Hiện trạng phóng xạ môi trường trên thế giới

1.5. Phông phóng xạ tự nhiên

1.5.1. Hiện trạng phóng xạ môi trường trên thế giới

Song song với việc ứng dụng năng lượng nguyên tử vào đời sống kinh tế - xã hội, trước những đòi hỏi về cải thiện môi trường, cải thiện điều kiện sống, từ những thập niên 80, 90 của thế kỷ XX, nhiều quốc gia trên thế giới đã thực hiện các chương trình nghiên cứu, đánh giá phóng xạ môi trường tự nhiên trên lãnh thổ của mình. Tùy theo khả năng kinh tế, mức độ dữ liệu mà mỗi quốc gia có các phương pháp xây dựng các bản đồ thành phần môi trường bức xạ khác nhau. Ví dụ: ở Mỹ các dữ liệu đo phổ bức xạ gamma hàng không (kỹ thuật quét phổ bức xạ từ trên không bằng thiết bị đặt trên máy bay) được xử lý, tổng hợp thành các bản đồ suất liều gamma môi trường ở độ cao 1m cách mặt đất, bản đồ hàm lượng urani, thori, kali với quy mô toàn Liên bang. Cục Địa chất Mỹ đã hoàn thành bản đồ phân bố nồng độ khí radon trên toàn Liên bang vào năm 1996 và công bố rộng rãi trên mạng internet. Ở Thụy Điển, trong năm 1980 đã lập được 300 mảnh bản đồ suất liều gamma trên cơ sở bản đồ tìm kiếm thăm dò khoáng sản ở những vùng-miền có suất liều cao hơn 30 µR/h [114, 115].

Bản đồ phóng xạ môi trường nền (phông) đã được các nước khác như Nga, Đức… thành lập đến tỷ lệ 1:50.000 trên quy mô toàn lãnh thổ. Một số khu vực

trọng điểm đã thành lập bản đồ đến tỷ lệ 1:25.000, thậm chí đến 1:2.000 cho các khu vực mỏ phóng xạ, đất hiếm, các khu vực có hàm lượng NORM cao...

Phóng xạ thường đi kèm với một số khoáng sản đất hiếm và sa khoáng (ilmenite, zircon, monazite, phốt phát…). Chính vì vậy, nhiều công trình khoa học đã tiến hành đánh giá ảnh hưởng của việc khai thác các kim loại quý đến phóng xạ môi trường. Đa số các công trình đều công bố tính phóng xạ của mẫu đất đá tại một khu vực, tại một tỉnh, hoặc tại một vùng địa chất nào đó [42, 43, 56, 57, 78, 119].

Ribeiro và các cộng sự [101] đã nghiên cứu đặc điểm phóng xạ và mối quan hệ với sự hình thành địa chất, loại đất và tính chất của đất ở tiểu bang Rio de Janeiro (Brazil). Tổng số 259 mẫu đất bề mặt đã được thu thập, bao gồm các loại đất có nguồn gốc địa chất khác nhau trong tiểu bang. Hoạt độ phóng xạ được đo bằng hệ phổ kế bán dẫn HPGe và phổ kế gamma nhấp nháy NaI(Tl). Kết quả chỉ ra rằng hoạt độ phóng xạ trong đất phụ thuộc vào thành phần địa chất của các mẫu đất. Nồng độ hoạt độ của 40K dao động trong khoảng từ 12÷1.042 Bq/kg, của 226Ra dao động từ 3÷100 Bq/kg và của 228Ra dao động từ 5÷511 Bq/kg. Giá trị nồng độ hoạt độ trung bình của 40K, 226Ra và 228Ra lần lượt là 114 Bq/kg, 32 Bq/kg và 74 Bq/kg.

Goddard [62] đã đánh giá mức độ phóng xạ của đất ở khu vực Sultanate (Oman). 112 mẫu đất được lấy từ các khu vực đông dân để kiểm tra nền phông phóng xạ bằng hệ phổ kế gamma dùng đầu dò bán dẫn germani HPGe. Nồng độ hoạt độ trung bình của 40K, 226Ra và 232Th trong các mẫu nghiên cứu lần lượt bằng (225±89) Bq/kg, (15,9±7,6) Bq/kg và (29,7±8,9) Bq/kg và nồng độ hoạt độ trung bình của137Cs là (3,4±1,4) Bq/kg.

