Tài liệu đánh giá hiện trạng ô nhiễm phóng xạ tại một số nhà máy chế biến quặng sa khoáng tỉnh bình thuận và đề xuất biện pháp quản lý thích hợp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN PHAN THỊ MỸ TRINH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM PHÓNG XẠ TẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN QUẶNG SA KHOÁNG TỈNH BÌNH THUẬN VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP QUẢN LÝ THÍCH HỢP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỊA CHẤT HỌC Mã ngành: 52440201 TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM PHÓNG XẠ TẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN QUẶNG SA KHOÁNG TỈNH BÌNH THUẬN VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP QUẢN LÝ THÍCH HỢP Sinh viên thực hiện: Phan Thị Mỹ Trinh MSSV: 0150100045 Khóa: 2012 – 2017 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trịnh Hồng Phương ThS. Nguyễn Thị Như Dung TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2016 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, ngoài sự nổ lực của bản thân, em đã nhận được nhiều sự quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy cô và các bạn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Quý thầy, cô của trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh nói chung và các thầy, cô trong Khoa Địa Chất và Khoáng Sản nói riêng, đã tân tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt khoảng thời gian học tập tại trường. Th.S Nguyễn Thị Như Dung đã nhiệt tình giúp đỡ em tìm hiểu các thông tin thực tế liên quan đồ án và cung cấp cho em các số liệu điều tra để em có thể hoàn thành đồ án. Th.S Trịnh Hồng Phương đã giúp đỡ, hướng dẫn em cách sử dụng các phần mềm sử dụng trong đồ án và giúp đỡ em hoàn thành đồ án. Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn trong lớp ĐH1 – ĐMT đã hỗ trợ, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án. Trong quá trình thực hiện báo cáo thực tập, do trình độ cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy, cô và các bạn để đồ án được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! i MỤC LỤC TÓM TẮT ................................................................................................................. 1 MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 2 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................... 2 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................. 3 3. NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...................................................... 3 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................... 4 TỔNG QUAN ..................................................................................... 5 1.1. CÁC KHÁI NIỆM CHÍNH ............................................................................. 5 1.1.1. Một số khái niệm quặng sa khoáng Titan – Zircon .................................. 5 1.1.2. Một số khái niệm về phóng xạ ................................................................. 6 1.2. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .............. 7 1.2.1. Nghiên cứu ngoài nước ............................................................................ 7 1.2.2. Nghiên cứu trong nước ............................................................................. 8 1.3. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................................................. 10 1.3.1. Điều kiện địa lý tự nhiên ........................................................................ 10 1.3.2. Điều kiện kinh tế xã hội và dân cư ......................................................... 12 1.4. ĐẶC ĐIỂM SA KHOÁNG TITAN – ZIRCON ........................................... 13 1.5. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ............................................................................ 14 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 16 2.1. PHƯƠNG PHÁP THU THẬP VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................... 16 2.2. PHƯƠNG PHÁP ĐO .................................................................................... 