5. Các bước thực hiện
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 chất phóng xạ làm nhiễm bẩn môi trường. Tuy nhiên, ở các lò phản ứng hoạt động với công nghệ hiện đại thì việc gây ô nhiễm môi trường không khí thường ở mức hạn chế. Trên thực tế, mức độ làm nhiễm bẩn môi trường không khí từ các lò phản ứng hạt nhân là tùy thuộc vào loại hình lò phản ứng và tính hiện đại về công nghệ của từng loại lò. Hiển nhiên khi lò không có sự cố gì thì tính ổn định và các tác nhân gây ô nhiễm từ các lò phản ứng với công nghệ hiện đại là ở mức hạn chế và kiểm soát được. Tuy nhiên, trong những năm qua, sự cố của nhà máy điện nguyên tử Trecnôbưn (Nga) cùng với các sự cố nhà máy điện hạt nhân khác ở Mỹ và Nhật cũng đã phát tán một lượng đáng kể các chất phóng xạ vào môi trường.
2.2.4 Phóng xạ trong không khí tại một số nƣớc Châu Á
Tại khu vực Đông Nam Á, mây phóng xạ có xu hướng tiến đến Indonesia và Malaysia. Gần Việt Nam nhất có trạm tại Phillipines đã phát hiện thấy các hạt nhân phóng xạ. Còn tại trạm quan trắc JPP38 của Nhật Bản nằm gần khu vực nhà máy Fukushima 1 đã phát hiện được ít nhất 3 hạt nhân phóng xạ từ phản ứng kích hoạt và khoảng 13 hạt nhân phóng xạ từ phản ứng phân hạch.
Theo Viện trưởng Viện an toàn hạt nhân Hàn Quốc, các trạm quan trắc mức độ phóng xạ tại 12 địa điểm trên toàn nước này đã phát hiện I131
(Iốt) phóng xạ, tuy nhiên nồng độ ít. Đặc biệt, tại Chuncheon, phía đông bắc Hàn Quốc, hạt Cs137 (cesium) cũng được tìm thấy cùng với iốt phóng xạ.
27 Ủy ban Điều phối ứng phó khẩn cấp sự cố hạt nhân nhà nước Trung Quốc công bố thông tin phát hiện nguyên tố phóng xạ nhân tạo I131 trong không khí phía bắc tỉnh Hắc Long Giang, không khí một số khu vực ven biển đông nam Trung Quốc cũng quan trắc được nồng độ phóng xạ cực nhỏ.
Các chuyên gia cho rằng đây là kết quả các chất phóng xạ đã bay từ nhà máy điện hạt nhân tại Fukushima của Nhật Bản, nơi đã xảy ra vụ rò rỉ phóng xạ do hậu quả của trận động đất. Nhưng nồng độ rất nhỏ, sẽ không ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người.
2.3 ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG ĐẤT
Độ phóng xạ trong đất được hình thành từ các nguồn sau:
Từ các hạt nhân phóng xạ có nguồn gốc tự nhiên.
Từ các hạt nhân phóng xạ nhân tạo do con người đưa vào môi trường. Các hạt nhân phóng xạ tự nhiên sinh ra do sự tương tác của các tia vũ trụ và các bức xạ khác với khí quyển và ngưng đọng lại ở các lớp đá. Hạt nhân đặc trưng là U238, Th232, hạt nhân con trong các dãy này và K40. Ngoài ra, còn có một số đồng vị khác có nguồn gốc tự nhiên như Be7, Na22, Na24. Một số đặc trưng cho một số loại đất và được minh họa trong bảng 2.7.
