Đối tƣợng
Liều bức xạ giới hạn (mSv/năm)
Pháp Nga (1996) IAEA (1996) Việt Nam
(1998)
A 20 20 20 20
B 4,5 5 - -
C 3 1 1 1
Ghi chú:
A: Nhân viên bức xạ là những người làm việc trực tiếp với bức xạ (thường xuyên hay tạm thời)
B: Những người lân cận là những người không làm việc trực tiếp với bức xạ nhưng do điều kiện sinh sống, làm việc gần cơ sở bức xạ nên có thể chịu tác động của bức xạ (các nguồn bức xạ hoặc chất thải phóng xạ).
C: Dân chúng nói chung + Các tiêu chuẩn thứ cấp
Nồng độ giới hạn là nồng độ cao nhất của chất phóng xạ trong một đơn vị thể tích khơng khí thở đối với các đối tượng để cho mức xâm nhập hằng năm của chất phóng xạ vào cơ thể khơng vượt quá giới hạn qui định (bảng 2.3).
Bảng 2.3. Các mức nồng độ khí radon tự nhiên trung bình năm trong nhà(TCVN 7889 : 2008) Các mức Đối tƣợng áp dụng Quy định Mức hành động Trường học >150 Bq/m3 Nhà ở >200 Bq/m3 Nhà làm việc >300 Bq/m3
Mức khuyến cáo Nhà xây mới <100 Bq/m
3
Nhà hiện sử dụng <200 Bq/m3
Mức phấn đấu Các loại nhà <60 Bq/m3
Chú thích: sau khi đã áp dụng các biện pháp giảm thiểu, nồng độ khí Radon tự nhiên trung bình năm trong nhà vẫn ở mứa hành động thì phải chuyển đổi mục đích sử dụng
Nồng độ Rn trong khơng khí theo ICRP (Ủy ban an toàn bức xạ quốc tế) ≤ 150Bq/m3.
Bảng 2.4. Hoạt độ phóng xạ giới hạn trong khơng khí, nước và thực phẩm
Nguyên t
ố
Xâm nhập theo đƣờng tiêu hoá Nồng độ giới hạn trong khơng khí
TCVN
[4] Tiêu chuẩn của IAEA[2] Tiêu chuẩn của ICRP [3]
Hoạt độ
cho phép Hệ liều E số Giới hạn năm
Hoạt độ cho phép Bq/kg Sv/Bq Bq/năm Bq/kg K40 9,25x10+3 6,2x10-9 1,6x10+5 2,0x10+2 Ra226 19,9x10-1 2,8x10-7 3,6x10+3 4,5x10 Th232 7,40x10-1 2,3x10-7 4,3x10+3 5,4x10 U238 2,17x10+1 4,4x10-8 6,0x10+2 7,3x10-1 Rn222 ≤ 150 2.4.2. Phƣơng pháp thành lập bản đồ
Để có cơ sở đánh giá mơi trường phóng xạ cần phải xác định giá trị phông, dị thường và xây dựng được hệ thống bản đồ phông tự nhiên.
Xác định giá trị phông tự nhiên (Cn-mSv/năm), các giá trị dị thường như sau: - Tính phơng tự nhiên (Cntn) và dị thường (Ca):
Để tính được Cntn (cho liều tương đương bức xạ) tác giả sử dụng phương pháp phổ biến hiện nay là phương pháp thống kê phân lớp. Nội dung của nó là xây dựng biểu đồ tần suất tích luỹ (%), giá trị đạt tần suất tích luỹ cao nhất chính là hàm lượng Cntn, [7].
Nguyên tắc chọn diện tích để thống kê là lớn hơn từ 3 đến 6 lần diện tích dị thường. Trong cả vùng nghiên cứu, tác giả chọn tồn bộ diện tích đo đạc.
Việc xác định Cn, Ca được thực hiện theo Quy phạm thăm dị phóng xạ của Bộ Công nghiệp ban hành năm 1998 và Quy phạm địa hoá được Tổng cục Mỏ và địa chất ban hành năm 1987. Theo đó các dị thường được tính ở 3 mức:
Ca1 = Cn + S Ca2 = Cn + 2S
Ca3 = Cn + 3S
Trong đó S là độ lệch quân phương và bằng 1/2 độ rộng của biểu đồ ở vị trí 0,606 của giá trị cực đại. Cn được tính tương tự Cntn nhưng trong tập mẫu đưa vào tính đã loại bỏ các giá trị cao đột biến liên quan đến quặng.
