ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------------------

NGUYỄN HẢI MINH

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM PHÓNG XẠ TẠI MỘT SỐ MỎ KHAI
THÁC KHOÁNG SẢN Ở KHU VỰC TÂY BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN HẢI MINH
ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM PHÓNG XẠ TẠI MỘT SỐ MỎ KHAI
THÁC KHOÁNG SẢN Ở KHU VỰC TÂY BẮC VIỆT NAM
Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. Lê Đức

Hà Nội - 2015


1.2. Hiện tượng phóng xạ ..............................................................................................4
1.3. Khả năng phát tán của chất phóng xạ ra môi trường .........................................9
1.3.1. Sự phát tán các chất phóng xạ trong môi trường đất........................................9
1.3.2. Sự phát tán các chất phóng xạ trong môi trường nước ...................................10
1.3.3. Sự phát tán các chất phóng xạ trong môi trường không khí ...........................11
1.3.4. Sự phát tán các chất phóng xạ ở thực vật và động vật....................................13
1.4. Các yếu tố tác động đến sự phát tán của các chất phóng xạ.............................14
1.4.1. Ảnh hưởng của địa hình - địa mạo ..................................................................14
1.4.2. Ảnh hưởng của mạng lưới thủy văn ................................................................14
1.4.3. Ảnh hưởng của khí hậu ....................................................................................14
1.4.4. Ảnh hưởng của thảm thực vật..........................................................................15
1.4.5. Ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế .............................................................15
1.4.6. Ảnh hưởng của đặc điểm địa chất - khoáng sản .............................................16
1.5. Ảnh hưởng của chất phóng xạ đến con người ....................................................17
1.6. Tổng quan về phương pháp phân tích ................................................................19
1.6.1. Tổng quan về phương pháp phân tích trên hệ phổ kế gamma ORTEC
GEM 30......................................................................................................................19
1.6.2. Tổng quan về phương pháp phân tích trên máy đo tổng hoạt độ alpha – beta
UMF – 2000 ...............................................................................................................20
1.7. Hệ thống các văn bản cơ sở pháp lý, kỹ thuật sử dụng trong quan trắc
môi trường phóng xạ ở Việt Nam ...............................................................................22
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....25
2.1. Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................................25


2.2. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội, địa chất - khoáng sản, vị trí lấy mẫu
tại các mỏ ......................................................................................................................25
2.2.1. Mỏ đất hiếm Nậm Xe – Phong Thổ - Lai Châu (QT01) .......................................25
2.2.2. Mỏ đất hiếm Đông Pao – Tam Đường - Lai Châu (QT02) ..................................27
2.2.3. Mỏ đất hiếm Mường Hum – Bát Xát – Lào Cai (QT03) ......................................28

khoáng sản. ................................................................................................................68
3.3.4. Đề xuất giải pháp phòng ngừa, giảm nhẹ mức độ ảnh hưởng của các
khoáng sản chứa phóng xạ độc hại đến môi trường .................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................74
PHỤ LỤC ..........................................................................................................................77
A. Hình ảnh các máy phân tích, máy đo mẫu ...........................................................77
B. Hình ảnh các trạm quan trắc tại các mỏ khoáng sản ..........................................80
C. Hoạt độ phóng xạ tự nhiên trung bình trong mẫu đất ở một số quốc gia,
khu vực ..........................................................................................................................83
D. Kết quả sai số mẫu lặp phòng thí nghiệm .............................................................84


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

QT

Quan trắc

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCCS

Tiêu chuẩn cơ sở


Bảng 3.3. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu nước tại trạm QT01 .....................41
Bảng 3.4. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu thực vật tại trạm QT01.................42
Bảng 3.5. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu không khí tại trạm QT02 .............43
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp kết quả quan trắc thành phần đất tại trạm QT02 ..............44
Bảng 3.7. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu mẫu nước tại trạm QT02 .............45
Bảng 3.8. Bảng kết quả quan trắc thành phần mẫu thực vật tại trạm QT02 .............46
Bảng 3.9. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu không khí tại trạm QT03 .............47
Bảng 3.10. Bảng kết quả quan trắc thành phần mẫu đất tại trạm QT03 ...................48
Bảng 3.11. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu nước tại trạm QT03 ...................49
Bảng 3.12. Bảng kết quả quan trắc thành phần mẫu thực vật tại trạm QT03 ...........50
Bảng 3.13. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu không khí tại trạm QT04 ...........51
Bảng 3.14. Bảng kết quả quan trắc thành phần mẫu đất tại trạm QT04 ...................52


