5. Các bước thực hiện
2.1.2.3. phóng xạ trong nước mưa ở Việt Nam
Hình 2.1 Mô phỏng đám mây phóng xạ lúc 2h ngày 15/4/2011 ở khu vực Đông Nam Á.
(Nguồn: Bộ KH & CN)
Ngày 13/4/2011, Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam) ở Hà Nội đã thông báo kết quả kiểm tra nồng độ phóng xạ trong nước mưa (trận mưa ngày 7/4/2011) và ghi nhận đồng vị phóng xạ Cs137, Cs134 và I131 với nồng độ thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép. "Cụ thể đồng vị phóng xạ I131
đo được 44,9±3,5 mBq/l. Trong khi giới hạn theo tiêu chuẩn an toàn của Nhật Bản đối với trẻ em là 100 Bq/l, người lớn là 300 Bq/l".
Trong khi đó, theo dự đoán của chuyên gia CTBTO (mạng lưới Tổ chức Cấm thử hạt nhân toàn diện), đám mây phóng xạ đang tiếp tục lan rộng tại khu vực Đông Nam Á và di chuyển về phía Ấn Độ, xuống Nam Bán Cầu. Tuy nhiên, nồng độ hạt nhân phóng xạ đo được tại các trạm quan trắc tại Đông Nam Á là rất thấp so với mức cho phép.
Theo đánh giá và phân tích, hàm lượng phóng xạ tại Việt Nam chưa cao. Tuy nhiên, nếu chúng ta sử dụng trực tiếp nước mưa thì cũng có thể đã bị ô nhiễm, khi nguồn nước mưa rơi qua những đám mây bị phóng xạ.
2.1.3 Độ phóng xạ trong nƣớc sinh hoạt
Người ta đã lấy nước ở các giếng cung cấp nước từ các miền để theo dõi độ phóng xạ của nước sinh hoạt và đã thấy xuất hiện H3
và K40, tuy nhiên hàm lượng Sr90
, Cs137 rất thấp, có thể coi như không đáng kể. Các kết quả được trình bày ở bảng 2.3.
21
Bảng 2.3. Hàm lượng một vài đồng vị phóng xạ trong nước sinh hoạt tại Hungari trong những năm 1970 – 1980. Tên đồng vị phóng xạ Đơn vị tính Khu vực sẽ XD nhà máy điện nguyên tử
Buđapet Nước ăn ở các giếng của tỉnh Csampa
H3 TU 0,9 2,5 2,8
K40 mBq/l - - 63,5
Sr90 mBq/l - - -
Cs137 - - - -
Chất phóng xạ cũng được tìm thấy trong nước sinh hoạt tại Fukushima. Theo phóng viên Vietnam+ ở Nhật Bản, chiều 16/3/2011, cơ quan chức năng phát hiện chất phóng xạ trong nước sinh hoạt của thành phố Fukushima, thuộc tỉnh Fukushima. Tuy nhiên, mức độ chất phóng xạ còn thấp nên không ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Sỡ dĩ có một lượng nhỏ chất phóng xạ trong nước sinh hoạt của thành phố Fukushima, ngấm vào thức ăn là do nhà máy xả nước để hạ nhiệt lò phản ứng. Tuy nhiên, hàm lượng chất này rất ít và không ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe con người.
2.1.4 Độ phóng xạ trong nƣớc từ đất (nƣớc ngầm)
Người ta đào các hố ở các độ sâu khác nhau và lấy nước ở các độ sâu đó hoặc xử lý đất bằng axit rồi lấy nước từ trong đất ra. Loại nước này được gọi là nước từ đất (nước ngầm). Kết quả nghiên cứu theo dõi độ phóng xạ trên loại nước này vào năm 1979 và 1980 ở Hungari được trình bày ở bảng 2.4.