Các vùng có giá trị Ca1, Ca2, Ca3 này nếu nhỏ hay bằng hơn giá trị giới hạn cho phép (bảng 2.2) thì được xếp vào các vùng có nguy cơ ơ nhiễm.
Xác định liều chiếu ngoài (Hn-mSv/năm).
Trên cơ sở phân bố các đường đẳng trị và hàm lượng phông tự nhiên của liều chiếu ngoài chúng ta phân vùng giá trị liều chiếu ngồi.
Xác định liều chiếu trong qua đường hơ hấp (Ht-Bq/m3) trên cơ sở phân bố đẳng trị và hàm lượng phông tự nhiên của liều chiếu trong (Rn) qua đường hô hấp, chúng ta phân vùng giá trị liều chiếu trong nêu trên.
Xác định tổng liều chiếu: Ở đây do khơng có kết quả phân tích hàm lượng các
nguyên tố trong nước, thực phẩm, nên liều chiếu tổng chỉ tính 2 thành phần cơ bản của mơi trường phóng xạ là liều chiếu ngồi và liều chiếu trong qua đường hơ hấp. Trên cơ sở đó, chúng ta xác định được mức độ ô nhiễm của liều chiếu xạ tổng theo tiêu chuẩn Việt Nam (bảng 2.2).
Phương pháp thành lập bản đồ
- Bản đồ cơ sở và nền cho các bản đồ mơi trường phóng xạ là bản đồ địa hình và bản đồ địa chất cùng tỷ lệ.
- Xử lý, tính tốn và xây dựng các bảng dữ liệu tổng hợp: Từ các bảng dữ liệu cơ sở (số liệu đo), dùng phần mềm văn phịng tính tốn và xử lý, liên kết để đưa ra các dạng tổng hợp như bảng kết quả liều chiếu ngoài, liều chiếu trong, liều tương đương…
- Chuyển các dữ liệu dạng bảng đã nhập sang dạng MapInfo để quản lý bằng GIS (tọa độ điểm khảo sát, các kết quả đo của các trạm khảo sát, vị trí các trạm khảo sát trên bản đồ).
- Sử dụng các phần mềm vẽ đẳng trị (Surfer, Vertical Map, Discover…) để xây dựng các bản đồ đẳng trị dạng số như bản đồ dẳng trị liều chiếu ngoài, liều chiếu trong, liều tương đương bằng phương pháp nội suy theo khoảng cách.
Thành lập hệ thống bản đồ và xây dựng các chun đề trên cơ sở phơng phóng xạ tự nhiên, hiện trạng phân bố các khoảng giá trị liều chiếu ngoài, liều chiếu trong, tổng xạ, theo tiêu chuẩn mơi trường phóng xạ chính (bảng 2.2) và phân ra vùng ô nhiễm, vùng nguy cơ ô nhiễm.
CHƢƠNG 3. HIỆN TRẠNG MƠI TRƢỜNG PHĨNG XẠ KHU VỰC KHAI THÁC MỎ TITAN KỲ KHANG, TỈNH HÀ TĨNH
3.1. Hiện trạng khu mỏ tital Kỳ Khang
Mỏ tital Kỳ Khang (Hà Tĩnh) hiện đang được khai thác bởi Công ty Khoáng sản và Thương mại Hà Tĩnh (MITRACO), đây được đánh giá là mỏ tital có trữ lượng lớn của tỉnh (bảng 3.1) và được chính phủ đưa vào danh sách các mỏ được quy hoạch khai thác (hình 3.1, 3.2).
