Luận văn Hiện trạng môi trường phóng xạ trong hoạt động thăm dõ, khai thác quặng đất hiếm mỏ Đông pao, huyện Tam đường, tỉnh Lai Châu

DANH MỤC CÁC BẢNG.vi

DANH MỤC CÁC HÌNH.vii

MỞ ĐẦU.1

Chƣơng 1 – TỔNG QUAN .4

1.1. Tổng quan về môi trƣờng phóng xạ .4

1.1.1. Tổng quan về môi trƣờng phóng xạ .4

1.1.2. Căn cứ đánh giá hiện trạng môi trƣờng phóng xạ .6

1.1.3. Sự phát tán của các nguyên tố phóng xạ trong môi trƣờng.9

1.1.4. Ảnh hƣởng của phóng xạ đến con ngƣời.11

1.1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu phóng xạ.13

1.2. Tổng quan về khoáng sản đất hiếm .17

1.2.1. Khái quát chung về đất hiếm.17

1.2.2. Tổng quan về khoáng sản đất hiếm Việt Nam .20

1.3. Khái quát chung khu vực nghiên cứu.22

1.3.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên .22

1.3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội .24

1.3.3. Đặc điểm địa chất - khoáng sản.25

1.3.4. Đặc điểm phân bố thân quặng đất hiếm .28

1.3.5. Ảnh hƣởng của các yếu tố tự nhiên đến khả năng phát tán phóng xạ

vào môi trƣờng 33

Chƣơng 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .36

2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu.36

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.36

Chƣơng 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .45

3.1. Hiện trạng môi trƣờng phóng xạ trƣớc thăm dò.45

3.1.1. Đặc trƣng suất liều gamma.45

pdf107 trang | Chia sẻ: mimhthuy20 | Lượt xem: 479 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Hiện trạng môi trường phóng xạ trong hoạt động thăm dõ, khai thác quặng đất hiếm mỏ Đông pao, huyện Tam đường, tỉnh Lai Châu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng 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 trò quan trọng trong việc phát tán cơ học các nguyên tố phóng xạ trong môi trƣờng. Mùa khô từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, thời tiết khô lạnh, hay có gió mùa thổi qua ít ảnh hƣởng tới việc bào mòn phát tán các nguyên tố phóng xạ. d. Ảnh hưởng của thảm thực vật Nhìn chung vùng Đông 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 không đồng đều, diện tích đất trống, đồi trọc ngày càng mở rộng là nguyên nhân tăng mức độ phát tán ô nhiễm chất phóng xạ vào môi trƣờng. e. Ảnh hưởng của hoạt động kinh tế - xã hội Luận văn Thạc sĩ Khoa học 34 - 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 dòng suối, phát tán các nguyên tố phóng xạ độc hại theo dòng chảy xâm nhập vào môi trƣờng xung quanh. Việc khai thác quặng fluorit chứa phóng xạ và các loại khoáng sản khác trong vùng không 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 không ngừng tới môi trƣờng đất, nƣớc, không khí phát tán đi xa, gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh. - Hoạt động sản xuất nông nghiệp: trong vùng chủ yếu là trồng cây lƣơng thực, cây công nghiệp. Song, vì mức độ hiểu biết về phóng xạ của ngƣời dân còn hạn chế, hoặc chƣa đƣợc phổ biến về an toàn 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 ô 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 