17 2.3. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC TẾ VÀ PHỎNG VẤN .................... 17 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ............................................................. 17 2.5. PHƯƠNG PHÁP SO SÁNH ......................................................................... 18 2.6. PHƯƠNG PHÁP BẢN ĐỒ ........................................................................... 19 2.6.1. Lập sơ đồ vị trí đo liều bức xạ tương đương Gamma và khí Radon ...... 19 2.6.2. Lập sơ đồ phân vùng cường độ phóng xạ Gamma ................................. 22 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................... 28 3.1. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM PHÓNG XẠ .................................. 28 3.1.1. Suất liều tương đương phóng xạ Gamma ............................................... 28 3.1.2. Hàm lượng khí Radon ............................................................................ 30 3.1.3. Cường độ phóng xạ ................................................................................ 33 3.2. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP QUẢN LÝ ATBX ................................................. 34 3.2.1. Biện pháp quản lý ................................................................................... 34 3.2.2. Biện pháp kỹ thuật .................................................................................. 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 37 KẾT LUẬN .......................................................................................................... 37 KIẾN NGHỊ.......................................................................................................... 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 39 ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ATBX An toàn bức xạ R Radon TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Th Thorium TNHH Trách nhiệm hữu hạn U Uranium iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần sa khoáng Titan - Zircon ......................................................... 5 Bảng 1.2 Tên và thành phần hóa học của Monazit .................................................... 5 Bảng 1.3 Các đồng vị chính của radon ....................................................................... 6 Bảng 1.4 Số lượng tiêu biểu và nồng độ phóng xạ phát sinh từ các sản phẩm và chất thải trong khai thác và chế biến Titan ........................................................................ 7 Bảng 1.5 Tình trạng ô nhiễm phóng xạ trong khai thác và chế biến tại một số cơ sở thuộc địa bàn tỉnh Hà Tĩnh và Bình Thuận. ............................................................... 9 Bảng 1.6 Một số thông tin về chế độ nhiệt huyện Hàm Thuận Nam ....................... 12 Bảng 1.7 Một số thông tin về lượng bốc hơi huyện Hàm Thuận Nam .................... 12 Bảng 1.8 Hàm lượng trung bình các thành phần trong cát quặng ............................ 13 Bảng 1.9 Kết quả phân tích hóa - quang phổ tinh quặng Ilmenit ............................. 13 Bảng 2.1 Giới hạn liều quy định với một số đối tượng theo TCVN 6561:1999 ...... 18 Bảng 2.2 Giới hạn liều quy định với một số đối tượng theo TCVN 6866:2001 ...... 19 Bảng 3.1 Tọa độ các vị trí quan trắc suất liều Gamma và hàm lượng Radon .......... 28 Bảng 3.2 Kết quả đo suất liều Gamma môi trường .................................................. 28 Bảng 3.3 Kết quả liều tương đương khí Radon ........................................................ 30 Bảng 3.4 Kết quả liều tương đương khí Radon ........................................................ 32 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực xã Tân Quý, huyện Hàm Thuận Nam,...................... 10 Hình 1.2 Sơ đồ chế biến Titan –Zircon .................................................................... 15 Hình 2.1Mở bảng dữ liệu excel và chỉnh sửa ........................................................... 19 Hình 2.2 Chức năng Classed post ............................................................................. 