Bảng 3.1. Trữ lượng và tài nguyên dự báo quặng titan mỏ Kỳ Khang, Hà Tĩnh (theo
Quyết định số 104/2007/QĐ-TTg ngày 13 tháng 7 năm 2007 của Thủ tướng Chính phủ)
Trữ lƣợng và tài nguyên dự báo ilmenit (nghìn tấn)
Trữ lƣợng-tài nguyên dự báo zircon (nghìn tấn) Hàm lượng trung bình (kg/m3) C1 C2 P1 P2 Tổng Hàm lượng trung bình (kg/m3) Tài nguyên dự báo zircon (nghìn tấn) 73,60 1317,42 250,26 1567,68 15,00 142,34
Hiện tại quy trình cơng nghệ khai thác, chế biến sa khống titan tại khu mỏ bao gồm các cơng đoạn chính sau: Khai thác quặng sa khống titan với hàm lượng từ 5-15%; Tuyển ướt để đưa khoáng vật nặng lên đến 85 - 92% và vận chuyển khoáng vật quặng từ xưởng tuyển ướt về xưởng tuyển tinh; Tuyển tinh để đạt tinh quặng hàng hoá; Lưu kho và vận chuyển các sản phẩm hàng hoá về cảng để xuất khẩu. Quặng sa khống titan khơng chỉ là “cát đen” vơ hại, mà trong đó có các khống vật Ziricon, Monazite chứa các nguyên tố phóng xạ mạnh thuộc dãy 238U và 232Th có thể gây nhiễm xạ, nguy hiểm đến sức khoẻ con người.
Với quy trình sản xuất trên có 2 khu vực chủ yếu bị ảnh hưởng phóng xạ, đó là xưởng tuyển ướt, xưởng tuyển tinh và một số điểm khai thác.
Bản thân các mỏ sa khoáng titan ven biển đã gây ra sự nhiễm phóng xạ với mức độ khác nhau đối với môi trường xung quanh. Qua quá trình khai thác, tuyển, làm giàu quặng, vận chuyển các sản phẩm tinh quặng, chất thải....càng làm cho ô nhiễm phóng xạ nghiêm trọng hơn. Mỏ sa khống tại khu vực khai thác chế biến quặng nằm rất gần thậm chí xen lẫn với các khu vực dân cư. Bởi vậy cần đặc biệt lưu ý điều tra thực trạng ơ nhiễm phóng xạ trong khu mỏ.
Hình 3.1. Khu vực tuyển quặng (04/2012)
3.2. Hiện trạng liều chiếu ngồi
Từ kết quả tính tốn và bản đồ phân vùng liều chiếu ngoài ta thấy suất liều chiếu ngoài bức xạ gamma trong vùng mỏ Kỳ Khang dao động trong khoảng 1,4 mSv/năm đến 11,04 mSv/năm, đạt giá trị trung bình là 2,17 mSv/năm và có giá trị phơng nền là 1,93 mSv/năm (bảng 3.2). Liều chiếu ngoài bức xạ gamma phân bố không đồng đều trong diện tích vùng nghiên cứu (V= 50,40%).
Bảng 3.2. Các giá trị đặc trưng liều chiếu ngồi
Tham số Thơng số (Hn-mSv/năm)
Cmax 11,04 Cmin 1,40 Ctb 2,17 Cn 1,93 S 1,09 Ca1 = Cn+s 3,02 Ca2 = Cn+2s 4,11 Ca3 = Cn+3s 5,21 V(%) 50,40
Liều chiếu ngoài bức xạ gamma trong vùng nghiên cứu được phân thành các mức sau: + Hn < 1,4 - 1,93 mSv/năm + 1,93 mSv/năm ≤ Hn < 2,17mSv/năm + 2,17mSv/năm ≤ Hn < 2,93 mSv/năm + 2,93 mSv/năm ≤ Hn < 4,11 mSv/năm + 4,11 mSv/năm ≤ Hn < 6,93 mSv/năm + 6,93 mSv/năm ≤ Hn < 11,04 mSv/năm
- Miền có liều chiếu ngồi bức xạ gamma có giá trị nằm trong khoảng (6,93mSv/năm ≤ Hn < 11,04 mSv/năm) phân bố diện tích nhỏ được thể hiện bằng màu đỏ ở khu vực tuyển luyện và khai thác của thôn Trung Tân, Sơn Hải và Trung Tiến, các thành tạo sa khoáng ở đây là trầm tích có nguồn gốc sông biển tuổi Holocen hạ - trung và trầm tích biển gió tuổi Holocen thượng có liên quan tới chúng
là các đá granitamphibol dạng porphyr, granophyr thuộc phức hệ Bản Muồng. Giá trị liều chiếu sau khi trừ phông (Cn = 1,93 mSv/năm) so sánh với giới hạn cho phép đối với đối tượng C (theo tiêu chuẩn của Nga, IAEA và Việt Nam) thì vùng này đã vượt qua tiêu chuẩn cho phép từ 2,36 đến 3,76 lần theo (hình 3.3).
