ĐV tính: g/cm3
Thân quặng
Bastnesit Barit Fluorit Khoáng phi quặng
Max Min TB Max Min TB Max Min TB Max Min TB F4 1,13 0,88 1,02 13,23 9,48 11,66 29,94 21,94 24,78 67,51 56,11 62,55 F7 2,81 1,98 2,35 18,86 13,81 16,08 3,98 2,23 2,87 81,62 75,44 78,68 F9 1,30 0,93 1,10 15,58 0,95 11,14 32,18 22,86 26,86 65,60 53,35 60,89 F10 1,17 1,11 1,14 12,5 12,19 12,35 28,45 26,56 27,50 59,83 58,18 59,00 F16 0,08 <0,01 0,02 43,58 32,78 39,34 5,78 2,07 4,04 61,36 48,17 56,60 F14 0,10 <0,01 0,05 42,06 4,61 29,10 21,52 2,21 13,77 63,24 50,41 57,09
1.3.5. Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên đến khả năng phát tán phóng xạ vào mơi trường
a. Ảnh hưởng của địa hình, địa mạo
Nhìn chung khu vực Đơng Pao thuộc địa hình núi cao hiểm trở, sƣờn núi dốc, có khi thành vách dựng đứng. Ở những khu vực phân bố đá vơi có những hang động và hố sụt karst. Điều đáng quan tâm là một số thân quặng đất hiếm - barit - fluorit chứa phóng xạ trong diện tích nằm sát mặt đất, hoặc lộ ngay trên bề mặt của địa hình, làm cho việc phong hóa, phá hủy và phát tán quặng vào môi trƣờng dƣới dạng cơ học. Những thân quặng lộ thiên có cƣờng độ phóng xạ cao nhƣ F3, F7, F9, F10, F16... phân bố trên các triền núi và khe suối ở Đông Pao, Bản Thẩm, Bản Hon, Nà Cƣa, Tả Phù Nhiêu, Nà Khum, Bãi Trâu dƣới tác động của tự nhiên, hoạt động của con ngƣời làm gia tăng quá trình phát tán theo địa hình các ngun tố phóng xạ vào mơi trƣờng.
b. Ảnh hưởng của mạng lưới thủy văn
Vùng Đơng Pao có hệ thống mạng lƣới thủy văn khá phong phú, có các suối lớn, dễ dàng phát tán các ngun tố phóng xạ vào mơi trƣờng nƣớc ngầm, nƣớc mặt. Các nguồn nƣớc này phần lớn nhân dân trong vùng đang sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày.
c. Ảnh hưởng của khí hậu
Đặc điểm khí hậu vùng điều tra đƣợc chia thành 2 mùa: mùa mƣa và mùa khô. Mùa mƣa thƣờng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 8, lƣợng mƣa lớn thƣờng gây ra lũ lụt, sạt lở, đóng vai trị quan trọng trong việc phát tán cơ học các ngun tố phóng xạ trong mơi trƣờng. Mùa khơ từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, thời tiết khô lạnh, hay có gió mùa thổi qua ít ảnh hƣởng tới việc bào mịn phát tán các ngun tố phóng xạ.
d. Ảnh hưởng của thảm thực vật
Nhìn chung vùng Đơng Pao có thảm thực vật trong vùng ít đƣợc quan tâm bảo vệ, phát triển kém. Rừng tự nhiên ngày càng bị thu hẹp, rừng tái sinh phát triển khơng đồng đều, diện tích đất trống, đồi trọc ngày càng mở rộng là nguyên nhân
- Công nghiệp khai thác quặng fluorit đã đƣợc diễn ra trong thời gian dài từ
năm 1990 đến nay. Việc khai thác lộ thiên với quy mô khai thác nhỏ các bãi thải đổ ngay trên sƣờn núi chƣa đƣợc xây dựng đê chắn tạo điều kiện thuận lợi cho đất đá và các nguyên tố phóng xạ phát tán theo địa hình. Mặt khác, việc tuyển rửa quặng đƣợc tiến hành ngay trên dịng suối, phát tán các ngun tố phóng xạ độc hại theo dịng chảy xâm nhập vào mơi trƣờng xung quanh.
Việc khai thác quặng fluorit chứa phóng xạ và các loại khoáng sản khác trong vùng khơng có quy hoạch cụ thể, dẫn đến mức độ ô nhiễm càng cao, làm mất đất rừng, đất canh tác, gây ra sạt lở và tai biến địa chất. Bụi, chất thải phóng xạ tác động khơng ngừng tới mơi trƣờng đất, nƣớc, khơng khí phát tán đi xa, gây ơ nhiễm môi trƣờng xung quanh.
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp: trong vùng chủ yếu là trồng cây lƣơng
thực, cây cơng nghiệp. Song, vì mức độ hiểu biết về phóng xạ của ngƣời dân cịn hạn chế, hoặc chƣa đƣợc phổ biến về an tồn phóng xạ, nên ngƣời dân vẫn canh tác ngay trên vùng mỏ. Việc khai hoang đất đồi làm ruộng lúa nƣớc bậc thang, làm thủy lợi nhỏ để trồng trọt diễn ra nhiều năm trên vùng mỏ đã làm tăng thêm mức độ ơ nhiễm phóng xạ, phát tán chất phóng xạ đi xa.
- Nƣớc sinh hoạt: sử dụng các nguồn nƣớc tự nhiên nhƣ: sông, suối, giếng,
các điểm nƣớc xuất lộ ngay gần nhà ở, hoặc nơi sản xuất. Việc đánh giá chất lƣợng và xử lý đạt tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc sinh hoạt chƣa đƣợc quan tâm và thực hiện hiện ở khu vực này. Ngay tại vùng mỏ Đơng Pao một số dịng suối vào mùa mƣa nƣớc rất đục vẫn đƣợc ngƣời dân sử dụng, có thể ảnh hƣởng xấu tới sức khỏe.
f. Ảnh hưởng các đặc điểm địa chất tới mơi trường phóng xạ
Trong khu vực nghiên cứu các đá có cƣờng độ phóng xạ cao nhƣ hệ tầng Mƣờng Trai, hệ tầng Đồng Giao, hệ tầng Suối Bàng, hệ tầng Nậm Mu. Đặc biệt các khối xâm nhập có hàm lƣợng nguyên tố phóng xạ cao nhƣ phức hệ Ngịi Thia (0,25 ữ 0,53àSv/h, trung bình 0,36µSv/h), Phu Sa Phìn (0,15 ữ 0,55àSv/h, trung bình 0,31µSv/h), Nậm Xe -Tam ng (0,13 ữ 0,58àSv/h, trung bỡnh 0,31àSv/h)
Nam. Mt số đứt gãy cắt qua các thân quặng đất hiếm - barit - fluorit làm dịch chuyển, thay đổi cấu trúc thân quặng là đới xung yếu dẫn đến phá vỡ tính chất cơ lý bền vững của các đá vây quanh, làm đẩy nhanh q trình phong hóa và rửa trơi thân quặng phóng xạ.
Chƣơng 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: mơi trƣờng phóng xạ trong hoạt động thăm dị, khai
thác khoáng sản đất hiếm.
Các yếu tố mơi trƣờng phóng xạ cần nghiên cứu nhƣ: suất liều chiếu ngồi; phổ gamma mơi trƣờng; nồng độ khí phóng xạ; hàm lƣợng U, Th, K, Ra trong các mẫu đất; các chỉ tiêu: U238
, Th232, K40, Ra226trong các mẫu thực vật. Các số liệu đƣợc thu thập và đo đạc, tính tốn giá trị suất liều tƣơng đƣơng trƣớc và sau hoạt động thăm dị khống sản đất hiếm diễn ra để thấy đƣợc mức độ ảnh hƣởng do hoạt động thăm dị gây ra. Qua đó, dự báo hiện trạng mơi trƣờng phóng xạ do hoạt động khai thác quặng đất hiếm.
Tại mỏ đất hiếm Đông Pao, nguồn phát sinh phóng xạ trong q trình thăm dị, khai thác gồm 2 nguồn chính: từ thân quặng đất hiếm chứa phóng xạ và sét hấp thụ phóng xạ.