Bảng 2.7. Hàm lượng các đồng vị phóng xạ điển hình trong các loại đất đá
Loại nham thạch
Hàm lượng các chất phóng xạ chứa trong các loại nham thạch Bq/kg (pCi/kg)
K40 U238 Th232
Nham thạch do núi lửa
999 (27) 59 (1,6) 81 (2,2) Granit Diopit 703 (19) 23 (0,62) 33 (0,88) Bazanlt 241 (6,5) 11 (0,32) 11 (0,3) Durit 148 (4,0) 0,4 (0,01) 24 (0,66) Đất phù sa Đá vôi 89 (2,4) 28 (0,75) 7 (0,19) Cacbonat - 27 (0,72) 8 (0,21) Cát 370 (10) 18 (0,5) 11 (0,3) Đất sét 703 (19) 44 (1,2) 44 (1,2)
28 Ở các nước khác nhau thì số liệu trên có thay đổi và như vậy người ta thường quan tâm đến giá trị trung bình tính chung cho các loại đất trên toàn thế giới cho các đồng vị sau đây:
K40 Bq/kg (pCi/kg) U238 Bq/kg (pCi/kg) Th232 Bq/kg (pCi/kg)
370 (10) 26 (0,7) 26 (0,7)
Các đồng vị phóng xạ nhân tạo có nhiều loại nhưng sống lâu và tồn tại trong đất là đồng vị Sr90
và Cs137. Các đồng vị này gây nên sự ô nhiễm phóng xạ trong đất. Hàm lượng các đồng vị này lại phụ thuộc vào độ sâu so với mặt đất. Thông thường ở độ sâu 45÷55cm thì không thấy tồn tại các đồng vị phóng xạ nhân tạo. Tuy nhiên, ngay ở cùng độ sâu chừng 15cm tính từ mặt đất thì hàm lượng các đồng vị khác nhau như Sr90 và Cs137 cũng khác nhau trong các loại đất khác nhau. Một vài ví dụ minh họa trong bảng 2.8.
Bảng 2.8. Hàm lượng các đồng vị phóng xạ phụ thuộc vào độ sâu Độ sâu
(cm)
Đất sét pH = 4,6 Đất cát pH = 6,6 Đất ở phía bìa có đá vôi pH = 7,6 Sr(%) Cs(%) Sr(%) Cs(%) Sr(%) Cs(%) 0,0÷2,5 50 98 63 98 57 43 2,5÷5,0 20 2 22 2 24 21 5,0÷7,5 15 - 13 - 19 - 7,5÷10 - - 2 - 6 - 2.3.1 Độ phóng xạ trong đất phù sa
Các số liệu về độ phóng xạ trong đất phù sa trên sông Đanuýp ở vùng ngoại ô Buđapet, tại nơi mà Hungari đã xây dựng nhà máy điện nguyên tử vào những năm 1977÷1980 được trình bày ở (bảng 2.9) dưới đây. Các số liệu trong bảng là các giá trị trung bình xác định cho 3 năm
29
Bảng 2.9. Hàm lượng các đồng vị phóng xạ trong phù sa sông Đanuýp năm 1970 – 1980 Đồng vị phóng xạ 1977 1978 1979 1980 mBq/g mBq/g mBq/g mBq/g α Tổng cộng 107,30 (96,20÷129,50) 303,40 (37,00÷869,50) 296,00 (173,00÷432,0) 202,50 (110,00÷340,0) β Tổng cộng 222 (74,00÷555,00) 710 (55,50÷1043,4) 740 (318,0÷1073) 453 (114,0÷720) Th234 57,35 (17,12÷92,52) 56,98 (18,13÷132,46) 48,22 (15,17÷894) 35,58 (30,60÷45,60) Ra226 83,25 (34,04÷109,89) 55,5 (16,65÷105,82) 80,89 (47,36÷124) 60,98 (39,30÷87,3) Pb212 23,68 (18,13÷35,15) 22,20 (11,47÷49,95) 26,26 (15,91÷35,50) 23,109 (21,40÷23,50) Pb214 21,83 (11,74÷29,97) 22,57 (12,58÷39,59) 30,67 (16,65÷38,80) 29,68 (15,80÷46,90) Ac228 19,98 (8,51÷34,78) 19,98 (8,51÷34,78) 27,26 (16,65÷39,60) 23,03 (15,90÷34,90) Ti208 17,40 (9,90÷22,00) 18,13 (9,62÷31,40) 26,87 (16,28÷34,4) 21,16 (12,70÷29,70) Bi214 16,30 (11,10÷18,80) 18,50 (11,10÷34,80) 24,43 (11,23÷49,40) 27,74 (16,10÷47,70) K40 359,60 (198,80÷629,70) 323,00 (186,50÷710) 246,71 (284,90÷490) 352,14 (325,00÷421) Sr90 1,11 (0,41÷1,50) 1,48 (0,14÷1,85) 0,84 (0,23÷1,24) - Cs137 5,55 (4,44÷7,40) 5,60 (1,11÷15,17) 9,26 (0÷12,10) 4,65 (1,20÷5,30)
30
2.3.1 Ảnh hƣởng của chất phóng xạ lên môi trƣờng đất
Tác động đến sự trao đổi chất của các vi sinh vật và động vật chân đốt trong đất của khu vực bị ô nhiễm phóng xạ. Đồng thời hủy hoại tầng sơ cấp của chuỗi thức ăn từ đó dẫn đến hậu quả tiêu cực cho những loài động vật săn mồi.