Bảng 2.4. Độ phóng xạ của một số đồng vị ghi nhận được ở nước từ đất (nước ngầm) Chất phóng xạ Đơn vị tính Trung bình Giá trị min và max
K40 mBq/l 1480 (930,0÷2400)
H3 TU 74 (61,0÷111)
Sr90 mBq/l 7,8 (4,2÷15,3)
22 Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO), Nhật Bản, đã phát hiện độc tố phóng xạ tritium với nồng độ cao trong nước ngầm ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1.
Chính phủ Nhật Bản cho biết ước tính mỗi ngày có ít nhất 300 tấn nước ngầm nhiễm phóng xạ từ nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1 có thể đã chảy ra vùng biển Thái Bình Dương gần nhà máy. Trong đó nồng độ chất Cs134 có khả năng sinh bệnh ung thư đã tăng cao, ở ngưỡng 9.000 Bq/l. Ngoài ra, hàm lượng chất Cs137 rơi vào khoảng 18.000 Bq/l. Theo quy định của chính phủ Nhật Bản, nồng độ chất Cs134
và Cs137 cho phép chỉ giới hạn ở mức lần lượt là 60 Bq/l và 90 Bq/l. Trong những trường hợp này, các chất phóng xạ trên ngấm vào cơ thể con người, chúng sẽ tích tụ trong hệ cơ và xương sau đó gây các bệnh ung thư nguy hiểm.
Những chất phóng xạ nguy hiểm trên được xác định phát tán từ quá trình tan chảy của các lò phản ứng tại nhà máy Fukushima sau khi hứng chịu thảm họa động đất sóng thần hồi tháng 3/2011. Mặc dù, các chất phóng xạ này không ngấm vào đất đai song lại hòa tan vào mạch nước ngầm dưới nhà máy Fukushima.
Trước nguy cơ đó Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO) đưa ra kế hoạch, các ống dẫn chất lỏng làm nguội sẽ được lắp quanh lò phản ứng số 1 làm “đóng băng” vùng đất quanh khu lò phản ứng tại Nhà máy Fukushima số 1 nhằm ngăn chặn nước nhiễm xạ ứ đọng nhiều hơn.
2.1.5 Phóng xạ trong nƣớc biển ở Việt Nam
Theo các số liệu điều tra địa chất, ở Việt Nam có khoảng 40 điểm quặng sa khoáng chứa Ilmenit - Zircon - Monazit; phân bố dọc theo bờ biển từ Móng Cái đến Hà Tiên. Các điểm quặng lớn tập trung chủ yếu ở ven biển miền Trung: Hà Tĩnh, Huế, Quy Nhơn và Bình Thuận. Tổng trữ lượng quặng Titan (ilmenit) trong sa khoáng biển khoảng 15 triệu tấn, trong đó có lượng tinh quặng Zircon ước tính khoảng 1,06 triệu tấn. Trong sa khoáng biển còn chứa Monazit với hàm lượng trung bình từ 2-5%. Bản thân các mỏ sa khoáng ven biển đã gây ra sự ô nhiễm phóng xạ với các mức độ khác nhau đối với môi trường chúng tồn tại.
Hiện nay một số công ty đã tiến hành khai thác quặng Titanium thô, đặc biệt tại Bình Thuận hoạt động này diễn ra rầm rộ và có quy mô lớn. Trong quá trình khai thác và chế biến quặng không tránh khỏi phát sinh chất thải vào môi trường như: bụi từ công tác san lấp; nước thải từ quá trình tuyển quặng và chất thải rắn, chủ yếu là cát lẫn trong quặng. Trong đó, nước thải từ công tác tuyển quặng có ảnh hưởng lớn nhất đến môi trường. Về nguyên tắc, nước thải tuyển quặng Titan có thể chứa các hạt phóng xạ kích thước nhỏ, không thể tự lắng đọng và các nguyên tố phóng xạ tan trong nước, chủ yếu là U và Ra. Các tác nhân này gây ảnh hưởng rất lớn đến môi trường xung quanh, đặc biệt là môi trường sinh thái các vùng biển lân cận, môi trường nước của dân cư chung quanh và trực tiếp ảnh hưởng đến công nhân khai khoáng.