Đông Pao một số dòng 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 môi 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 Ngòi Thia (0,25 ÷ 0,53µSv/h, trung bình 0,36µSv/h), Phu Sa Phìn (0,15 ÷ 0,55µSv/h, trung bình 0,31µSv/h), Nậm Xe -Tam Đƣờng (0,13 ÷ 0,58µSv/h, trung bình 0,31µSv/h) và Pusamcap (0,23 ÷ 0,54µSv/h, trung bình 0,35µSv/h). Các hệ thống đứt gãy trong vùng chủ yếu theo phƣơng Tây Bắc - Đông Nam phát triển mạnh. Ngoài ra còn một số hệ thống đứt gãy nhỏ theo phƣơng Bắc- Luận văn Thạc sĩ Khoa học 35 Nam. Một 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 quá trình phong hóa và rửa trôi thân quặng phóng xạ. Luận văn Thạc sĩ Khoa học 36 Chƣơng 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: môi trƣờng phóng xạ trong hoạt động thăm dò, khai thác khoáng sản đất hiếm. Các yếu tố môi trƣờng phóng xạ cần nghiên cứu nhƣ: suất liều chiếu ngoài; phổ gamma môi trƣờng; nồng độ khí phóng xạ; hàm lƣợng U, Th, K, Ra trong các mẫu đất; các chỉ tiêu: U238, Th232, K40, Ra226 trong các mẫu thực vật. Các số liệu đƣợc thu thập và đo đạc, tính toán giá trị suất liều tƣơng đƣơng trƣớc và sau hoạt động thăm dò khoáng sản đất hiếm diễn ra để thấy đƣợc mức độ ảnh hƣởng do hoạt động thăm dò gây ra. Qua đó, dự báo hiện trạng môi trƣờng phóng xạ do hoạt động khai thác quặng đất hiếm. Tại mỏ đất hiếm Đông Pao, nguồn phát sinh phóng xạ trong quá trình thăm dò, 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 công và phân tích mẫu. - Phƣơng pháp mô hình hóa kết hợp phƣơng pháp toán 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 Để thực hiện việc tiếp cận hệ thống và điều tra địa chất môi trƣờng, trƣớc hết tiến hành công tác thu thập, tổng hợp tài liệu hiện có. Các tài liệu liên quan đến mỏ đất hiếm Đông Pao đƣợc thu thập gồm: Luận văn Thạc sĩ Khoa học 37 - Các loại tài liệu địa chất, khoáng sản, địa chất thủy văn – địa chất công trình, các kết quả phân tích của các báo cáo trƣớc đây. - Các loại tài liệu liên quan đến môi 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 Khoáng sản Việt Nam; Tổng cục Môi 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 công tác khảo sát ngoài 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 công trình: đặc điểm địa chất thủy văn tầng chứa nƣớc, nƣớc mặt, địa chất công 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 môi trƣờng phóng xạ và khoáng 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 môi 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 môi 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. Trên lộ trình sẽ tiến hành mô tả chi tiết đặc điểm địa hình, quặng hóa, địa chất môi trƣờng, các yếu tố ảnh hƣởng đến sự phát tán phóng xạ trong quá trình thăm dò, khai thác đất hiếm. Đồng thời, đo đạc môi trƣờng địa vật lý nhằm đánh giá sự biến đổi của các thông số. Luận văn Thạc sĩ Khoa học 38 - Đo gamma môi trường phóng xạ Mục tiêu: xác định suất liều chiếu ngoài. Tiến hành khảo sát gamma môi trƣờng trên 3 đối tƣợng chính là: trên, trong và dƣới khu vực mỏ theo các lộ trình khảo sát địa chất môi 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 nguyên nhân gây ô 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 toán hàm lƣợng các chất phóng xạ tƣơng đƣơng trong từng điểm đo, trong từng mỏ để đánh giá khả năng và nguyên nhân gây ô nhiễm nếu có. - Đo khí phóng xạ môi trường Mục tiêu: xác định nồng độ radon trong không 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 cũng nhƣ các mức khí phóng xạ có trên mặt đất để luận giải các kết quả liên quan. Kết quả đo Rn trong các đối tƣợng để tính toán nồng độ Rn tổng cộng và so sánh với các tiêu chuẩn cho phép để đánh giá mức độ ô nhiễm khí tại điểm đo, đồng thời tính liều chiếu trong qua đƣờng hô hấp đối với kết quả đo radon trong không khí. Luận văn Thạc sĩ Khoa học 39 - 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 môi 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 công 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 môi 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. Trọng lƣợng trung bình mỗi mẫu là 3 - 5kg. - Gia công mẫu: + Mẫu đất: đem phơi khô, nghiền nhỏ kích thƣớc 0,74mm, gửi phân tích. Luận văn Thạc sĩ Khoa học 40 + Mẫu nƣớc: tiến hành đo nồng độ Ra và Th ngay trong vòng 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 hoàn toàn. Cân trọng lƣợng tro (tính hệ số tro hoá). 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 quá trình đề xuất các giải pháp phòng ngừa ảnh hƣởng của phóng xạ đến môi 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, hô hấp, thần kinh, da, mắt, xƣơng, dị tật, dị dạng, sẩy thai Sử dụng các phiếu điều tra in sẵn, trực tiếp đi phỏng vấn các hộ dân cƣ sống tại một số thôn, bản thuộc huyện Tam Đƣờng, đây là khu vực dân cƣ chịu ảnh hƣởng chính từ việc thăm dò, khai thác quặng đất hiếm. Luận văn Thạc sĩ Khoa học 41 Công tác thu thập số liệu kinh tế - xã hội đƣợc tiến hành tại các cơ quan, chính quyền thôn, 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 mô hình hóa kết hợp phương pháp toán 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 toán 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 môi trƣờng không 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 lƣợng dm có thể tích dV nằm trong đĩa phóng xạ. Cƣờng độ nguồn yếu tố dI đƣợc tính nhƣ sau:   ddrdeKQe r dm KdI kkkkkk rrrrrr ...sin. )()( 2 11   (1) Tính tích phân theo thể tích đĩa hữu hạn: Đặt: rk = Hsec r2 = (H+1)sec Luận văn Thạc sĩ Khoa học 42        002 0 1 0 sec][ 0 sec 1 2 0 0 )( sin.sin. 2 ...sin.           dede KQ ddrdeKQI HlH r r rrr klk k kk k (2)   0 0 sec .sin.    de x đƣợc biểu diễn qua hàm Kin(x). Giá trị hàm Kin cho sẵn [13] )sec(cos)(.sin. 00 0 sec 0    xxde x   (3) Trong đó:      2/ 0 1sec ...sin.)