Phạm vi nghiên cứu: mỏ đất hiếm Đông Pao, huyện Tam Đƣờng, tỉnh Lai
Châu.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để giải quyết mục tiêu nghiên cứu của luận văn, học viên áp dụng các phƣơng pháp nghiên cứu sau [7, 20, 21, 27]:
- Phƣơng pháp điều tra địa chất môi trƣờng. - Phƣơng pháp địa vật lý môi trƣờng.
- Phƣơng pháp lấy, gia cơng và phân tích mẫu.
- Phƣơng pháp mơ hình hóa kết hợp phƣơng pháp tốn thống kê. - Phƣơng pháp tham vấn cộng đồng.
- Phƣơng pháp chuyên gia. - Phƣơng pháp thành lập bản đồ.
2.2.1. Phương pháp điều tra địa chất môi trường
- Các loại tài liệu địa chất, khoáng sản, địa chất thủy văn – địa chất cơng trình, các kết quả phân tích… của các báo cáo trƣớc đây.
- Các loại tài liệu liên quan đến mơi trƣờng phóng xạ trong khu vực nghiên cứu đã đƣợc công bố.
Tài liệu thu thập chủ yếu tại các đơn vị sau: Trung tâm Thông tin Lƣu trữ Địa chất - Cục Địa chất và Khống sản Việt Nam; Tổng cục Mơi trƣờng, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất; Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên; Liên đoàn Địa chất xạ - hiếm và các tài liệu tại khu vực nghiên cứu. Công tác này đƣợc thực hiện trƣớc khi khảo sát thực địa, nhằm định hƣớng cho cơng tác khảo sát ngồi thực địa.
- Tài liệu thu thập gồm các nội dung chính sau:
+ Tài liệu địa chất: gồm đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu, kết quả phân tích mẫu có phóng xạ.
+ Tài liệu địa vật lý: tài liệu địa vật lý phóng xạ.
+ Tài liệu địa chất thủy văn - địa chất cơng trình: đặc điểm địa chất thủy văn tầng chứa nƣớc, nƣớc mặt, địa chất cơng trình của các loại đất đá, lớp chứa quặng, các hiện tƣợng trƣợt lở đất đá, kết quả phân tích mẫu nƣớc.
+ Tài liệu trắc địa: thu thập hệ thống tọa độ, diện tích của khu mỏ.
+ Các loại tài liệu khác: các luận văn, đề tài, dự án liên quan đến mơi trƣờng phóng xạ và khống sản đất hiếm; các tài liệu liên quan đến tiêu chuẩn môi trƣờng; các văn bản pháp luật của nhà nƣớc và quốc tế về mơi trƣờng phóng xạ.
Dựa vào các tài liệu thu thập đƣợc và tài liệu trong quá trình thực địa, điều tra địa chất môi trƣờng, học viên tổng hợp để đƣa ra đƣợc các thông tin chung về điều kiện tự nhiên – xã hội, thông tin về đặc điểm phân bố, hàm lƣợng các thân quặng đất hiếm tại khu vực nghiên cứu.
2.2.2. Phương pháp địa vật lý mơi trường phóng xạ
Tại khu vực mỏ đƣợc tiến hành khảo sát địa chất môi trƣờng theo nguyên tắc trên 3 đối tƣợng gồm: trên, trong và dƣới đối tƣợng nghiên cứu.
thăm dò, khai thác đất hiếm. Đồng thời, đo đạc môi trƣờng địa vật lý nhằm đánh giá sự biến đổi của các thơng số.
- Đo gamma mơi trường phóng xạ
Mục tiêu: xác định suất liều chiếu ngoài.
Tiến hành khảo sát gamma mơi trƣờng trên 3 đối tƣợng chính là: trên, trong và dƣới khu vực mỏ theo các lộ trình khảo sát địa chất mơi trƣờng.
Tại mỗi vị trí tiến hành đo ở độ cao cách mặt đất 1m.
Thiết bị sử dụng là máy đo nhãn hiệu DKS-96, Inspector do Mỹ sản xuất hoặc các thiết bị tƣơng đƣơng
Quy trình thu thập số liệu, kiểm tra máy, kiểm chuẩn tuân thủ theo quy phạm hiện hành.