Những loài động vật nhỏ trong đất có thể tiêu thụ những hóa chất độc hại trong đất sau đó chuyển vào chuỗi thức ăn đến các động vật lớn dẫn đến việc tăng tỉ lệ tử vong và thậm chí còn dẫn đến tiệt chủng loài.
Ngoài ra còn tác động đến sự trao đổi chất của cây và làm giảm năng suất của các vụ mùa. Cây cối hay các loài thực vật khác sẽ hút chất từ đất bị ô nhiễm phóng xạ sau đó chuyển vào chuỗi thức ăn gây hại cho cơ thể người. Ở những vùng đất bị ô nhiễm này nếu không xử lý kịp thời có thể trở thành đất chết.
2.3.2 Phát hiện phóng xạ trong đất tại Nhật Bản
Nghiên cứu mới của các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Không gian đại học Mỹ cho thấy, các chất phóng xạ xuất hiện tại rất nhiều khu vực Đông Bắc Nhật Bản đã vượt quá mức độ được cho là an toàn đối với hoạt động nông nghiệp. Đây được xem là một nghiên cứu toàn diện về mức độ ô nhiễm phóng xạ tại Nhật Bản sau sự cố hạt nhân tại nhà máy Fukushima.
Nghiên cứu cho thấy, các đồng vị phóng xạ đã được thổi bay phát tán tới nhiều khu vực, đặc biệt là các vùng ven biển của Nhật Bản sau sự cố hạt nhân tại nhà máy Fukushima. Trong đó, chất Cs137
được phát hiện tại 46/47 vùng miền của Nhật Bản. Khu vực phía Đông tỉnh Fukushima có hàm lượng phóng xạ vượt quá mức độ an toàn cho phép đối với đất canh tác. Càng gần khu vực nhà máy, chất này cao hơn khoảng 8 lần so với mức giới hạn an toàn. Điều này làm dấy lên nguy cơ rằng hoạt động sản xuất lương thực của Nhật Bản tại các khu vực bị ảnh hưởng có thể bị tác động nghiêm trọng.
Hinh 2.2. Khu vực đất nông nghiệp gần nhà máy Fukushima có hàm lượng phóng xạ cao (Nguồn: Reuters)
31 Chất Cs137 có thể lơ lửng trong môi trường khoảng nhiều thập kỷ. Theo nghiên cứu, ngay khi xâm nhập vào đất, chất caesium sẽ liên kết với các khoáng chất có trong đất có vai trò quyết định tới khả năng hấp thụ các khoáng chất đối với cây trồng. Tuy nhiên, quá trình hấp thụ này như thế nào sẽ còn tùy thuộc vào từng loại đất.
Nghiên cứu trước đó cũng chỉ rõ, các nông sản của Nhật Bản đều chứa một lượng phóng xạ ở mức thấp vẫn đảm bảo an toàn cho người dùng.
Chất Cs137
phát ra các tia gamma có thời gian bán rã dài và tác dụng đến nhiều cơ quan chức năng trong cơ thể. Chất này khi xâm nhập cơ thể sẽ tấn công và phá hủy các tế bào trong tủy xương, gây ung thư máu và ung thư xương.
2.4 ĐỘ PHÓNG XẠ TRUNG BÌNH TRONG CÁC MẪU DINH DƢỠNG VÀ CÂY
Độ phóng xạ của cây cỏ ở lục địa và động vật cũng như của thực phẩm nói chung một phần là do của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên và một phần là do các hạt nhân phóng xạ nhân tạo (do các vụ nổ hạt nhân) gây ra.