Mustapha và cộng sự [89] đã xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên trong đất ở khu vực Mustapha (Kenya) và đánh giá mức bức xạ từ các nhân phóng xạ trong đất tới con người. Suất liều bức xạ và các hệ số nguy hiểm do bức xạ tự nhiên được đánh giá thông qua hoạt độ của các nhân phóng xạ trong đất. Tổng liều bức xạ từ mặt đất là 0,1÷0,2 mSv/năm, từ tia vũ trụ là 0,2÷0,7 mSv/năm

và liều hiệu dụng chiếu ngoài trung bình cho mỗi người là khoảng 0,4 mSv/năm, và từ 0,4÷0,6 mSv/năm là liều hiệu dụng chiếu trong gây bởi

nhiên ở Kenya cao hơn những nơi khác và cao hơn mức trung bình trên thế giới.

Reddy, KU., Sannappa, J và cộng sự [102] đã điều tra nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ nguyên thủy trong khu vực mỏ vàng huyện Kolar, tỉnh Karnataka, Ấn Độ. Mẫu đất tại 30 điểm khác nhau trong khu vực đã được thu thập, xử lý và đo trên hệ phổ kế gamma với đầu dò HPGe. Kết quả thu được là nồng độ hoạt độ trung bình của 226Ra, 232Th và 40K trong đất của các mẫu nghiên cứu lần lượt là (27,3±1,8) Bq/kg, (63,1±2,5) Bq/kg và (818±6) Bq/kg.

Liu và Lin [85] đã tiến hành xác định nồng độ hoạt độ phóng xạ tự nhiên và hàm lượng các kim loại nặng trong đất xung quanh nhà máy nhiệt điện chạy than lớn ở Xian (Thiểm Tây), Trung Quốc bằng phương pháp đo phổ gamma và huỳnh quang tia X (XRF). Kết quả đo kim loại nặng cho thấy hàm lượng trung bình của Cu, Pb Zn, Co và Cr trong các mẫu đất nghiên cứu cao hơn giá trị nền tương ứng của chúng trong đất vùng Thiểm Tây, trong khi nồng độ trung bình của Mn, Ni và V gần bằng các giá trị nền tương ứng. Nồng độ hoạt độ của

40K nằm trong khoảng từ và 640,2÷992,2 Bq/kg, còn của 226Ra nằm trong khoảng từ 27,6÷48,8 Bq/kg và của 232Th nằm trong khoảng từ 44,4÷61,4 Bq/kg, giá trị trung bình lần lượt là 733,9 Bq/kg, 36,1 Bq/kg và 51,1 Bq/kg, cao hơn một chút so với mức trung bình của đất vùng Thiểm Tây. Suất liều hấp thụ trong không khí và liều hiệu dụng hàng năm mà cư dân địa phương nhận được do bức xạ tự nhiên trong đất cao hơn so với giá trị trung bình đối với công chúng vùng Thiểm Tây. Các tác giả của công trình nghiên cứu trên cho rằng đốt than để sản xuất năng lượng đã ảnh hưởng đến mức phóng xạ tự nhiên và hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Co và Cr) trong đất xung quanh nhà máy nhiệt điện chạy than.

Prasong và Susaira [99] đã tiến hành đánh giá tính phóng xạ trong đất của các tỉnh phía nam Thái Lan. Kết quả thu được nồng độ hoạt độ trung bình của

226Ra, 232Th và 40K lần lượt là 29 Bq/kg, 44 Bq/kg và 344 Bq/kg. Cũng theo thống kê của UNSCEAR 2000 [115], nồng độ hoạt độ phóng xạ trong đất trên toàn lãnh thổ Thái Lan của 40K là từ (7÷712) Bq/kg, trung bình 213 Bq/kg; của

226Ra là từ (11÷78) Bq/kg, trung bình 68 Bq/kg; của 232Th là từ (7÷120) Bq/kg, trung bình 51 Bq/kg. Nồng độ hoạt độ của 226Ra và 232Th có giá trị cao hơn giá trị trung bình trên thế giới [99, 115]. Nồng độ hoạt độ trung bình của 40K trong

đất Thái Land nhỏ hơn trung bình thế giới 400 Bq/kg [115]. Suất liều hấp thụ trên bề mặt đất ở độ cao 1m biến thiên từ (2÷100) nGy/h, trung bình là 77 nGy/h [116].