20 Hình 2.3 Sơ đồ suất liều Gamma trước khi chỉnh sửa.............................................. 20 Hình 2.4 Hộp thoại Object Manager và hộp thoại Classed Post .............................. 21 Hình 2.5 Hộp thoại Right Axis ................................................................................. 21 Hình 2.6 Bật tọa độ phải cho sơ đồ .......................................................................... 21 Hình 2.7 Thanh công cụ Draw ................................................................................. 22 Hình 2.8 Điều chỉnh khung sơ đồ ............................................................................. 22 Hình 2.9 Mở file phông phóng xạ ............................................................................ 23 Hình 2.10 Tạo file dữ liệu lưới ................................................................................. 23 Hình 2.11 Hộp thoại Gird Data ................................................................................ 24 Hình 2.12 Hộp thoại Spline Smooth......................................................................... 24 Hình 2.13. Sơ đồ trước và sau khi điều chỉnh mật độ lưới ....................................... 25 Hình 2.14 Điều chỉnh màu sắc cho các đường đẳng trị ............................................ 25 Hình 2.15 Điều chỉnh bản màu tự tạo....................................................................... 26 Hình 2.16 Chỉnh sửa Post Layer ............................................................................... 26 Hình 2.17 Sơ đồ quy trình thực hiện các phương pháp đồ án .................................. 27 Hình 3.1 Sơ đồ phân bố vị trí đo và suất liều chiếu phóng xạ Gamma độ cao 1,0 m .................................................................................................................................. 29 Hình 3.2 Sơ đồ phân bố vị trí đo và hàm lượng Radon ở độ cao 1,0 m ................... 31 Hình 3.3Phông nền Gamma trên google theo tuyến đo CT và T1A ........................ 33 Hình 3.4 Phông nền Gamma trên google theo tuyến đo CT2 và CT3 ..................... 34 v TÓM TẮT Hoạt động khai thác sa khoáng Titan – Zircon của tỉnh Bình Thuận đã diễn ra từ rất sớm và gây ra những ảnh hưởng về con người và môi trường nhất định. Hiện tại có rất nhiều đề tài nghiên cứu về vấn đề ô nhiễm môi trường trong hoạt động khai thác Titan – Zircon, nhưng chỉ dừng lại ở các môi trường đất, nước và không khí, riêng môi trường về ô nhiễm phóng xạ chưa có nhiều đề tài nghiên cứu. Một số đề tài nghiên cứu về môi ô nhiễm phóng xạ nhưng chỉ dừng lại ở khu vực khai thác, nơi tập trung quặng sa khoáng được tuyển thô chưa được tách riêng. Trong khi đó, khu vực chế biến là nơi mà các khoáng vật như Monazit, Zircon…những khoáng vật chính có thành phần phóng xạ được tách riêng và tập hợp thành đống lại chưa được quan tâm nghiên cứu. Vì vậy cần có nhiều hơn các đề tài nghiên cứu về tình hình ô nhiễm phóng xạ tại khu vực chế biến Titan – Zircon, và xa hơn nữa là quá trình chế biến này có ảnh hưởng đến con người cư trú xung quanh không. Do đó đề tài: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm phóng xạ tại một số nhà máy chế biến quặng sa khoáng và đề xuất biện pháp quản lý thích hợp” được thực hiện. Đề tài dựa vào nguồn số liệu đo đạc suất liều Gamma và hàm lượng khí Radon từ đề tài nghiên cứu khoa học: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm phóng xạ tại một số nhà máy chế biến quặng sa khoáng vùng ven biển nhằm đưa ra biện pháp quản lý thích hợp” do ThS. Nguyễn Thị Như Dung thực hiện. Số liệu đo đạc sẽ được xử lý, so sánh và đánh giá với TCVN 6866:2001 và TCVN 6561:1999. Kết quả của đồ án dựa trên các công tác: Đánh giá suất liều Gamma, đánh giá hàm lượng Radon tại 7 vị trí trong nhà máy, khu dân cư lân cận nhà máy và đánh giá cường độ phóng xạ Gamma, sau đó lập sơ đồ phân vùng phóng xạ khu vực nhà máy và khu dân cư lân cận. Từ việc đánh giá ô nhiễm phóng xạ và đặc điểm khu vực tỉnh Bình Thuận, đề xuất một số biện pháp đảm bảo ATBX trong chế biến sa khoáng Titan – Zircon đối với tỉnh Bình Thuận. 