- Miền có liều chiếu ngồi bức xạ gamma có giá trị nằm trong khoảng (4,11 mSv/năm ≤ Hn < 6,93 mSv/năm) phân bố bao quanh vùng có liều chiếu (6,93mSv/năm ≤ Hn < 11,04 mSv/năm) được thể hiện bằng màu đỏ gạch. Liều chiếu bức xạ gamma cũng đã vượt giới hạn an toàn cho phép đối với đối tượng C từ 1,4 đến 2,36 lần (theo tiêu chuẩn của Nga, IAEA và Việt Nam) theo (hình 3.3). - Miền có liều chiếu ngồi bức xạ gamma có giá trị nằm trong khoảng (2,93 mSv/năm ≤ Hn < 4,11 mSv/năm) phân bố bao quanh vùng có liều chiếu (4,11 mSv/năm ≤ Hn < 6,93 mSv/năm) và một diện tích nhỏ ỏ khu vực thành tạo sa khống thơn Tiến Thành được thể hiện bằng màu vàng cam. Liều chiếu bức xạ gamma cũng đã vượt giới hạn an toàn cho phép đối với đối tượng C từ 1 đến 1,4 lần (theo tiêu chuẩn của Nga, IAEA và Việt Nam) theo (hình 3.3).
- Miền có liều chiếu ngồi bức xạ gamma có giá trị nằm trong khoảng (2,17 mSv/năm ≤ Hn < 2,93 mSv/năm) phân bố bao quanh liều chiếu (2,93 mSv/năm ≤ Hn < 4,11 mSv/năm) diện phân bố rộng quanh khu vực khai thác sa khống thể hiện bằng màu vàng. Miền có giá trị liều chiếu này chưa vượt giới hạn an toàn cho phép đối với đối tượng C (theo tiêu chuẩn của Nga, IAEA và Việt Nam) nhưng đang có nguy cơ ơ nhiễm theo (hình 3.3).
- Miền có liều chiếu ngồi bức xạ gamma có giá trị nằm trong khoảng (1,4 mSv/năm ≤ Hn < 1,93 mSv/năm) phân bố rộng khắp khu vực nghiên cứu. Miền có giá trị liều chiếu này cịn rất an tồn phóng xạ.
Nhìn chung, phần lớn diện tích của vùng có giá trị liều chiếu ngồi bức xạ gamma dao động chủ yếu trong khoảng Hn < 2,93 mSv/năm. So với tiêu chuẩn an toàn bức xạ do Nghị định của Chính phủ số 50/1998 NĐ - CN ban hành năm 1998 và với tiêu chuẩn đã ban hành của Liên Xơ cũ thì cịn an tồn về mặt phóng xạ. Tuy nhiên đáng chú ý, tại một số vị trí có giá trị liều chiếu ngồi đã vượt quá tiêu chuẩn
cho phép cần phải có biện pháp quản lý và xử lý. Các vị trí có liều chiếu ngồi cao này có liên quan đến các thân quặng sa khống Ti- Zr, q trình tuyển Ti tại khu vực mỏ. Một phần trong quá trình khai thác quặng Ti chất thải bị rơi vãi hoặc chưa được xử lý hết đuôi quặng. Liều chiếu xạ đặc biệt cao là do các sản phẩm Zircon, Monazite có chứa nhiều các nguyên tố phóng xạ. Các loại tinh quặng này là đối tượng cần quan tâm đầu tiên trong việc bảo đảm an tồn phóng xạ cho cơng nhân làm việc, cũng như khi vận chuyển xuống cảng để xuất khẩu. Hoạt động tại xưởng tuyển tinh và tuyển thơ với các vị trí có suất liều chiếu xạ cao, nhưng không ảnh hưởng đến mơi trường dân cư sống xung quanh bên ngồi xưởng; tại các khu dân cư có suất liều chiếu ngồi nhỏ hơn nhiều so với liều giới hạn đối với nhóm C. Điều đáng quan tâm là sinh hoạt, làm việc của cơng nhân khơng diễn ra hồn tồn trong khuôn viên khu vực tuyển thô và xưởng tuyển tinh, cho nên khi đánh giá mức độ ơ nhiễm phóng xạ chúng ta khơng xếp họ vào đối tượng nhóm C.
