng độ radon trong không khí NRn >50Bq/m3. Điều đó chứng tỏ dị thƣờng liều chiếu