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 bản hàm 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 Đơng 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 ngồi dân cƣ, khơng 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 mơi 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 Đơng 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 mơi 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 ơ nhiễm chính. Từ các thơng số mơi 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)
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 khơng khí, thay vào cơng 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 ngồi đƣợc tính theo cơng 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 hơ 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 tồn diện tích mỏ Đơng Pao, biến đổi từ 1,6 ÷ 11,2 mSv/năm và phơng phóng xạ là 2,8 mSv/năm.
3.1.5.2. Phân vùng có nguy cơ ơ nhiễm phóng xạ, vùng kiểm sốt phóng xạ
khơng khí tại vùng Đơng Pao, so sánh với các TCVN để phân vùng có nguy cơ ơ nhiễm phóng xạ và vùng kiểm sốt phóng xạ.
Dựa vào cơ sở phân vùng có nguy cơ ơ nhiễm mơi trƣờng phóng xạ và vùng kiểm sốt mơi trƣờng phóng xạ đã nêu, khu vực nghiên cứu đƣợc phân vùng nhƣ sau:
- Phân vùng có nguy cơ ơ nhiễm mơi 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 phơng phóng xạ là 2,8mSv/năm, vùng khơng an tồn 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 tốn suất liều chiếu xạ trong mẫu cây lƣơng thực > 0,3mSv/năm.
Dựa vào cơ sở trên, học viên phân vùng có nguy cơ ơ nhiễm và vùng kiểm sốt mơi trƣờng phóng xạ thuộc khu vực nghiên cứu ở hình 10:
Hình 10: Sơ đồ phân vùng mơi trƣờng phóng xạ vùng Đơng Pao trƣớc thăm dị
- Vùng có nguy cơ ơ 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 mịn đất, gây phát tán phóng xạ xuống các thung lũng, bản làng lân cận.
- Vùng kiểm sốt phóng xạ: các phân vùng kiểm sốt phóng xạ thuộc vùng Đơng 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 ơ nhiễm phóng xạ với diện tích khoảng 15,2km2.
3.2. Hiện trạng mơi trƣờng phóng xạ sau q trình thăm dị
Để đánh giá sự ảnh hƣởng tới mơi trƣờng phóng xạ do hoạt động thăm dò, tiến hành đo các thơng số mơi trƣờng phóng xạ trên hai tuyến T1 và T2 đi qua thân quặng nhƣ trong bản đồ.
Hình 11: Bản đồ tuyến thăm dị địa chất mơi trƣờng
(Nguồn: Liên đoàn địa chất Xạ - hiếm)
3.2.1. Đặc trưng suất liều gamma
Sau q trình thăm dị, mỏ Đơng 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 tồn 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 Đơng Pao hồn tồn 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 Đơng Pao có dị thƣờng liều chiếu ngồi Hn > 3,8mSv/năm, diện tích khoảng ~12km2
hồn tồn 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 dị đã có những thay đổi. Tại khu vực ngồi 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 dị có xu hƣớng tăng đáng kể. Giá trị tuyệt đối của suất liều sau khi thăm dò thƣờng lớn hơn trƣớc khi thăm dị 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 0,1ữ0,3àSv/h tựy thuc vo tng v trớ trờn 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 khơng có sự thay đổi trƣớc và sau khi thăm dị.
+ Suất liều gamma có sự thay đổi chút ít sau khi thăm dị so với trƣớc khi thăm dị, giá trị tuyệt đối có xu hƣớng tăng lên sau khi thăm dị 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 dị 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 khơng 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 Đơng Pao có dị thƣờng nồng độ radon trong khơng khí NRn > 50Bq/m3 bao phủ tồn 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 Đơng 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 khơng khí. Tại khu vực mỏ Đơng 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/năm có hình dạng, kích thƣớc và vị trí phân bố tƣơng đối trùng với dị thƣờng nồng độ radon trong khơng khí NRn >50Bq/m3. Điều đó chứng tỏ dị thƣờng liều chiếu trong tại khu mỏ Đông Pao chủ yếu do sự tăng cao của nồng độ Rn trong khơng khí gây ra. Trên các khu vực này hiện đang có nhà dân tại các bản Thẳm, bản Nà Khum và bản Bãi Trâu sinh sống. Trên các thân quặng đất hiếm lân cận các bản Thẳm, bản Nà Khum, Đơng Bắc bản Hoa Di Hồ có dị thƣờng liều chiếu trong Ht > 7mSv/năm.
Đánh giá sự thay đổi nồng độ khí phóng xạ trƣớc và sau khi thăm dị trên một số tuyến chính cắt qua các thân quặng trong khu thăm dò nhƣ sau:
- Mặt cắt tuyến T1 (hình 14): nồng độ radon giữa 2 đợt khảo sát trƣớc và sau khi thăm dị có sự sai khác nhau, biên độ sai khác nhau giữa 2 lần đo khoảng 20Bq/m3. Sự khác nhau này chủ yếu diễn ra trong phạm vi phân bố thân quặng.
Hình 14: Mặt cắt so sánh sự thay đổi nồng độ Radon tuyến T1
Tƣơng tự tuyến T1, nồng độ radon ở tuyến T2 cũng có sự khác biệt. Nồng độ radon sau khi thăm dị có xu hƣớng cao hơn trƣớc khi thăm dò khoảng 20Bq/m3
và cũng chỉ diễn ra trong khu vực thi cơng các cơng trình khoan, đào tại các thân quặng.
Hình 15: Mặt cắt so sánh sự thay đổi nồng độ Radon tuyến T2
3.2.3. Đặc điểm phân bố hàm lượng phóng xạ
Đặc trƣng hàm lƣợng các chất phóng xạ tự nhiên U, Th, K theo kết quả đo phổ gamma mặt đất ở mỏ đất hiếm Đông Pao đƣợc tổng hợp trong bảng 19.
Bảng 19: Đặc trƣng thống kê hàm lƣợng K, U, Th trong lớp đất bề mặt Tham số K Tham số K (%) U (ppm) Th (ppm) Max 17,3 138 379 Min 0,1 3,2 5,6 Trung bình 3,1 31 96
Từ bảng 18 cho thấy: hàm lƣợng urani, thori biến thiên khá mạnh trong lớp đất đá bề mặt của mỏ, những diện tích có hàm lƣợng urani, thori cao liên quan đến khu vực