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Bình Thuận là tỉnh có trữ lượng sa khoáng Titan – Zircon lớn nhất Việt Nam, thậm chí lớn nhất Đông Nam Á.Tại đây, hoạt động khai thác và chế biến sa khoáng Titan – Zircon đã hình thành từ rất lâu, tính đến năm 2007 toàn tỉnh có đến 17 dự án được cấp phép khai thác, chế biến quặng Titan [13]. Trước đây, sa khoáng Titan - Zircon Bình Thuận được khai thác chủ yếu trong tầng cát xám, nhưng thời gian gần đây người ta còn phát hiện sa khoáng Titan - Zircon còn có chứa trong cả tầng cát đỏ của tỉnh này. (Đây là tầng cát có diện phân bố rộng nhất trong các phân vị Đệ Tứ vùng ven biển Bình Thuận). Trong khi đó, Titan được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế quan trọng, nhu cầu sử dụng không ngừng tăng và hiện tại chưa có kim loại thay thế. Điều này khiến cho ngành công nghiệp khai thác Titan tại Bình Thuận càng phát triển hơn [10]. Ngoài những lợi ích mà Titan mang lại về mặt kinh tế, nó còn có nhiều tác hại nghiêm trọng đến môi trường và cả sức khỏe con người. Quặng sa khoáng Titan không chỉ đơn thuần là cát đen vô hại mà bản thân nó còn chứa các khoáng vật có thành phần là các nguyên tố phóng xạ thuộc dãy Thorium và Uranium như: Monazit, Zircon. Tại các cồn cát, khi chưa bị tác động, phông phóng xạ tự nhiên luôn nằm trong giới hạn cho phép, không gây ảnh hưởng đến môi trường và con người vì lớp sa khoáng nằm sâu dưới mặt đất. Nhưng khi các hoạt động khai thác sa khoáng bắt đầu, các chất phóng xạ nằm sâu dưới lòng đất sẽ được giải phóng lên trên bề mặt, phát tán và có thể gây nhiễm phóng xạ, nguy hiểm đến sức khỏe con người. Sau khi khai thác, tuyển và làm giàu quặng bằng nước, quặng sẽ được tiếp tục đưa về nhà máy để tuyển tinh, phân loại ra các khoáng vật; trong đó, Monazit, Zircon được tách riêng và tập kết thành đống trước khi được vận chuyển đi tiêu thụ. Như vậy, mức độ phóng xạ trong nhà máy sẽ tăng cao gấp nhiều lần so với ngoài mỏ. Theo báo cáo mới đây của Sở Khoa học và Công nghệ Bình Thuận, suất liều Gamma đo được tại các khu vực khai thác nằm trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên, suất liều tại các bãi tập kết, bãi chứa sản phẩm và nhà máy chế biến sa khoáng, đặc biệt nơi để tinh quặng Monazit, Zircon có hàm lượng phóng xạ vượt mức phông tự nhiên nhiều lần [13]. 2 Để đảm bảo sự phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ sức khoẻ của người dân khu vực chế biến Titan; tất yếu phải đánh giá được mức độ ô nhiễm phóng xạ cho khu vực chế biến sa khoáng và đưa ra các giải pháp về kỹ thuật và quản lý để khắc phục sự ô nhiễm đó. Vì vậy đề tài: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm phóng xạ tại một số nhà máy chế biến quặng sa khoáng tỉnh Bình Thuận và đề xuất biện pháp quản lý thích hợp” được lựa chọn thực hiện để giải quyết nhu cầu cấp bách trên. Đề tài được dựa trên nguồn số liệu đo đạc từ đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm phóng xạ tại một số nhà máy chế biến quặng sa khoáng vùng ven biển nhằm đưa ra biện pháp quản lý thích hợp”. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Đánh giá hiện trạng suất liều bức xạ Gamma và liều tương đương khí Radon tại nhà máy tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon và khu vực lân cận nhà máy. - Đánh giá hiện trạng phông nền phóng xạ Gamma tại tại nhà máy tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon và khu vực lân cận nhà máy. Từ đó thành sơ đồ phông nền phóng xạ Gamma. - Đề xuất các giải pháp quản lý thích hợp trong quá trình tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon nhằm đảm báo ATBX tại nhà máy tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon và khu vực lân cận. 3. NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu - Thu thập, tổng hợp và đánh giá số liệu đo đạc hàm lượng Radon tại nhà máy tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon và khu vực lân cận nhà máy. - Thu thập, tổng hợp và đánh giá số liệu đo đạc bức xạ Gamma tại một số vị trí trong nhà máy tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon, khu vực lân cận nhà máy và lập sơ đồ phông nền phóng xạ Gamma. - Đề xuất một số giải pháp quản lý nhầm hạn chế tác hại của phóng xạ đối với môi trường và con người tại nhà máy tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon và khu vực lân cận nhà máy. 3 Phạm vi nghiên cứu Khu vực nghiên cứu: Nhà máy chế biến và khu vực lân cận nhà máy tuyển quặng Titan – Zircon của công ty TNHH thương mại Tân Quang Cường thuộc xã Thuận Quý, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận. Đối tượng nghiên cứu: suất liều Gamma, liều tương đương khí Radon và cường độ phóng xạ Gamma. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phương pháp được sử dụng trong đồ án tốt nghiệp bao gồm: + Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu; + Phương pháp đo + Phương pháp khảo sát thực tế; + Phương pháp xử lý số liệu; + Phương pháp so sánh; + Phương pháp bản đồ. 4 TỔNG QUAN 1.1. CÁC KHÁI NIỆM CHÍNH 1.1.1. Một số khái niệm quặng sa khoáng Titan – Zircon Sa khoáng Titan – Zircon: là tên chung để chỉ các tích tụ khoáng vật nặng có trong tầng cát gió và cát biển. Sa khoáng Titan – Zircon có thể khai thác, chế biến và sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Bảng 1.1 Thành phần sa khoáng Titan - Zircon Tên thành phần Cát thạch anh (SiO2) Khoáng vật nặng - Ilmenit (FeTiO2) - Zircon (ZrSiO2) - Rutil (TiO2) - Leucoxen (TiO2) - Anataz (TiO2) -Monazit Tỷ lệ 95 – 99% 1–5% (Nguồn:[6]) Monazit: là một tập hợp các khoáng bao gồm Monazit – (La), Monazit – (Ce), Monazit – (Nd) và Monazit – (Sm) và các tinh thể hỗn hợp của chúng. Các khoáng đất hiếm này thường thuộc về dạng khoáng phốt phát và có thành phần hóa học như sau: (Bảng 1.2) Bảng 1.2 Tên và thành phần hóa học của Monazit Tên Monazit – (La) Monazit – (Ce) Monazit – (Nd) Monazit – (Sm) Thành phần hóa học (La, Ce, Nd) [PO4] và LaPO4 (La, Ce, Nd, Th) [PO4] và CePO4 (La, Ce, Sm) [PO4] và NdPO4 (Sm, Gd, Ce, Th) [PO4] và SmPO4 (Nguồn:[6]) Do trong thành phần hóa học chứa một hàm lượng đáng kể Th và U với hoạt độ phóng xạ lên tới 250 kBq/Kg và lớn hơn gấp 100 lần so với các sa khoáng khác nên Monazit là nguyên nhân chủ yếu làm cho sa khoáng Titan – Zircon có hoạt tính phóng xạ cao. Chính sự rơi vãi của Monazit hoặc cát thải trong khâu tuyển thu hồi Monazit là nguồn gốc ô nhiễm phóng xạ trong quá trình chế biến sa khoáng. Monazit là một trong những quặng quan trong nhất để chiết tách ra các kim loại đất hiếm. 5 1.1.2. Một số khái niệm về phóng xạ - Hiện tượng phóng xạ: là hiện tượng biến đổi của các hạt nhân không ổn định thành hạt nhân ổn định. - Suất liều: là giá trị liều chiếu trong một đơn vị thời gian [19]. - Hàm lượng phóng xạ: là số phân rã trên đơn vị thời gian và trên đơn vị thể tích, được miêu tả nồng độ các chất phóng xạ trong không khí và trong chất lỏng (Bq/m3). - Tia gamma: là bức xạ điện từ được tạo ra từ hạt nhân của một nguyên tử. Bức xạ điện từ gồm các bó năng lượng còn gọi là các photon chúng được truyền dưới dạng sóng với tốc độ ánh sáng. Tia gamma không có khối lượng và điện tích, có bước sóng cực ngắn, năng lượng cao và có khả năng đâm xuyên rất lớn. Khi tia gamma bắt đầu đi vào vật chất, cường độ của nó cũng bắt đầu giảm. Trong quá trình xuyên vào vật chất, tia gamma va chạm với các nguyên tử. Các va chạm đó với tế bào của cơ thể sẽ làm tổn hại cho da và các mô ở bên trong. Các vật liệu đặc như chì, bê tông là tấm chắn lý tưởng đối với tia gamma. - Khí phóng xạ radon: Trong tự nhiên radon tồn tại chủ yếu 3 đồng vị (Bảng 1.3): Bảng 1.3 Các đồng vị chính của radon Tên đồng vị 222 Rn 220 Rn 219 Rn Tên thường gọi Thoron Action Sản phẩm của chuỗi phân rã 238U 232Th 325U Thời gian sống 5,508 ngày 80,06 giây 3,96 giây Chu kì bán rã 3,825 (ngày) 55,6 (giây) 3,96 (giây) (Nguồn:[3]) Ngoài ra, còn có ít nhất là 18 đồng vị Rn có số nguyên tử lượng nằm trong khoảng 202 đến 226 được tạo ra bằng các phản ứng hạt nhân khác nhau. Do chu kỳ bán rã ngắn cỡ giây nên các đồng vị 220Rn, 219Rn ít được quan tâm, mà người ta chỉ đặc biệt quan tâm đến 222Rn, có thời gian sống dài. 222Rn là khí trơ không mùi, không màu, không vị, có khối lượng nguyên tử 222, mật độ ở 2730K là 9,73 g/l, nhiệt độ sôi -620C. Khí radon có hầu hết khắp nơi trong vỏ trái đất được thoát từ đất đá đi vào không khí bằng con đường khuếch tán và đối lưu. Đây là loại khí được các nhà khoa học cho rằng rất độc hại đối với con người. Mối nguy hiểm chính của bức xạ lên sức 6 khoẻ là do sự chiếu trong của các nuclid phóng xạ trong quá trình hít thở và ăn uống; 222 Rn thường di cư từ môi trường địa chất vào trong nhà và tích tụ ở đó. Việc hít thở radon và các sản phẩm con cháu của nó được xem là nguyên nhân thứ hai dẫn đến ung thư phổi sau hút thuốc lá. 1.2. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.2.1. Nghiên cứu ngoài nước Môi trường phóng xạ tự nhiên là một vấn đề rất nhạy cảm hiện đang được thế giới quan tâm quản lý. Phóng xạ tự nhiên bản thân nó đã tồn tại từ khi trái đất được hình thành và nằm ngoài ý muốn của con người. Ở các nước phát triển như Mỹ, Úc, Canada, Nhật Bản... việc nghiên cứu phông phóng xạ tự nhiên đã được tiến hành từ lâu và được theo dõi, cập nhật thường xuyên. Nhiều nước đã thành lập các bản đồ phông phóng xạ tự nhiên đến tỷ lệ 1:50.000, thậm chí có nơi đến tỷ lệ 1:25.000. Ở Mỹ, ngoài việc xây dựng bản đồ phông phóng xạ tự nhiên, từ những năm 1990 đã thành lập bản đồ về hàm lượng Radon trong nhà cho toàn thể các bang. Ở Úc Các nhà khoa học còn nghiên cứu tỉ lệ phóng xạ trung bình phát ra từ các ngành công nghiệp khai thác mỏ, trong đó có ngành khai thác Titan. Nghiên cứu đã tính toán sơ bộ với một khối lượng sản phẩm và chất thải nhất định từ ngành công nghiệp titan từ giai đoạn khai thác đến giai đoạn chế biến sâu sẽ sinh ra lượng phóng xạ là bao nhiêu. Nồng độ phóng xạ phát ra được trình bày như Bảng 1.4. Bảng 1.4 Số lượng tiêu biểu và nồng độ phóng xạ phát sinh từ các sản phẩm và chất thải trong khai thác và chế biến Titan Giai đoạn hoạt động Khai thác và tuyển quặng sơ cấp Nhà máy chế biến (thứ cấp) Sản phẩm và chất thải Quặng KVN tập trung Cát thải Ilmenit Leucoxene Rutil Monazit tinh Khối lượng (Kt/n) 500 6000 300 10 30 10 Th (Bq/kg) U (Bq/kg) 20 – 280 30 – 120 300 - 3000 <100 - 800 <200 <100 200 – 2000 <100 – 400 300 – 3000 200 – 600 <200 – 1400 <100 – 300 40000 – 6000 – 30000 250000 7 Giai đoạn hoạt động Nhà máy chế biến Rutil tổng hợp Sản phẩm và chất thải Chất thải Rutil tổng hợp Sắt oxit và chất rắn trơ khác Khối lượng (Kt/n) 70 210 Th (Bq/kg) U (Bq/kg) 800 – 24000 <200 – 1500 100 – 12000 <100 – 300 120 <400 <300 (Nguồn:[1]) Ở Ấn Độ Nghiên cứu của nhóm tác giả thuộc trung tâm Nghiên cứu Nguyên tử Bhabha. Nhóm nghiên cứu tiến hành đo 2 nguyên tố phóng xạ là 232Th và 228Ra có trong thành phần của Ilmenit, các sản phẩm có chứa nó. Sau đó, dựa vào kết quả đo đánh giá về các vấn đề bức xạ có liên quan trong các nhà máy sản xuất khoáng và Titan dioxit ở Ấn Độ. Kết quả, nghiên cứu đã ước tính liều chiếu ngoài trung bình tạo ra bởi tia Gamma lên đến 1mSv/năm và lượng Radon hít vào là 0,7 mSv/năm cho những người lao động làm các công việc liên quan đến phóng xạ tự nhiên trong công nghiệp [2]. 1.2.2. Nghiên cứu trong nước Hiện nay, vấn đề ô nhiễm phóng xạ do khai thác sa khoáng Titan – Zircon ngày càng được quan tâm, bằng chứng là ngày càng có nhiều đề tài, báo cáo, công trình nghiên cứu xoay quanh vấn đề hạn chế ô nhiễm phóng xạ do khai thác Titan – Zircon như: Đề tài khoa học công nghệ “Khảo sát, đánh giá và đề xuất biện pháp quản lý môi trường phóng xạ ven biển tỉnh Bình Thuận” đề tài do Viện Công nghệ xạ hiếm Hà Nội thực hiện từ 2006 – 2009. Đề tài không chỉ trình bày vắn tắt về công nghệ khai thác, chế biến sa khoáng Titan – Zircon được sử dụng tại tỉnh Bình Thuận, nêu ra các dạng thải chủ yếu từ 2 quá trình khai thác và chế biến, mà còn đề xuất các biện pháp quản lý và kỹ thuật chủ yếu cho các cơ sở khai thác, chế biến, cơ quan quản lý nhầm đảm bảo ATBX cho cán bộ, công nhân và dân cư quanh khu vực khai thác, chế biến sa khoáng [6]. Đề tài: “Quản lý an toàn bức xạ và các yêu cầu thực hiện quy định pháp luật về an toàn bức xạ hạt nhân khi thăm dò, khai thác, chế biến Titan” của thạc sĩ Lại Tiến Thịnh (Cục An toàn bức xạ và hạt nhân – Bộ Khoa học và Công nghệ) thực hiện. Đề tài đã đề xuất một số biện pháp để đảm bảo ATBX, ngoài ra tác giả còn đã nêu 8 lên tình trạng ô nhiễm phóng xạ trong khai thác và chế biện tại một số cơ sở thuộc địa bàn tỉnh