Bảng 3.15. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu nước tại trạm QT04 ...................53
Bảng 3.16. Bảng kết quả quan trắc thành phần mẫu thực vật tại trạm QT04 ...........54
Bảng 3.17. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu không khí tại trạm QT07 ...........55
Bảng 3.18. Bảng kết quả quan trắc thành phần mẫu đất tại trạm QT07 ...................56
Bảng 3.19. Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu nước tại trạm QT07 ...................57
Bảng 3.20. Bảng kết quả quan trắc thành phần mẫu thực vật tại trạm QT07 ...........58
Bảng 3.21. Hoạt độ trung bình mẫu đất tại 05 mỏ khoáng sản .................................64
Bảng 3.22. Hoạt độ trung bình mẫu nước tại 05 mỏ khoáng sản ..............................65
Bảng 3.23. Hoạt độ trung bình mẫu thực vật tại 05 mỏ khoáng sản .........................66
Bảng 3.24. Hoạt độ trung bình mẫu sol khí tại 05 mỏ khoáng sản ...........................67


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ dãy phân rã phóng xạ tự nhiên ..........................................................7
Hình 1.2. Sự phát tán của các chất phóng xạ trong môi trường đất ..........................10
Hình 1.3. Sự phát tán của các chất phóng xạ trong môi trường nước .......................11

như tia alpha, beta, gamma từ các chất phóng xạ, từ tia vũ trụ, không khí, nước, đất.
Trong đời sống hằng ngày con người thường xuyên bị chiếu xạ bởi các nguồn khác
nhau: thiên nhiên và nhân tạo dưới hai hình thức chiếu xạ ngoài và chiếu xạ trong.
Tác động sinh học của các loại bức xạ ion khác nhau của các nguồn bức xạ
kể trên lên cơ thể con người là rất nguy hiểm, do đó công tác nghiên cứu để kiểm
soát an toàn bức xạ của môi trường sống là hết sức cần thiết, nhất là trong sự nghiệp
công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước ta hiện nay.
Ở nước ta, xung quanh các mỏ, điểm quặng phóng xạ và đất hiếm, môi
trường phóng xạ tương đối cao. Do vậy nghiên cứu, đánh giá môi trường phóng xạ
trên các mỏ, điểm quặng phóng xạ để xác định sự ảnh hưởng của các phóng xạ đối
với con người và bảo vệ sức khoẻ của nhân dân, tránh tác động của bức xạ ion hoá
do các nguồn bức xạ gây ra là việc làm cấp thiết để quy hoạch, phát triển kinh tế xã hội một cách bền vững.
Phát triển kinh tế - xã hội bền vững là nhu cầu cấp bách và xu hướng tất yếu
trong tiến trình phát triển của xã hội loài người. Tại Hội nghị về Môi trường và Phát
triển của Liên hiệp quốc được tổ chức năm 1992 ở Rio de Janeiro (Braxin), với sự
tham gia của đại diện hơn 200 nước trên thế giới cùng một số lượng lớn các tổ chức
phi chính phủ, hội nghị đã thông qua tuyên ngôn Rio de Janeiro về môi trường và
phát triển bao gồm 27 nguyên tắc cơ bản và chương trình nghị sự 21 (Agenda 21)
về các giải pháp phát triển bền vững chung cho toàn thế giới trong thế kỷ 21.
Quan điểm phát triển bền vững đã được khẳng định trong Chỉ thị số 36CT/TW ngày 25 tháng 6 năm 1998 của Bộ Chính trị về tăng cường công tác bảo vệ
môi trường trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, trong đó nhấn
mạnh: “Bảo vệ môi trường là một nội dung cơ bản không thể tách rời đường lối,
chủ trương và kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tất cả các cấp, các ngành, là
cơ sở quan trọng bảo đảm phát triển bền vững, thực hiện thắng lợi sự nghiệp công

1


nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước”. Phát triển bền vững đã trở thành đường lối,
quan điểm của Đảng và chính sách của Nhà nước.

ở vùng Tây Bắc thường cao hơn vùng Đông Bắc 1-2oC, trái lại, mùa hè ở vùng Tây Bắc
đến sớm hơn và kết thúc muộn hơn do ảnh hưởng sớm và nhiều hơn của áp thấp nóng
phía Tây.
Vùng Tây Bắc có lượng mưa lớn, bình quân khoảng 1800-2500 mm/năm. Do
ảnh hưởng của địa hình (các dãy núi cao) mà lượng mưa trên một số khu vực có
khác nhau như: 2400-2800 mm ở Mường Tè, Sìn Hồ; 1800-2000 mm ở Phong
Thổ… Lượng mưa phân bố không đều trong năm, thường tập trung vào các tháng
mùa hè, chiếm 78 - 85% lượng mưa cả năm. Tháng 6 và 7 có lượng mưa lớn nhất