23 Các thân quặng sa khoáng titan chứa chất phóng xạ ven biển nước ta thường nằm trong các cồn cát ít được cây cối, thảm thực vật che phủ, và lớp phủ thường tương đối mỏng. Nhiều mỏ quặng đang được khai thác. Bởi vậy, quặng sa khoáng chịu tác động mạnh mẽ của các yếu tố tự nhiên, của các hoạt động khai thác và các tác động khác của con người làm cho chúng dễ dàng phát tán ra môi trường xung quanh. Trong điều kiện môi trường thủy địa hóa thuận lợi, các chất phóng xạ bị hòa tan và di chuyển ra biển, gây ô nhiễm phóng xạ ở nước biển.
Yếu tố tác động của tự nhiên
Các thân quặng sa khoáng có chứa chất phóng xạ bị phong hóa, bị nước mưa, nước mặt, nước ngầm tác động phá hủy thường xuyên. Sản phẩm của các quá trình phong hóa, phá hủy đó bị phát tán và đưa vào môi trường dưới dạng các vành phân tán: vành phân tán cơ học và vành phân tán muối. Diện tích và hướng phát tán của các vành phân tán phụ thuộc vào địa hình, thời gian, kích thước và loại vật liệu di chuyển. Các vành phân tán tạo thành các dị thường nguyên tố phóng xạ. Khi các thân quặng sa khoáng nằm gần bờ biển thì vật chất trong các vành phân tán quặng dễ dàng xâm nhập, gây ô nhiễm nước biển.
Yếu tố tác động của con người
Con người khai thác, tàn phá thiên nhiên, làm mất cân bằng sinh thái, mất lớp phủ thực vật che chắn và bảo vệ đất, làm cho vùng mỏ bị xói lở và bóc mòn. Quặng bị phong hóa phá hủy và phát tán đi các nơi. Trong các công trình thi công thăm dò khai thác, việc gom đất đá thải (các hào, lò, giếng khoan…) chưa được chú ý. Các quặng đuôi, các phần quặng có hàm lượng thấp hơn hàm lượng biên, các mạch quặng nhỏ nằm trong phần đá kẹp bị đưa ra bãi thải. Nước thải từ các khai khoáng, xưởng tuyển không được xử lý, thu gom, để chảy tràn lan ra môi trường xung quanh. Các bãi biển đều có địa hình dốc ra phía biển, càng làm cho các chất thải, nước thải trôi xuống biển, đem theo các chất phóng xạ và các chất độc hại khác làm ô nhiễm môi trường nước biển.
2.2 ĐỘ PHÓNG XẠ TRUNG BÌNH TRONG KHÔNG KHÍ
Ở khắp nơi trên Trái Đất, dù trên diện tích nhỏ hay lớn luôn luôn tồn tại một lượng phóng xạ trong không khí và hiển nhiên là ở các miền khác nhau thì có mật độ khác nhau. Do đó, các địa dư khác nhau cũng cho những số liệu phóng xạ khác nhau. Tuy vậy, ta có thể lấy các giá trị trung bình để so sánh theo các mục đích khác nhau.
2.2.1 Sự phát tán phóng xạ trong không khí
Trong quá trình phân rã Urani, Thori trong tự nhiên, sản phẩm tạo thành chủ yếu ở trạng thái rắn, chỉ có 2 đồng vị ở dạng khí là radon và thoron, trong đó thoron có chu kỳ phân hủy rất ngắn (54 giây), quãng đường di chuyển rất ngắn (khoảng 30 cm) đã chuyển thành đồng vị khác; do vậy ít ảnh hưởng đến con người.
24 Radon có chu kỳ phân hủy dài (92 giờ), di chuyển xa trong không khí, khi xâm nhập vào phổi, phân hủy thành đồng vị ở thể rắn, gây ra liều chiếu trong rất nguy hiểm.
Khả năng phát tán của radon trong không khí phụ thuộc vào các yếu tố: nồng độ radon trong đất, lớp vỏ phong hóa, thảm thực vật, đặc điểm địa hình, hướng gió.
