Nghiên cứu phông phóng xạ trong nước ngầm tại một số vùng Nnam bộ Việt Nam - NCS. Phan Long Hồ

Tên đề tài luận án: Nghiên cứu phông phóng xạ trong nước ngầm tại một số vùng Nnam bộ Việt Nam
Ngành: Vật lý nguyên tử và Hạt nhân
Mã số ngành: Vật lý nguyên tử và Hạt nhân
Họ tên nghiên cứu sinh: Phan Long Hồ
Khóa đào tạo: K27/2017
Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Châu Văn Tạo, 2. PGS. TS. Trần Thiện Thanh
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG.HCM
1. Tóm tắt nội dung luận án:
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Luận án là một nghiên cứu mô tả về mức phông phóng xạ tổng alpha, tổng beta, Ra-224, Ra-226 và Ra-228 trong nước ngầm và nước có nguồn gốc từ nước ngầm tại vùng Nam Bộ Việt Nam. Nội dung chính của luận án được trình bày trong ba chương chưa bao gồm phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục.
Thiết bị và phương pháp thực nghiệm: Nồng độ tổng alpha, tổng beta trong mẫu nước ngầm trước xử lý và nước ngầm sau xử lý được xác định đồng thời bằng phương pháp lắng đọng nguồn mỏng trên thiết bị buồng đếm tỷ lệ dòng khí luân chuyển (kiểu WPC-1050, của hãng Protean Instruments Corporation). Trong khi đó nồng độ phóng xạ của các đồng vị Ra-224, Ra-226 và Ra-228 được xác định bằng hệ phổ kế gamma phông thấp HPGe (kiểu GEM50P4-83, của hãng Ortec) kết hợp kỹ thuật xử lý mẫu đồng kết tủa dạng Pb(Ra)SO4. Ngoài ra, nồng độ các chất hóa học khác trong mẫu nước ngầm và nước sinh hoạt cũng được kiểm nghiệm tại phòng thí nghiệm của Viện Y tế Công cộng Thành phố Hồ Chí Minh.
Kết quả và kết luận: Trước hết, các thông số của việc chuẩn hóa phương pháp phân tích định lượng phóng xạ mà luận án thực hiện đều đáp ứng yêu cầu theo hướng dẫn của phòng thí nghiệm về phóng xạ. Thứ hai, kết quả cho thấy có 17,6% (n = 108) mẫu nước ngầm ở vùng Nam Bộ Việt Nam có nồng độ tổng alpha vượt ngưỡng quy định theo QCVN09-MT/2015/BTNMT. Ra-226 đóng góp từ 23% đến 60% vào nồng độ tổng alpha trong mẫu nước ngầm (n = 12; r = 0,91; p < 0,001). Liều hiệu dụng hàng năm nhóm tuổi sơ sinh nếu uống một số mẫu nước ngầm chưa qua xử lý sẽ vượt từ 1,1 đến 1,5 lần so với khuyến cáo của WHO. Tỷ số đồng vị phóng xạ Ra-226/Ra-228 có giá trị từ 0,49 đến 1,06. Trong khi đó, tỷ số Ra-224/Ra-228 trung bình là 1,03 ± 0,31. Tuy nhiên một số mẫu nước ngầm có sự mất cân bằng giữa Ra-224 và Ra-228 (Ra-224/Ra-228 = 0,41 – 0,67). Nồng độ SO42- và Ra-228 trong một số mẫu nước giếng khoan tại các hộ gia đình sống dọc theo hạ nguồn sông Mê Kông có mối liên quan rất mạnh (r = 0,75; p < 0,01), điều đó cho thấy mẫu nước ngầm là loại nước giàu anoxic. Thứ ba, kết quả phân tích thống kê đa biến chỉ ra có sự khác biệt nồng độ các chất có trong ba loại nước là nước mặt, nước ngầm và nước thành phẩm. Kết quả phân tích thống kê đa biến kết hợp với phân tích tỷ số nồng độ các đồng vị phóng xạ giữa mẫu nước trước xử lý với mẫu sau xử lý cho thấy hệ thống xử lý nước tại trạm cấp nước huyện Long Phú xử lý hiệu quả một số đồng vị phóng xạ như: tổng alpha, tổng beta, Ra-224, Ra-226, Ra-228. Cuối cùng kết quả phân tích hệ số tương quan Pearson giữa nồng độ tổng alpha và tổng beta trong nước ngầm trước và sau xử lý thu thập tại vùng Tây Nam Bộ và Đông Nam Bộ đều lớn hơn 0,61 (n = 56; p < 0,05), điều đó suy ra rằng nồng độ phóng xạ trong mẫu nước ngầm là do sự đóng góp của các đồng vị thuộc chuỗi uranium và thorium.