3


(>300 mm/tháng). Tổng số ngày mưa trung bình trong năm biến động từ 114 - 118
ngày.
- Đặc điểm kinh tế: Công nghiệp ở Tây Bắc được Nhà nước quan tâm đầu tư
phát triển, có tiềm năng lợi thế kinh tế về thủy điện, chế biến khoáng sản, kinh tế
cửa khẩu, du lịch... Bên cạnh đó, Tây Bắc là vùng có đất đai tương đối rộng, thổ
nhưỡng phong phú, có tiềm năng lớn để phát triển nông, lâm, ngư nghiệp.
- Văn hoá: Vùng Tây Bắc có trên 20 dân tộc sinh sống: Thái, H’Mông,
Mường, Dao, Khơmú, Laha, Tày, Kinh, Hoa .... Văn hoá cộng đồng người Thái là
đại diện tiêu biểu cho sắc thái văn hoá của cả vùng. Mật độ dân số thấp. Người dân
sinh sống tập trung trên các rẻo núi cao và ven dòng chảy thành từng bản, làng. Họ
làm nghề đi rừng lấy lâm sản hay cấy lúa nước.
1.2. Hiện tượng phóng xạ
Địa vật lý hạt nhân là một lính vực khoa học kỹ thuật nghiên cứu áp dụng
các phương pháp vật lý hạt nhân vào nghiên cứu địa chất khoáng sản. Thí dụ các vật
liệu khác nhau được xử lý bằng Địa Vật lý hạt nhân bao gồm các nguyên liệu thô
như dầu mỏ, nước, khoáng sản kim loại và than cũng như xử lý các vật liệu như
thủy tinh, khoáng chất tinh khiết và gốm xứ.
Địa vật lý hạt nhân dựa trên các tương tác của bức xạ hạt nhân với các loại

trong lòng hạt nhân, không cần kích thích bên ngoài. Các phóng xạ tự nhiên có chu
kỳ bán rã dài, thí dụ hạt nhân 238U có chu kỳ bán rã 4,51.109 năm.
Từ một đồng vị phóng xạ ban đầu, trong quá trình phân rã tạo thành một dãy
liên tiếp các đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã nhỏ hơn hợp thành một họ phóng
xạ. Đồng vị mở đầu một dãy gọi là đồng vị gốc của họ. Hạt nhân phân rã gọi là mẹ,
hạt nhân tạo thành sau phân rã gọi là hạt nhân con. Có tất cả 4 họ phóng xạ trong tự
nhiên, đó là :
1. Họ Urani, bắt đầu bằng đồng vị

238

U phân rã liên tiếp qua 15 đồng vị

phóng xạ khác và kết thúc ở đồng vị bền là 206Pb ở cuối dãy.
2. Họ Actini- uran, bắt đầu bằng hạt nhân

235

U qua phân rã liên tiếp tạo

thành 13 đồng vị phóng xạ khác và kết thúc bằng đồng vị bền

5

208

Pb.


Uranium là nguyên tố phóng xạ xuất hiện trong lớp vỏ trái đất ở hàm lượng

Hiện nay, trong tự nhiên họ phóng xạ này chỉ còn đồng vị bền cuối cùng là

6

209

209

Bi.

Bi.


Urani Protacti Thori
92U

91Pa

90Th

U 238

Th234

4,5 tỷ năm

24,1 ngày

Actini


U234

Th230

Ra226

Rn222

Po218

Pb214

25.104 năm

75.103 năm

1602 năm

3,82 ngày

3,05 phút

26,8 phút
Bi214

Dãy phân rã phóng xạ U

Bên cạnh nguyên tố Bi214
và Tl208 là năng lượng của
tia gamma


14 tỷ năm

Po210

Pb 206

138,4 ngày

Bền vững

Ac228

Gamma

6,13 giờ
Th228

Ra224

Rn220

Po216

Pb212

1,9 năm

3,64 ngày



32500 năm

2,18 năm
Th227

Ra223

Rn219

18,2 năm

11,4 ngày

3,96 giây

Po215

36,1 phút

1,8.10 s

Dãy phân rã phóng xạ U235

Bi211

Tl 207

2,14 phút



Hàm lượng

-

12,36 năm

< 10-10%

1,2.10+9 năm

0,012 %

87

6,5.1010 năm

27,20 %

148

1,0.1011 năm

27,10 %

2,0.1010 năm

2,5 %

4,0.1012 năm


-

176

187


-

3
2He

20Ca

40

38Sr

60Nd

72Hf

176

187
76Os

Nguyên tố kali có mặt trong lớp vỏ trái đất, trong đại dương và trong tất cả
các chất hữu cơ. Hàm lượng của kali trong lớp vỏ trái đất khoảng gần 15 g/kg hay

kiện tự nhiên sẽ bị phá huỷ và phát tán vào môi trường đất. Mức độ phát tán phụ
thuộc vào các yếu tố địa hình, địa mạo, mức độ bền vững và sự linh hoạt của
nguyên tố đó… Địa hình bị phân cắt mạnh thì khả năng phát tán của chúng ra môi
trường xung quanh lớn. Do vậy quanh các mỏ, điểm quặng khoáng sản độc hại hoặc
khoáng sản có chứa nguyên tố độc hại thường có các biểu hiện của vành địa hoá thứ
sinh của các nguyên tố độc hại.
Phóng xạ trong đất có ảnh hưởng rất lớn đến đời sống con người. Đất trồng
trọt nhiễm phóng xạ sẽ theo cây vào cơ thể con người. Phóng xạ trong đất ngấm
xuống tầng nước ngầm khiến nguồn nước con người sử dụng ô nhiễm…