Ở khắp nơi trên Trái Đất, dù trên diện tích nhỏ hay lớn luôn luôn tồn tại một lượng phóng xạ trong không khí và hiển nhiên là ở các miền khác nhau thì có mật độ khác nhau. Do đó, các địa dư khác nhau cũng cho những số liệu khác nhau. Tuy vậy, ta có thể lấy các giá trị trung bình để so sánh theo các mục đích khác nhau.
Sự phát tán phóng xạ trong không khí: kết quả đo khí phóng xạ khu Tiên An được thể hiện qua bảng 2.5.
Bảng 2.5. Kết quả đo radon và tổng hoạt alpha trong không khí ở khu Tiên An Vị trí đo Nồng độ radon (Bq/m3
) Tổng hoạt độ alpha (Bq/m3
) Trong khu mỏ 52,2 – 1260,2 81,8 – 228,9
Lân cận mỏ 3,0 – 60,7 7,7 – 9708
Nồng độ phóng xạ radon trong không khí theo ICRD (Ủy ban An toàn bức xạ Quốc tế) ≤ 150Bq/m3. Bảng 2.5 cho thấy trong khu vực tồn tại thân quặng phóng xạ có nồng độ phóng xạ radon trong không khí cao hơn mức tiêu chuẩn giới hạn cho phép và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
2.2.2 Các bức xạ có nguồn gốc từ đất
2.2.2.1 Hoạt độ phóng xạ
Trên cơ sở đo lường radon và thoron cân bằng sinh ra từ U238
và Th232 trong đất đá, người ta xác định được hoạt độ bức xạ của chúng vào trong không khí. Hoạt độ của radon sinh ra từ đất đá đo được trên mặt đất vào khoảng 4 Bq/m3 (100pCi/m3). Mật độ thoron ở trên mặt đất cũng như vậy, nhưng ở độ cao trên một mét thì hoạt độ thoron giảm. Tuy vậy ở độ cao 100m trở đi thì lượng radon cũng giảm đi rõ rệt. Hàm lượng của hai loại khí radon, thoron trong môi trường còn phụ thuộc vào mùa và tốc độ gió. Thông thường khi tốc độ gió lớn và trời mưa thì hoạt độ quan trắc của hai loại khí này đều bị giảm. Người ta xác định được hoạt độ của khí radon đạt giá trị cực đại vào mùa đông, còn về mùa hè thì nó đạt giá trị cực tiểu. Hoạt độ của các sản phẩm có thời gian bán rã nhỏ của radon ở trong nhà thì phụ thuộc vào dạng vật liệu xây dựng sử dụng cho chính ngôi nhà đó. Nói chung hoạt độ này lớn hơn từ 2÷10 lần so với các sản phẩm của radon tự do trong không khí. Các sản phẩm có thời gian bán rã dài của radon là Pb210 và Po210. Các sản phẩm này có hoạt độ là 520÷120 µBq/m3
(14÷3,3 fCi/m3). Khi có mưa và gió thì lượng các sản phẩm của radon cũng bị giảm.
25
2.2.2.2 Liều nhận được trong không khí
Từ việc phân tích các sản phẩm của radon và thoron ở trên, người ta đã xác định được giá trị trung bình về suất liều của các chất phóng xạ trong không khí ở các vùng không có dân cư là 1÷2nGy/giờ (0,1÷0,2µrad/giờ), trong khi đó giá trị trung bình của các suất liều phóng xạ có trong không khí ở khu có dân cư (khu có các công trình xây dựng…) là 45nGy/giờ (4,5µrad/giờ).