Trong các hạt nhân phóng xạ tự nhiên, người ta chú ý tới dãy Uran. Nói một cách khác người ta thường gặp U238, Ra226, Po210. Đặc biệt đồng vị K40 hay gặp ở trong các mẫu động vật, thực vật.
Trong các đồng vị nhân tạo, người ta chú ý tới đồng vị Sr90, Cs137, I131. Các đồng vị này thường sinh ra do các vụ nổ hạt nhân, chúng bay vào không khí, rơi xuống đất, xuống nước và động thực vật lại hấp thụ vào. Người ta thường so sánh Sr90
với lượng canxi có trong động, thực vật, hoặc Cs137
với lượng kali có trong toàn bộ động, thực vật. Người ta theo dõi trong sữa động vật để phát hiện lượng Sr90
và ở các bộ phận của con người, ở cây cỏ cũng như ở thực phẩm và ở các động vật để phát hiện lượng Cs137
. Trong tuyến giáp trạng của động vật người ta cũng hay gặp đồng vị phóng xạ I131
.
Trong những năm 1970, người ta đã đo độ phóng xạ của một số đồng vị phóng xạ tự nhiên đối với một số mẫu dinh dưỡng ở một số nước (bảng 2.10)
Bảng 2.10. Độ phóng xạ trong các mẫu dinh dưỡng và trong cây ở một số nước Tên nước Các đồng vị phóng xạ tính trong mBq/ngày
U238 Ra226 Pb210 và Po210
Pháp 7,4÷33,3 40,7 -
Nhật 11,1÷44,4 14,8÷37,0 -
Vương quốc Anh 14,8 44,4 37÷370
Mỹ 15,9÷17,0 29,6÷62,9 51,8÷66,6
Liên Xô (cũ) 11,1 - 229,4÷151,7
32 Ngoài các số liệu trên bảng này, ở một số nước còn theo dõi trên các đối tượng cụ thể khác như Liên xô (cũ) người ta đã đo được trong nước mưa lượng U238 là 2,6 Bq/lít (70pCi/lít). Phần lớn lượng U238 có trong nước giếng đã đạt tới 37÷185 Bq/lít (1000÷5000pCi/lít). Trong một số mặt hàng tiêu dùng ở Canada và Phần Lan người ta đã theo dõi lượng Po210 đạt được là 3,7 Bq/lít (100pCi/lít). Ngoài ra, người ta cũng theo dõi lượng đồng vị Pb210 và Po210 có trong thuốc lá lớn hơn các giá trị có trong bảng cỡ 50%.
Ngoài lượng kali có trong cơ thể người thì người ta còn thấy lượng kali phóng xạ (K40) cũng thường xuất hiện trong các bộ phận con người, đồng thời lượng K40
còn có trong rau xanh, hoa quả và các thực phẩm có nguồn gốc muối, nước khoáng. Thường thì lượng kali trung bình có trong cơ thể cỡ 2 g/kg trọng lượng cơ thể. Chúng ta cũng lưu ý là khi các sản phẩm phân hạch của quá trình nhân tạo rơi xuống đất thấm vào đất, nước thì tất cả cây cối và các động vật sẽ bị nhiễm chất phóng xạ này. Trong các sản phẩm này, thể hiện rõ là Cs137, Sr90 trong sữa và chất dinh dưỡng, được minh họa ở bảng 2.11.
Bảng 2.11. Hàm lượng Sr90, Cs137 trong sữa và trong chất dinh dưỡng ở một số nước
Tên nước
Trong sữa Trong chất dinh dưỡng có sữa Sr90 mBq/gCa Cs137 mBq/lít Sr90 mBq/gCa Cs137 mBq/ngày Ấn Độ 148 148 222 666 Pháp 222 444 333 518 Tây Đức 185 555 296 592 Ba Lan 185 814 - - Vương quốc Anh 111 259 - - Mỹ (New York) 185 - 296 - Ácgiăngtin 74 185 111 148 Úc 148 222 148 - Nhật 111 333 333 259
33
2.4.1 Phát hiện phóng xạ trong lá cây ở Việt Nam
Trạm quan trắc phóng xạ môi trường của Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân ở Hà Nội đã lấy mẫu lá thông (loại lá thường được dùng để chỉ thị ô nhiễm phóng xạ trong môi trường không khí và thực vật) ở huyện Sóc Sơn. Trạm quan trắc đã ghi nhận hai đồng vị phóng xạ là Cs134 và Cs137 trong lá cây thông.