9


Những khoáng sản nguyên sinh
sinh
Sự phong hóa và hình thành đất

Sự hấp thụ bởi
thực vật

Dung dịch
Ion tự do

Phức chất

Oxy hóa

Hấp thụ trên bề

Sự hấp thụ bởi

phóng xạ hạt nhân đồng thời những vùng rất xa ở xung quanh cũng bị tác động
theo, do hệ thống sông suối hay nguồn nước ngầm liên thông giữa các vùng. Nguồn
nước nhiễm phóng xạ sẽ ngấm vào cây cối, động vật uống phải, hoặc hoà tan vào
nguồn nước sinh hoạt của con người và cuối cùng tích luỹ vào cơ thể. Đây chính là
nguyên nhân gây nên những đột biến dị dạng, bệnh tật,… cho các cơ thể sống tự
nhiên

Hình 1.3. Sự phát tán của các chất phóng xạ trong môi trường nước

1.3.3. Sự phát tán các chất phóng xạ trong môi trường không khí
Các chất độc hại thường xuyên phát tán vào môi trường không khí. Các chất
phóng xạ thường xuyên phát ra khí radon và thoron vào không khí, gây ra ảnh
hưởng lớn đến môi trường sống của con người.

11


(a)

(b)

Hình 1.4. Sự phụ thuộc của điều kiện môi trường vào sự phát tán không khí
(a- Phụ thuộc vào địa hình và hướng gió; b- Phụ thuộc địa hình và sức nóng của mặt
trời và hướng gió)

12


Hình 1.5. Sự thoát khí radon vào môi trường
1.3.4. Sự phát tán các chất phóng xạ ở thực vật và động vật

1.4.3. Ảnh hưởng của khí hậu
Khí hậu là tác nhân quan trọng trong quá trình phát tán các nguyên tố độc hại
vào môi trường. Khí hậu mang đặc điểm chung của khí hậu Việt Nam là nhiệt đới,
gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt: mùa đông lạnh, khô hanh; mùa hè nóng ẩm
mưa nhiều. Vào mùa mưa với lượng mưa lớn tập trung vào những tháng nhất định
trong năm đã tạo ra các hiện tượng bào mòn, sạt lở, lũ lụt…nên tạo điều kiện hòa tan

14


và phát tán khoáng sản độc hại đi xa. Mùa khô hanh là điều kiện thuận lợi cho khả
năng ô nhiễm bụi nói chung và ô nhiễm bụi có chứa nguyên tố độc hại nói riêng sinh
ra trong quá trình khai thác và vận chuyển quặng các mỏ có chứa khoáng sản độc hại
(như bụi chì, kẽm, urani-thori, asbest…) qua đường hô hấp, đường tiêu hóa phát triển
mạnh.
1.4.4. Ảnh hưởng của thảm thực vật
Thảm thực vật rất phong phú và đa dạng về chủng loại. Trong những năm
gần đây do nạn chặt phá rừng làm nương, rẫy, đốt củi lấy than làm cho các vạt rừng
nguyên sinh chỉ còn rất ít ở những vùng núi cao, xa và địa hình hiểm trở. Các khu
mỏ, điểm khoáng sản độc hại có hệ thống rừng nguyên sinh ít, đa số là rừng tái sinh
và rừng mới trồng kèm theo sự phá rừng bừa bãi nên độ che phủ từ trung bình đến
nghèo. Khi mưa xuống do mức độ che phủ kém gây ra các hiện tượng phá hủy bào
mòn thân quặng mạnh mẽ hơn, các quá trình phong hóa cơ học và hóa học được
diễn ra nhanh hơn. Dưới tác dụng của các dòng chảy mang theo các nguyên tố
phóng xạ độc hại từ các mỏ khoáng phát tán ra môi trường xung quanh gây ô nhiễm
cho môi trường.
Ngoài ra, người dân sống trong vùng gần mỏ, điểm khoáng sản độc hại
thường xuyên chăn nuôi, trồng cây lương thực, thực phẩm ngay trên các vùng mỏ
khoáng sản độc hại. Điều này dẫn đến sự xâm nhập của các nguyên tố độc hại có
trong đất, nước vào lương thực, thực phẩm mà người dân sử dụng. Khi người dân