Kết quả của phƣơng pháp này kết hợp với tài liệu thu thập đƣợc để thành lập tài liệu suất liều chiếu xạ ngoài và sự suy giảm suất liều bức xạ gamma.
- Đo phổ gamma môi trường
Mục tiêu: xác định hàm lƣợng của urani, thori, kali trong các đối tƣợng đất, đá, vật liệu xây dựng... nhằm xác định sự tồn tại, phát tán của các nguyên tố phóng xạ trong mỏ và tìm hiểu ngun nhân gây ơ nhiễm nếu có.
Máy đo phổ gamma sử dụng là GAD-6, GAD-7.
Quy trình thu thập số liệu, kiểm tra máy, kiểm chuẩn máy tuân thủ quy phạm hiện hành.
Kết quả đo phổ gamma sẽ đƣợc tổng hợp, tính tốn hàm lƣợng các chất phóng xạ tƣơng đƣơng trong từng điểm đo, trong từng mỏ để đánh giá khả năng và ngun nhân gây ơ nhiễm nếu có.
- Đo khí phóng xạ mơi trường
Mục tiêu: xác định nồng độ radon trong khơng khí tại mỏ và khu lân cận. Đo radon ở độ cao 1m: tại mỗi điểm đo khí radon ở độ cao 1m so với mặt đất sẽ tiến hành đo radon, thoron nhằm nghiên cứu sự có mặt của radon và thoron, làm cơ sở kết hợp cùng với các phƣơng pháp khác xác định nguyên nhân ô nhiễm
đồng thời tính liều chiếu trong qua đƣờng hô hấp đối với kết quả đo radon trong khơng khí.
- Đo mẫu nước: mẫu nƣớc lấy ở các dòng suối chảy ra từ mỏ, các điểm xuất lộ nƣớc ngầm, nƣớc giếng, nƣớc ao, hồ trong khu vực mỏ... đều đƣợc tiến hành đo radon nhằm mục đích xác định nồng độ Ra, Th tự do trong nƣớc.
Máy đo radon sử dụng máy RAD-7 đƣợc chế tạo tại Mỹ có chức năng xác định riêng biệt nồng độ Ra, Th theo phổ năng lƣợng tia alpha. Do xác định nồng độ radon theo phổ năng lƣợng nên detector có khả năng loại bỏ sự nhiễm bẩn do sự tích lũy các sản phẩm phóng xạ của Ra, Th ở thiết bị đo. Máy có đặc trƣng kỹ thuật và độ nhạy đảm bảo xác định radon trong đánh giá mơi trƣờng.
Quy trình thu thập số liệu, kiểm tra máy, kiểm chuẩn máy tuân thủ quy phạm hiện hành.
2.2.3. Phương pháp lấy, gia cơng và phân tích mẫu - Lấy mẫu:
+ Mẫu đất: mẫu đƣợc lấy đại diện cho các loại đất đá trong khu mỏ trên cơ sở đại diện cho khu vực trên, trong, dƣới thân quặng.
Mẫu đƣợc lấy dƣới lớp mùn thực vật (khoảng 5 -10cm) theo dạng điểm với kích thƣớc (3×3)m sau đó gộp thành 01 mẫu với trọng lƣợng trung bình 1 mẫu khoảng 5kg.
+ Mẫu nƣớc: nhằm xác định nồng độ các chất độc hại và sự phát tán của chúng trong môi trƣờng nƣớc.
Mẫu nƣớc đƣợc lấy ở các dòng suối chảy ra từ mỏ, các điểm xuất lộ nƣớc ngầm, giếng nƣớc sinh hoạt của nhân dân, nƣớc ao, hồ… ƣu tiên các vị trí động vật hoặc ngƣời dân hay sử dụng.
Mẫu đƣợc lấy vào can nhựa 2 lít, trƣớc khi lấy can đƣợc tráng bằng nƣớc dự kiến lấy 02 lần. Khi lấy miệng can phải ở độ sâu so với mặt nƣớc là 10cm.