Tại Việt Nam, theo số liệu đo đạc của các trạm thuộc viện Năng lượng nguyên tử, ở Đà Lạt và Ninh Thuận không phát hiện thấy đồng vị phóng xạ Cs134
và Cs137, chỉ ghi nhận đồng vị phóng xạ I131
nhỏ. Ở Thành phố Hồ Chí Minh vẫn ghi nhận các đồng vị phóng xạ nhân tạo là I131
, Cs134 và Cs137. Trạm đo tại Hà Nội không thấy đồng vị I131
. Tuy nhiên các đồng vị phóng xạ nhân tạo ghi nhận được tại 3 địa điểm nói trên đều ở mức rất thấp, không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường.
2.4.2 Phóng xạ trong nƣớc uống và sữa siêu sạch ở nƣớc Mỹ
Nhật Bản đã được phát hiện trong nước uống ở hơn 13 thành phố và chất phóng xạ Cs137 đã được tìm thấy trong sữa siêu sạch Vermont của Mỹ. Đây là lần đầu tiên Mỹ phát hiện hàm lượng phóng xạ kể từ sau thảm họa hạt nhân tại nhà máy Fukushima 1 Nhật Bản.
Các mẫu sữa từ thành phố Phoenix và Los Angeles có chứa hàm lượng phóng xạ I131 ở các cấp độ tương đương với mức độ chất gây ô nhiễm tối đa cho phép của EPA. Các mẫu sữa từ Phoenix chứa hàm lượng phóng xạ iốt là 3,2 pCi/l (đơn vị đo hàm lượng chất phóng xạ trong chất lỏng). Mẫu sữa ở Los Angeles chứa 2,9 pCi/l. Bức xạ trong một số mẫu sữa đã đạt đến mức gây ô nhiễm mà EPA đưa ra (3.0 pCi/l).
Đồng vị phóng xạ trong sữa được tích lũy khi lây lan qua không khí, rơi xuống đất qua mưa, bụi, và bám trên thực vật và gia súc chăn thả ăn phải những thực phẩm này. Theo EPA, hàm lượng iốt phóng xạ tích tụ trong tuyến giáp, nó có thể gây ung thư và các bệnh tuyến giáp khác. Cs137 tích tụ trong các mô mềm của cơ thể và có thể làm tăng nguy cơ ung thư.
2.4.3 Phóng xạ trong sữa Meiji ở Nhật Bản
Hai chất phóng xạ tìm thấy trong hộp sữa Meiji được sản xuất tại Nhật Bản là Cs137 và Cs134. Trong chất này, Cs137
đặc biệt nguy hiểm với chu kỳ bán rã lâu, kéo dài tới 30 năm. Có thể tồn tại, luân chuyển từ môi trường này sang môi trường khác. Thậm chí có thể tồn tại trong đất đến hàng trăm năm.
Kết quả của việc điều tra, hàm lượng chất phóng xạ trong các hộp 850 gam vẫn nằm trong giới hạn cho phép và không có nguy hại cho sức khoẻ.
Cụ thể, hàm lượng phóng xạ Cs134
được phát hiện ở mức 15,2 Bq/kg, trong khi hàm lượng Cs137 là 16,5 Bq/kg. Theo công ty, mức độ cho phép đối với sữa và các chế phẩm từ sữa dành cho trẻ là 200 Bq/kg.
34 Hình 2.3 Minh họa sữa Meiji nhiễm phóng xạ
Nguồn: Bloomberg.
Khi ăn phải thực phẩm bị nhiễm chất cesium, chất này sẽ tồn tại lâu trong cơ thể và là mối đe dọa cho sức khỏe con người. Khi quá một giới hạn cho phép, Cs137 tích tụ vào tủy xương thì sẽ làm cho các tế bào tạo ra máu (bone marrow) bị hủy diệt hoặc làm cho các DNA bị hư hỏng dẫn đến chứng ung thư máu (leukemia).
Đã có 1 sự thống nhất quốc tế về mức độ phóng xạ trong các thực phẩm thương