Ở Malaysia có nhiều công trình nghiên cứu về phóng xạ môi trường [86, 110]. Các nhà nghiên cứu [86] đã xác định nồng độ hoạt độ phóng xạ tự nhiên của mẫu đất huyện Kinta, tỉnh Perak. Kết quả thu được là nồng độ hoạt độ trung bình của 40K là 277 Bq/kg, 226Ra là 112 Bq/kg và 232Th là 246 Bq/kg. Trong [110], M.A. Saleh đã đánh giá nồng độ hoạt độ của 226Ra, 232Th và 40K trong đất của huyện Segamat, tỉnh Johor. Kết quả thu được là nồng độ hoạt độ trung bình của 226Ra là 162 Bq/kg, 232Th là 261 Bq/kg và 40K là 300 Bq/kg. Theo thống kê của UNSCEAR 2000 [115] thì nồng độ hoạt độ của 40K trong đất của Malaysia biến đổi từ (170÷310) Bq/kg, giá trị trung bình là 310 Bq/kg, thấp hơn giá trị trung bình trên thế giới 400 Bq/kg [113]. Nồng độ hoạt độ trung bình của 226Ra là 66 Bq/kg cao hơn giá trị trung bình trên thế giới 35 Bq/kg. Nồng độ hoạt độ trung bình của 232Th là 82 Bq/kg cao hơn giá trị trung bình trên thế giới 30 Bq/kg [113]. Suất liều hấp thụ trên bề mặt đất ở độ cao 1 m biến đổi từ (55÷130) nGy/h, trung bình là 92 nGy/h, cao hơn suất liều hấp thụ trên thế giới là 59 nGy/h [115]. Trong Bảng 1.5 đưa ra nồng độ hoạt độ 226Ra, 232Th và 40K trong đất của một số nước trên thế giới.

Bảng 1.5. Nồng độ hoạt độ trung bình của 40K, 226Ra và 232Th trong đất tại một số nước trên thế giới.

Nước 40 Nồng độ hoạt độ (Bq/kg) Tài liệu

K 226Ra 232Th Thái Lan 213 68 51 [115] Malaysia 310 66 82 [115] Nhật Bản 310 29 28 [114] Trung Quốc 540 39 55 [116] Philippin 212 14 14 [114] Ấn Độ 400 29 64 [114] Iran 640 28 22 [114] Oman 225 29 16 [114] Syria 270 23 20 [114] Jordan 291 49 27 [114]

Nước 40 Nồng độ hoạt độ (Bq/kg) Tài liệu K 226Ra 232Th Ai Cập 320 17 18 [114] Mỹ 370 40 35 [114] Đan Mạch 460 17 19 [114] Bỉ 380 26 27 [114] Luxembourg 620 35 50 [114] Thụy Sĩ 370 40 25 [114] Ba Lan 410 26 21 [114] Bồ Đào Nha 840 44 51 [114]

Tây Ban Nha 470 32 33 [114]

Trên thế giới, các nhà khoa học đã nghiên cứu sự gia tăng trường bức xạ tự nhiên trong môi trường do thăm dò, khai thác khoáng sản urani và đất hiếm có chứa các nhân phóng xạ với hàm lượng cao. Tại Brazil, các nhà khoa học đã đánh giá mức nguy hiểm của sự gia tăng hàm lượng các nhân phóng xạ trong môi trường do khai thác quặng urani ở vùng Pocos, Caldas [61]. Họ đã khẳng định rằng hàm lượng các nhân phóng xạ trong các nguồn nước tăng là do sự rửa trôi của các nguyên tố phóng xạ có từ các đất đá thải ra từ các mỏ urani. Tại Ba Lan, các nhà khoa học đã cho thấy các khu mỏ urani cũ vùng Kowary ở Nam Ba Lan đã gây tác hại cho môi trường và sức khỏe dân chúng [53]. Tại Mỹ, những nghiên cứu về mức gia tăng trường phóng xạ tự nhiên không những từ các hoạt động khai thác urani và đất hiếm mà còn do khai thác tài nguyên không phóng xạ cũng đã được nghiên cứu [103].