(    x uxx duuexedex (u=x.sec) (4) Kết quả tính đƣợc: l]}H)secl[(cosH)l(-)H.sec(.cos-H)({ 2 0k10k10k0k 1     KQ I (5) Trong đó: 22 0cos HR H   Khi phép đƣợc thực hiện ở vị trí cách thân quặng một khoảng H: )().0()().0()( 2 )( 1 ukk XIHIH KQ HI      (6) Trong các công thức nêu trên: I - suất liều bức xạ gamma (hay còn gọi là cƣờng độ gamma, R/h); K - hằng số bức xạ gamma; KRa=9,1.10 9 ; KU=3,15.10 3 ; KTh=1,35.10 3 (đơn vị của K là R/h.cm2/g); Q - hàm lƣợng của đồng vị phóng xạ tính là g/g đá;  - mật độ nguồn, g/cm3; k - hệ số làm yếu của bức xạ gamma,cm -1. Hệ số làm yếu k phụ thuộc vào môi trƣờng. Bảng 10 nêu hệ số làm yếu cƣờng độ bức xạ gamma của nguồn thể tích theo tài liệu thực nghiệm [18]: Bảng 10: Hệ số làm yếu cƣờng độ gamma của nguồn thể tích Loại Kiểu đo Detector ghi cƣờng Ngƣỡng  = k/, cm 2 /g Luận văn Thạc sĩ Khoa học 43 quặng độ gamma (Ig) năng lƣợng (MeV) Đất đá Nƣớc Không khí Quặng urani Tích phân CU-19 NaI(Tl) - 0,035 0,037 0,028 - - 0,025 Vi phân NaI(Tl) 1,05-1,35 1,35-1,55 1,65-1,85 2,05-2,65 0,034 0,034 0,034 0,035 - 0,036 0,037 0,038 - 0,032 0,033 0,034 Quặng thori Tích phân CU-19 NaI(Tl) - 0,035 0,034 0,021 - 0,024 - 0,022 Vi phân NaI(Tl) 1,05-1,35 1,35-1,55 1,65-1,85 2,05-2,65 2,4-2,8 0,032 0,032 0,033 0,035 0,037 - 0,032 0,034 0,035 0,037 - 0,029 0,030 0,031 0,033 - Trên cơ sở các số liệu địa vật lý về môi trƣờng phóng xạ thu thập và đo đạc bổ sung, sử dụng phƣơng pháp toán thống kê để tính các giá trị liều chiếu ngoài, liều chiếu trong và suất liều tƣơng đƣơng. Trong đó, các giá trị đƣợc tính theo công thức: Suất liều tƣơng đƣơng: Htđ = Hn + Ht (7) Trong đó: - Hn(mSv/năm) là liều chiếu ngoài đƣợc tính theo công thức sau: Hn = D.N.Q Trong đó: D là liều hấp thụ trong năm, D = I.K.t với: I suất liều bức xạ đã trừ phông riêng của máy đo bức xạ (R/h) t thời gian chiếu xạ trong một năm là 8760 giờ (nhóm C) K hệ số chuyển đổi liều chiếu sang liều hấp thụ. Đối với bức xạ gamma trong không khí K=0,87. Đối với bức xạ gamma Q=1, N=1. Từ các hệ số đã nêu trên đối với bức xạ gamma ta có liều chiếu ngoài tình theo công thức: Hn(mSv/năm) = 7,6xIg(R/h) (8) - Ht(mSv/năm) là liều chiếu trong đƣợc tính Ht = Hd + Hp, với: Luận văn Thạc sĩ Khoa học 44 + Hd là liều chiếu trong xâm nhập qua đƣờng tiêu hóa đƣợc tính nhƣ sau: Hd(mSv/năm)=(6,2.10 -6 AK+2,8.10 -4 ARa+2,3.10 -4 ATh+4,4.10 -5 AU).md (9) với: - AK, ARa, ATh, AU: hoạt độ trong 1 lít nƣớc (Bq/l) hoặc 1kg lƣơng thực (Bq/kg). - md: 1 năm ngƣời dân sử dụng 800lít nƣớc, 650kg lƣơng thực, thực phẩm. + Hp là liều chiếu trong xâm nhập qua đƣờng hô hấp đƣợc tính nhƣ sau: Hp (mSv/năm) = 0,047 x Rn (Bq/m3) (10) 2.2.7. Thành lập bản đồ môi trường phóng xạ Trên cơ sở số liệu về địa chất, môi trƣờng tiến hành thành lập bản đồ dựa vào các tiêu chuẩn về môi trƣờng để thành lập. Bản đồ môi trƣờng phóng xạ đƣợc xây dựng trên các phần mềm chuyên dụng (surfer, grapher, mapinfo) gồm các yếu tố địa hình, dân cƣ, thực vật, địa chất và các yếu tố môi trƣờng phóng xạ. Để thành lập đƣợc bản đồ (sơ đồ) môi trƣờng phóng xạ cần dựa vào các tính toán giá trị môi trƣờng (suất liều tƣơng đƣơng) trƣớc và sau quá trình thăm dò. Bản đồ phân vùng hiện trạng môi trƣờng phóng xạ thể hiện vùng có nguye cơ ô nhiễm và vùng kiểm soát môi trƣờng phóng xạ xây dựng bằng phƣơng pháp nội suy Kriging, với các điều kiện sau: - Phân vùng không an toàn là diện tích có một trong các điều kiện sau:  Htđ ≥ phông phóng xạ + 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 là diện tích có một trong các điều kiện sau:  Htđ 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 mẫu > 0,03mSv/năm.  