Hà Tĩnh và Bình Thuận (được trình bày trong bảng 1.5). Bảng 1.5 Tình trạng ô nhiễm phóng xạ trong khai thác và chế biến tại một số cơ sở thuộc địa bàn tỉnh Hà Tĩnh và Bình Thuận. Khu vực khai thác Suất liều gamma (Sv/h) Cẩm Hòa Kỳ Anh Đề Gi Sơn Mỹ Tân Thành Hòa Thắng 0,02 – 0,44 0,03 – 1,47 0,03 – 1,52 0,02 – 0,36 0,02 – 1,13 0,02 - 0,60 Suất liều Khu vực chế biến gamma (Sv/h) Cẩm Xuyên Kỳ Khang Đề Gi Sơn Mỹ La Gi Hòa Thắng 0,07 – 25,49 0,20 – 5,66 0,06 – 5,87 0,03 – 3,72 0,07 – 12,35 0,03 – 4,40 TCVN 6561:1999 Giới hạn suất liều (µSv/h) 10 10 10 10 10 10 (Nguồn:[6]) Dựa vào số liệu đo đạc được trình bày ở bảng 1.5, cho thấy dãi suất liều bức xạ gamma tại khu vực khai thác tương đối thấp so với khu vực chế biến. Một đặc điểm rõ nét trong các khu vực khai thác và chế biến quặng sa khoáng là mức suất liều bức xạ gamma không đồng đều. Bên cạnh đó, theo kết quả khảo sát của các chuyên gia thuộc khoa Y học lao động Viện Pasteur Nha Trang, cường độ phát xạ tại bề mặt chất thải Monazite (thường đổ thành đống lộ thiên tại những cơ sở sàng tuyển cát đen) cao gấp hàng chục lần, thậm chí gấp hàng trăm lần so với mức cho phép đối với khu vực dân cư. Mỗi khi có gió, bụi Monazite phát tán rộng ra môi trường, dần dần thấm vào đất, hòa lẫn vào các nguồn nước, ruộng đồng... Ở nhiều cơ sở khai thác, chế biến titan, người lao động không có phương tiện bảo hộ an toàn phóng xạ, tiếp xúc với Monazite như với cát bình thường [4]. Kết luận: Từ kết quả của các đề tài trên, có thể thấy việc khai thác sa khoáng Titan – Zircon khu vực ven biển đã và đang mang đến những tác hại tiềm tàn đến với môi trường và sức khỏe; không chỉ của cán bộ, công nhân viên trực tiếp tham gia hoạt động khai thác, chế biến quặng mà còn có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân khu vực lân cận. Nhưng hiện tại, các nghiên cứu chỉ tập trung nghiên cứu về hàm lượng phóng xạ của hoạt động khai thác sa khoáng này tại khu vực khai thác, trong khi khu vực chế biến là nơi tập kết lượng sa khoáng có chứa hàm lượng Monazit rất 9 lớn lại chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều. Vì vậy, hạn chế sự ảnh hưởng của phóng xạ đối với môi trường và sức khỏe con người quanh khu vực chế biến sa khoáng Titan – Zircon cần có nghiên cứu đánh giá sự ô nhiễm phóng xạ tại đây và từ đó đề xuất các biện pháp thích hợp giảm thiểu sự ô nhiễm phóng xạ. 1.3. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.3.1. Điều kiện địa lý tự nhiên 1.3.1.1. Vị trí địa lý Vị trí khu vực nhà máy tuyển quặng sa khoáng Titan – Zircon thuộc xã Thuận Quý, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận. Sơ đồ vị trí khu vực xã Thuận Quý được trình bày như Hình 1.1. Hình 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực xã Tân Quý, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận Xã Thuận Quý có ranh giới xã giáp với: + Phía Đông: Giáp với Biển Đông; + Phía Tây: Giáp với xã Tân Thuận, huyện Hàm Thuận Nam; + Phía Nam: Giáp với xã Tân Thành, huyện Hàm Thuận Nam; 10 + Phía Bắc và Tây Bắc: Giáp với xã Hàm Kiệm, huyện Hàm Thuận Nam; + Phía Đông Bắc: Giáp với xã Tiến Thành, thuộc thành phố Phan Thiết. 1.3.1.2. Địa hình, địa mạo Địa hình xã nhìn chung không bằng phẳng, khu vực nghiên cứu có địa hình gò đồi cát nằm trên đồng bằng ven biển, thấp dần theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Độ cao dao động từ 10 đến 90m. Trên bề mặt địa hình chủ yếu là đất trống và cây cỏ lá gai sắc nhọn bò sát mặt đất, số ít là cây bụi mọc thưa thớt [15]. 1.3.1.3. Mạng lưới thủy văn Sông suối trong khu vực nghiên cứu kém phát triển. Quanh khu vực nghiên cứu chỉ có suối Nhum nằm gần. Suối Nhum chảy theo hướng từ Tây sang Đông và cuối cùng đổ ra biển Đông. Mức nước của suối thay đổi theo mùa, sâu nhất khoảng 0,5m vào mùa mưa và vào mùa khô thì mực nước đo từ đáy lên chỉ còn 0,2m [15]. 