+ Mẫu thực vật: nhằm dự báo khả năng ảnh hƣởng của phóng xạ đến mơi thực vật. Ƣu tiên lấy mẫu trong các loại ngũ cốc của nhân dân trong vùng hay sử dụng hoặc động vật hay tiêu thụ.
+ Mẫu đất: đem phơi khơ, nghiền nhỏ kích thƣớc 0,74mm, gửi phân tích. + Mẫu nƣớc: tiến hành đo nồng độ Ra và Th ngay trong vịng 48 giờ, sau đó gửi mẫu về phân tích.
+ Mẫu thực vật: mẫu đƣợc rửa sạch, để ráo nƣớc, sấy khô ở nhiệt độ 1050C trong thời gian 48 giờ, cân trọng lƣợng khô để xác định độ ẩm. Nung mẫu ở nhiệt độ 4500C thời gian 48 giờ để hóa tro hồn tồn. Cân trọng lƣợng tro (tính hệ số tro hố). Đóng gói nilon để gửi phân tích.
- Phân tích mẫu:
+ Mẫu đất: gửi phân tích các tham số phóng xạ trên các mỏ có chứa phóng xạ 4 chỉ tiêu (U, Th, K, Ra) bằng phƣơng pháp phổ gamma đầu thu HpGe siêu tinh khiết.
+ Mẫu nƣớc: gửi phân tích chỉ tiêu urani, thori và radi trong mẫu nƣớc tại máy phổ phông thấp Ortec Gem-30 sau khi đã gia công mẫu theo đúng các yêu cầu kỹ thuật. Các chỉ tiêu phân tích này đƣợc xác định trên thiết bị đo tổng hoạt độ alpha () và beta (β).
+ Mẫu thực vật: gửi phân tích xác định đầy đủ sự có mặt của các nguyên tố độc hại trong trong thực vật, dự kiến phân tích các chỉ tiêu: U238
, Th232, K40, Ra226 bằng phƣơng pháp phổ gamma phông thấp đầu thu HpGe siêu tinh khiết.
2.2.4. Phương pháp chuyên gia
Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng để định hƣớng cho công tác thu thập, tổng hợp và xử lý tài liệu trƣớc, trong và sau khi khảo sát thực địa. Ngoài ra, phƣơng pháp này cũng đƣợc áp dụng triệt để trong q trình đề xuất các giải pháp phịng ngừa ảnh hƣởng của phóng xạ đến mơi trƣờng.
2.2.5. Phương pháp tham vấn cộng đồng
Tham vấn cộng đồng nhằm thu thập các thông tin về đời sống kinh tế - xã hội, tình hình sức khỏe của nhân dân trong vùng và các loại bệnh “có thể” có liên quan đến phóng xạ nhƣ: máu, tiêu hóa, hơ hấp, thần kinh, da, mắt, xƣơng, dị tật, dị dạng, sẩy thai …
Công tác thu thập số liệu kinh tế - xã hội đƣợc tiến hành tại các cơ quan, chính quyền thơn, xã, trạm y tế và các hộ dân sống trong vùng mỏ và lân cận vùng mỏ.
Số lƣợng phiếu điều tra toàn vùng là 50 phiếu.
2.2.6. Phương pháp mơ hình hóa kết hợp phương pháp tốn thống kê
Mục tiêu: xử lý số liệu địa chất môi trƣờng.
- Với các giá trị cƣờng độ suất liều bức xạ gamma đo đƣợc, để xác định sự suy giảm suất liều bức xạ gamma đƣợc tính tốn trên cơ sở: nguồn phát bức xạ gamma ở đây đƣợc coi là nguồn có dạng hình đĩa hữu hạn bán kính là R lộ ngay trên mặt đất [18]. Môi trƣờng xác định cƣờng độ bức xạ gamma là mơi trƣờng khơng khí (tiến hành đo cƣờng độ gamma của nguồn nhƣ hình 6).
Hình 6: Trƣờng bức xạ gamma của nguồn kích thƣớc hữu hạn
Cƣờng độ bức xạ gamma do nguồn lộ ra trên mặt đất kích thƣớc hữu hạn, bán kính r đƣợc tính nhƣ sau: xét cƣờng độ bức xạ gamma của yếu tố nguồn, khối