Hp > 100Bq/m 3 . Luận văn Thạc sĩ Khoa học 45 Chƣơng 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng môi trƣờng phóng xạ trƣớc thăm dò 3.1.1. Đặc trưng suất liều gamma Để xác định giá trị suất liều chiếu ngoài tại khu vực nghiên cứu trƣớc thăm dò, học viên thu thập các số liệu kết quả đo suất liều tƣơng đƣơng bức xạ (gọi tắt là suất liều gamma). Giá trị suất liều gamma trong các loại đất đá đƣợc tổng hợp ở bảng sau: Bảng 11: Suất liều gamma các loại đá vùng Đông Pao TT Các loại đá Suất liều gamma (Sv/h) Từ÷Đến Trung bình 1 Phức hệ Nậm Xe-Tam Đƣờng 0,17÷0,28 0,22 2 Phức hệ Pusamcap 0,15÷0,50 0,31 3 Hệ tầng Pu Tra 0,15÷0,30 0,23 4 Phức hệ Phu Sa Phìn 0,13÷0,50 0,34 5 Trầm tích sông, sông lũ 0,02÷0,50 0,25 6 Hệ tầng Đồng Giao 0,11÷0,50 0,25 7 Hệ tầng Nậm Mu 0,17÷0,30 0,25 8 Hệ tầng Mƣờng Trai 0,11÷0,49 0,27 9 Hệ tầng Suối Bàng - phân hệ tầng dƣới 0,16÷0,45 0,26 11 Hệ tầng Suối Bàng - phân hệ tầng trên 0,16÷0,41 0,23 12 Hệ tầng Viên Nam 0,31÷0,31 0,31 13 Hệ tầng Tân Lạc 0,19÷0,30 0,23 Từ bảng trên cho thấy suất liều gamma khu vực nghiên cứu có giá trị biến thiên khá lớn, trong đó suất liều trung bình thấp nhất trong các đá thuộc phức hệ Nậm Xe - Tam Đƣờng, cao nhất là suất liều đo đƣợc từ các loại đá thuộc phức hệ Phu Sa Phìn. So sánh với tiêu chuẩn suất liều bức xạ gamma trong nhà < 0,3Sv/h Luận văn Thạc sĩ Khoa học 46 cho thấy suất liều bức xạ gamma tại các điểm đo ở khu vực nghiên cứu hầu hết nằm trong giới hạn cho phép, một số điểm cao hơn tiêu chuẩn nhƣng không lớn. Theo công thức (6) xác định mức độ suy giảm suất liều gamma đã nêu ở chƣơng 2, để thấy đƣợc sự suy giảm suất liều gamma ở các vị trí khác nhau trong môi trƣờng không khí, ta tính suất liều gamma do khối đất đá chứa quặng đất hiếm gây ra tại các vị trí khác nhau so với ranh giới thân quặng. Hệ số làm yếu khối của suất liều gamma trong đất đá đối với quặng đất hiếm lấy bằng 0,021; hệ số làm yếu khối của suất liều gamma trong không khí đối với quặng lấy bằng 0,022 (theo bảng hệ số thực nghiệm nêu trên cho loại tinh thể NaI(Tl) đối với quặng đất hiếm có hàm lƣợng TR2O3 từ 0,03-0,21%, ThO2 là 0,036%), mật độ đất đá trong thân quặng tính là 2,0g/cm3 và mật độ không khí lấy là 0,03g/cm3. Các giá trị hàm Kin đƣợc lấy trong bảng tra trong giáo trình thăm dò phóng xạ [18]. Kết quả tính suất liều bức xạ gamma tại các vị trí khác nhau trong môi trƣờng không khí đối với khối đất đá tổng hợp ở bảng 12. Bảng 12: Suất liều bức xạ gamma trong không khí H (cm) µ Xu Φ(Xu) I (R/h) Tỷ lệ bức xạ (%) 0 0,00066 1,000 45,76 100 100 0,066 0,782 27,56 60 200 0,132 0,650 19,04 42 300 0,198 0,574 13,40 29 400 0,264 0,460 9,68 21 500 0,33 0,430 8,46 18 600 0,396 0,380 6,09 13 700 0,462 0,310 4,40 10 800 0,528 0,300 3,71 8 900 0,594 