1.3.1.4. Đặc điểm khí hậu Là xã thuộc huyện ven biển, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhưng chế độ khí hậu của huyện mang nét đặc trưng của khí hậu bán khô hạn của vùng cực Nam Trung Bộ, nhiều nắng, gió và không có mùa đông. Lượng mưa trung bình năm vào khoảng 1.070 mm, song phân bố không đồng đều giữa các tháng trong năm. Khí hậu được chia làm 2 mùa rõ rệt là: - Mùa mưa: Kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa chiếm trên 90% tổng lượng mưa của cả năm. - Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa nhỏ, chỉ chiếm dưới 10% tổng tượng mưa của cả năm [5]. Nhận xét: Điều này đã gây rất nhiều khó khăn trong việc cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp cũng như đời sống sinh hoạt của dân cư trong khu vực. Nhiệt độ của huyện nhìn chung tương đối cao, trung bình năm vào khoảng 26,70C. 11 Bảng 1.6 Một số thông tin về chế độ nhiệt huyện Hàm Thuận Nam Nhiệt độ trung bình năm 0C 26,7 0C Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 28,2 0C Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất 24,7 0C (Nguồn:[5]) Chế độ gió: Huyện Hàm Thuận Nam chịu ảnh hưởng của 2 hướng gió chính đó là: - Gió Tây Nam: thổi từ tháng 5 đến tháng 10. - Gió Đông Bắc: Thổi từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Độ ẩm trung bình của huyện Hàm Thuận Nam là 80%. Độ ẩm cao nhất ghi nhận được là 85% vào tháng 9 và thấp nhất vào tháng 1 và tháng 12 với độ ẩm 75% [6]. Một số thông tin về lượng bốc hơi của huyện được trình bày trong Bảng 1.7 Bảng 1.7 Một số thông tin về lượng bốc hơi huyện Hàm Thuận Nam Lượng bốc hơi trung bình năm 1345mm Tháng có lượng bốc hơi cao nhất Tháng 3 (139mm) Tháng có lượng bốc hơi thấp nhất Tháng 9 và 10 (85mm) (Nguồn:[5]) Kết luận: Với địa hình gò đồi cát, địa mạo không có cây che phủ nhiều thêm vào đó là khí hậu nắng nóng, nhiệt độ cao, khiến cho khu vực nhà máy dễ bị phát tán các chất ô nhiễm trong không khí. 1.3.2. Điều kiện kinh tế xã hội và dân cư 1.3.2.1. Dân cư Dân cư trong xã hầu hết là người Kinh, số ít là người Chăm và người Hoa. Dân cư tập trung đông đúc ven các tuyến đường. Thuận Quý là một trong 2 xã có mật độ dân số thấp nhất huyện với 58 người/km2 (thống kê 2010). Dân cư sinh sống với nhiều ngành nghề đa dạng: công, nông, ngư nghiệp và buôn bán. Ngoài ra, Thuận Quý được biết đến là một địa điểm du lịch hoang sơ khiến cho ngành du lịch ở đây đang phát triển từng ngày. 1.3.2.2. Y tế Công tác chăm sóc sức khỏe cho người dân được xã chú trọng, hiện tại rên địa bàn xã có 1 trạm y tế, để đáp ứng nhu cầu khám và chữa bệnh cho nhân dân trong xã. 12 1.3.2.3. Văn hóa, giáo dục Hầu hết các hộ gia đình đều trang bị các phương tiện truyền thông, để nắm bặt kịp thời các thông tin báo đài cung cấp. Giáo dục được chính quyền xã quan tâm, chú trọng. Hiện tại trong xã đã có đầy đủ các trường học cấp cơ sở từ mầm non đến trung học cơ sở. Thu hút ngày càng nhiều nhân dân trong xã đưa con em đến học tập [6]. 1.3.2.4. Giao thông Khu vực nhà máy có hệ thống giao thông khá thuận lợi, với đường bộ là quốc lộ 1A giúp giao thương với các tỉnh trong nước. Ngoài ra, còn có tỉnh lộ DT719 mới được tỉnh đầu tư xây dựng và đi vào hoạt động. Các tuyến đường để duy chuyển đến nhà máy đã được nâng cấp lên đường nhựa khá thuận tiện cho việc đi lại. Khu vực thăm dò nằm gần khu vực cảng Kê Gà của huyện, rất thuận lợi cho việc vận chuyển sản phẩm bằng đường thủy. Kết luận: Xã có vị trí thuận lợi để phát triển kinh tế, đang được tỉnh đầu tư và phát triển trên nhiều phương diện. Đời sống và dân trí người dân ngày càng nâng cao, Đây là khu vực có khí hậu nhiệt đới, khô nóng, nhiều nắng gió, ít mưa nên rất dễ lan truyền các chất ô nhiễm theo gió. 1.4. ĐẶC ĐIỂM SA KHOÁNG TITAN – ZIRCON Thành phần của cát quặng bao gồm: Cát thạch anh hạt nhỏ đến trung lẫn hạt lớn màu đen chứa Ilmenit – Zircon và một số khoáng vật có ích khác. Hàm lượng trung bình của cát quặng được trình bày như Bảng 1.8 dưới đây: Bảng 1.8 Hàm lượng trung bình các thành phần trong cát quặng Thành phần Hàm lượng Ilmenit 6,0 ÷ 21,1 kg/m3 Zircon 0,8 ÷ 3,28 kg/m3 Rutin 0,22 ÷ 2.5 kg/m3 (Nguồn:[8]) Kết quả phân tích hóa – quang phổ cho thấy, trong tinh quặng Ilmenit cũng có chứa một lượng Urani và Thorium. Bảng 1.9 Kết quả phân tích hóa - quang phổ tinh quặng Ilmenit TiO2 =50,36 ÷ 50,64% Al2O3 = 0,85 ÷ 1,28% Fe2O3 = 21,42 ÷ 22,53% MnO = 1,22 ÷ 1,32 SiO2 = 2,48 ÷ 2,69% Al2O3 = 0,85 ÷ 1,28% FeO = 20,23 ÷ 21,40% MgO = 1,44 ÷ 0,67% 13