2.2.2.3 Năng lượng alpha thế
Năng lượng alpha thế được biểu diễn bằng đơn vị là MeV. Năng lượng alpha thế sinh ra từ cường độ cân bằng các thời gian bán rã ngắn, là một đặc trưng quan trọng của radon và thoron. Để cho tiện người ta còn biểu diễn năng lượng alpha thế qua đơn vị WL, 1WL=1,3x105 MeV/lít. Nó tương đương với năng lượng alpha thế trên sản phẩm của khí radon. 1WL giải phóng 3,7 hay 0,28 Bq/lít (100 hay 7,47 pCi/lít) sản phẩm của khí radon hoặc thoron cân bằng. Năng lượng alpha thế của các thoron và radon có thời gian sống ngắn được giới thiệu ở bảng 2.6.
Bảng 2.6. Năng lượng alpha thế của thoron và radon với thời gian sống ngắn Tên các hạt nhân Chu kì bán rã Hoạt độ (fCi)
Năng lượng alpha thế Các đại lượng biến đổi MeV/ng.tử MeV/fCi MeV/fCi Wlít/fCi Po218(RaA) 3,05 phút 9,77 13,68 134 134 0,00103 Pb214(RaB) 26,8 phút 85,3 7,68 658 658 0,00507 Bi214(RaC) 19,7 phút 63,1 7,68 485 485 0,00370 Po214(RaC) 1,6x10-4Gy 10-5 7,68 7,68x10-5 7,68x10-5 6x10-10 Po216(ThA) 0,158Gy 0,00844 14,57 0,123 0,123 9,5x10-7 Pb212(ThB) 10,6 phút 2040 7,79 15900 15900 0,1223 Bi212(ThC) 60,5 phút 194 7,79 1510 1510 0,0116 Po212(ThC) 3x10-7Gy 1,6x10-8 8,78 1,4x10-7 1,4x10-7 1x10-12
2.2.3 Các bức xạ có nguồn gốc nhân tạo
Trong việc lựa chọn các giá trị trung bình, người ta cũng phải lưu ý tới sự giải phóng chất phóng xạ do các vụ thử hạt nhân cũng như các cơ sở công nghiệp hạt nhân phát tán vào bầu khí quyển. Trong công nghiệp hạt nhân, ngoài các lò phản ứng cũng phải chú ý tới các nhà máy và dây chuyền công nghệ sản xuất nhiên liệu hạt nhân.
26
2.2.3.1 Sự nhiễm bẩn tổng quát từ các vụ nổ thử nghiệm vũ khí hạt nhân
Các sản phẩm phân hạch nguy hiểm nhất được phát tán từ các vụ nổ thử nghiệm vũ khí hạt nhân vào không khí là Sr90, Cs137, H3 và K85. Ngoài ra, còn có rất nhiều đồng vị phóng xạ khác cũng được sinh ra từ các vụ nổ thử nghiệm này. Năm 1976, người ta đã phát hiện ra rằng Sr90 có trong không khí với hoạt độ phóng xạ cỡ 450nBq (121,6fCi) ở phía Bắc bán cầu. Hàng năm, từ những năm 1970÷1975, hoạt độ phóng xạ của Sr90 đã được xác định là vào khoảng 7,4÷2pBq/năm. Người ta cũng đã đo được tỷ số hoạt độ Cs137/Sr90 là 1,6; tỷ số hoạt độ H3/Sr90 trong nước biển là 325,6 và tỷ số hoạt độ Kr85/Sr90 là 0,07.
2.2.3.2 Các nhà máy sản xuất nhiên liệu hạt nhân
Từ việc xác định hoạt độ phóng xạ của Kr85 trên Trái Đất trong năm 1977 là 70MCi, người ta cũng xác định được hoạt độ phóng xạ 65MCi của đồng vị Kr85 sinh ra từ các nhà máy sản xuất nhiên liệu hạt nhân. Từ những năm 1970, người ta đã tập trung nhiều hơn vào sản xuất đồng vị Pu và do đó hàm lượng Kr85 cũng giảm xuống.
2.2.3.3 Sự giải phóng chất phóng xạ từ các lò phản ứng vào không khí
Cùng với hoạt động sản xuất trong các nhà máy nhiên liệu hạt nhân, các hoạt động nghiên cứu thực nghiệm quanh và trong các lò phản ứng hạt nhân thường phát tán các