0,276 3,16 7 1000 0,66 0,240 2,31 5 1100 0,726 0,210 1,82 4 1200 0,792 0,201 1,56 3 1300 0,858 0,195 1,34 3 Luận văn Thạc sĩ Khoa học 47 H (cm) µ Xu Φ(Xu) I (R/h) Tỷ lệ bức xạ (%) 1400 0,924 0,172 1,10 2 1500 0,99 0,140 0,77 2 1600 1,056 0,125 0,63 1 1700 1,122 0,120 0,49 1 1800 1,188 0,115 0,45 1 1900 1,254 0,104 0,38 1 2000 1,32 0,093 0,31 1 Từ kết quả tính toán ở bảng 12 nêu trên cho thấy: tại vị trí thân quặng gây ra suất liều gamma trên mặt đất 45,76R/h. Ở cách 1m, suất liều gamma còn khoảng 27,56R/h (giảm 40% so với tại thân quặng). Ở cách ranh giới thân quặng 14m, suất liều gamma còn lại khoảng 1R/h (chiếm 2% tỷ lệ bức xạ so với tại thân quặng) nằm trong khoảng độ nhạy của các thiết bị đo liều hiện tại. Hình 7: Đồ thị suy giảm suất liều bức xạ gamma Nhƣ vậy, với những thân quặng đất hiếm có hàm lƣợng ThO2 từ vết đến 0,036% tại vị trí thân quặng mức độ ảnh hƣởng của nguồn đất đá từ các công trình hào đƣa lên khoảng 45,76R/h hay 0,46Sv/h tƣơng đƣơng mức liều chiếu ngoài khoảng 3,5mSv/năm, cách ranh giới thân quặng từ 14m trở lên ảnh hƣởng của suất liều không đáng kể (0,001Sv/h). Luận văn Thạc sĩ Khoa học 48 3.1.2. Đặc điểm phân bố nồng độ radon Thống kê số liệu về giá trị của nồng độ radon trong không khí để xác định liều chiếu trong qua đƣờng hô hấp. Kết quả đo nồng độ radon trong không khí tại các điểm đo cách mặt đất 1m đã xác định đƣợc nồng độ radon (bảng 13). Bảng 13: Nồng độ radon trong không khí trên nền các loại đá khu vực mỏ đất hiếm Đông Pao TT Các loại đá Ký hiệu Nồng độ radon (Bq/m 3 ) Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất 1 Phức hệ Nậm Xe-Tam Đƣờng aG-aSy/Ent 24,67 20 27 2 Phức hệ Pusamcap aSy/Eps 52,98 27 97 3 Trầm tích sông, sông lũ Q 25,65 13 41 4 Hệ tầng Đồng Giao T2ađg 46,86 6 97 5 Hệ tầng Nậm Mu T2cnm 22,8 17 29,6 6 Hệ tầng Mƣờng Trai T2lmt 22,6 18 26,8 7 Hệ tầng Suối Bàng - phân hệ tầng trên T2n-rsb 77,75 55 97 Theo bảng 13, nồng độ radon trong khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng từ 6 ÷ 97Bq/m3. Nồng độ radon trên các nền đá gốc phụ thuộc vào lƣợng khí phóng xạ tự do trong các lỗ hổng, khe nứt và các yếu tố tự nhiên nhƣ: thời tiết, khí hậu tại thời điểm khảo sát. Việc điều tra nồng độ radon giúp đánh giá tổng quát quá trình ảnh hƣởng và phát tán phóng xạ vào môi trƣờng. Nhìn chung, so sánh với tiêu chuẩn nồng độ radon trong không khí tại nhà ở < 100Bq/m3 cho thấy tại các điểm đo trong khu vực đều có nồng độ radon nằm trong giới hạn cho phép. 3.1.3. Đặc điểm phân bố hàm lượng phóng xạ (U, Th, K) Hoạt độ phóng xạ trong lớp đất trên mặt đƣợc đặc trƣng bởi hàm lƣợng của U, Th và K trong đất. Theo thống kê hàm lƣợng phổ gamma trong các loại đất trong khu vực nghiên cứu ở bảng 14 thì hàm lƣợng phóng xạ của mỏ đất hiếm Đông Pao chủ yếu là urani và thori. Luận văn Thạc sĩ Khoa học 49 Bảng 14: Hàm lƣợng phổ gamma trong các loại đất 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

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluanvan_vuthilananh_2014_72_1869515.pdf
Tài liệu liên quan