Tóm lại, mơi trường phóng xạ tại một số vị trí có liều chiếu cao như xưởng tuyển thơ, xưởng tuyển tinh quặng sa khống titan nếu nhân viên gián tiếp và dân cư tiếp xúc thường xuyên trong khoảng thời gian dài sẽ có ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe. Như vậy, trong vùng đã có một vài vị trí khơng an tồn về phóng xạ và một vài vị trí có biểu hiện nguy cơ ơ nhiễm phóng xạ.
Hình 3.3. Bản đồ hiện trạng liều chiếu ngồi
3.3. Hiện trạng liều chiếu trong qua đƣờng hơ hấp
Radon (Rn) là nguyên tố khí trơ, là sản phẩm phân rã trực tiếp của radi (Ra). Các đồng vị của radon đều không bền: 222Rn (T1/2=3,82 ngày) bền hơn 220Rn (T1/2=55,6 giây); còn 219Rn (T1/2=3,96 giây). Do vậy, trong tự nhiên chủ yếu tồn tại 222Rn. Đồng vị mẹ của 222Rn là 226Ra có chu kỳ bán rã 1602 năm khá phổ biển, trong các đá, trầm tích và đất. Q trình phân rã nguyên tố Ra thường là các chất rắn, nhưng chỉ có Rn là chất khí. Chất này có thể khuyếch tán qua đá và đất rồi đi vào khí quyển. Lượng Rn đi vào khí quyển tùy thuộc vào hàm lượng Ra trong đá và đất, khoảng cách nơi tồn tại Ra so với mặt đất và tùy thuộc vào độ lỗ hổng của đá. Nếu độ thấm của đá thấp bởi vì có ít lỗ hổng và khe nứt thì phần lớn hoặc tồn
khoảng hơn 99% bức xạ của radon sẽ bị phân rã hoàn toàn trong một tháng. Sản phẩm con trung gian là 210Pb có chu kỳ bán rã 22,3 năm. Chì được hấp thụ trong các hợp chất rắn và khơng đi vào khí quyển. Ngay sau khi radon đi vào khí quyển thì cả radon và đồng vị con đều có thể đi vào bộ máy hơ hấp của con người. Khi đó 210Pb trở nên lợi hại hơn hẳn 222Rn, bởi vì, các hạt Pb phóng xạ là chất rắn bị giữ lại trên màng phổi, cịn radon (khí) được thở ra ngồi khí quyển. Với mức độ 200 Bq/m3 thì radon đã có thể làm cho khoảng 1% số người không nghiện thuốc lá bị ung thư phổi do tiếp xúc với radon và đồng vị con của nó. Hàm lượng radon trong nhà cũng khác nhau do vật liệu xây dựng: nhà xây bằng gạch nung từ đất sét (hàm lượng Ra hấp thụ cao và có cả 40K) thì độ nhiễm xạ gấp 5 lần so với các khối đá cát kết; nếu nhà dùng các đá granit thì hàm lượng các nguyên tố phóng xạ cao và đó là nguồn phát sinh radon.
Kết quả đo radon khu vực mỏ Kỳ Khang (Hà Tĩnh) có nồng độ khí dao động từ 13,3-80 Bq/m3, đạt giá trị trung bình 37,65 Bq/m3 (bảng 3.3). Nồng độ khí radon phân bố khơng đồng đều trong khơng khí (V = 42,22%). Radon hình thành với 3 mức dị thường bậc 1 tới bậc 3.
Bảng 3.3. Các giá trị tham số đặc trưng radon
Tham số Thông số Rn (Bq/m3) Hp (mSv/năm) Cmax 80 0,80 Cmin 13,30 0,13 Ctb 37,65 0,38 Cn 32,65 0,33 S 15,90 0,16 Cn+s 48,55 0,49 Cn+2s 64,44 0,64 Cn+3s 80,34 0,80 V(%) 42,22 42,22
Liều chiếu trong do các chất phóng xạ xâm nhập qua đường hơ hấp có những mức sau:
+ 0,49 mSv/năm ≤ Hp < 0,64 mSv/năm + 0,64 mSv/năm ≤ Hp < 0,80 mSv/năm
- Liều chiếu trong do các chất phóng xạ xâm nhập qua đường hô hấp (0,64 mSv/năm ≤ Hp < 0,80 mSv/năm): phân bố với diện tích nhỏ ở khu vực khai thác của mỏ thể hiện bằng màu vàng cam (hình 3.4). Tại khu vực này, nồng độ khí cũng