2. Những kết quả mới của luận án:
Trong luận án này, một số kết quả mới được tóm tắt như sau:
Nồng độ phóng xạ như tổng alpha, tổng beta, Ra-224, Ra-226, Ra-228 trong nước ngầm và nước sinh hoạt có nguồn gốc từ nước ngầm ở vùng Nam Bộ Việt Nam đã được khảo sát và đánh giá.
Kỹ thuật phân tích thống kê, trong đó thống kê đa biến đánh giá mối liên quan giữa ô nhiễm phóng xạ và các yếu tố ô nhiễm khác trong mẫu nước, đã dự đoán được bản chất nguồn nước và cả việc đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước.
Nước uống có nguồn gốc từ nước ngầm tại một số giếng khoan ở vùng Nam Bộ Việt Nam có mức liều hiệu dụng hằng năm gây nên bởi các đồng vị phóng xạ tự nhiên vượt mức khuyến cáo của Tổ chức Y tế thế giới. Trong đó, mô hình ước tính liều hiệu dụng hằng năm thông qua nồng độ tổng alpha và tổng beta có thể xem là một phương pháp mới cho thấy ít tốn kém chi phí và có hiệu quả cao trong việc đánh giá nguy cơ nhằm phòng ngừa rủi ro cho cộng đồng dân cư.
Kỹ thuật phân tích tỷ số đồng vị phóng xạ tự nhiên trong mẫu nước như Ra-226/Ra-228 và Ra-224/Ra-228 có thể dự đoán được bản chất, nguồn gốc của mẫu nước tại hạ nguồn sông Mê Kông. Nó cũng cho thấy kỹ thuật này có thể bổ sung cho kỹ thuật phân tích đồng vị bền trong lĩnh vực nghiên cứu thủy văn.
3. Các ứng dụng/ khả năng ứng dụng trong thực tiễn hay những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu
Những kết quả của luận án có thể áp dụng tại Phòng thí nghiệm thuộc Viện Y tế Công cộng Thành phố Hồ Chí Minh, các Viện thuộc hệ thống y tế dự phòng của Việt Nam, các Trung tâm Kiểm soát bệnh tật và các trạm cấp nước trong việc kiểm tra đánh giá chất lượng nước sinh hoạt về mặt an toàn bức xạ nhằm ngăn ngừa rủi ro đối với cộng đồng dân cư. Mặt khác, kỹ thuật phân tích tỷ số đồng vị phóng xạ tự nhiên có thể áp dụng trong lĩnh vực nghiên cứu thủy văn tại Việt Nam.
Tuy vậy, luận án còn những hạn chế, thiếu sót cần mở rộng nghiên cứu và kiểm chứng thêm như: Hoàn thiện kỹ thuật làm giàu mẫu trong quá trình xử lý mẫu bằng cách thêm vào đồng vị đánh dấu như Ba-133 để hiệu chỉnh chính xác hiệu suất làm giàu mẫu nhằm tăng độ chính xác khi định lượng đồng vị radium trong mẫu; Cần mở rộng và áp dụng phương pháp phân tích tỷ số đồng vị phóng xạ tự nhiên trong nghiên cứu thủy văn tại những vùng khác nhau để kiểm chứng và hoàn thiện phương pháp; Cần hoàn thiện phương pháp phân tích các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong mẫu nước như U-238, Th-232, Pb-210, Po-210, K-40 và mở rộng vùng nghiên cứu để xây dựng bản đồ phông phóng xạ trong ngầm và các loại nước khác tại Việt Nam. Hơn nữa, cần phân tích đồng thời nồng độ phóng xạ và các chất hóa học trong mẫu nước trong lập bản đồ quy hoạch chất lượng tài nguyên nước tại Việt Nam. Bên cạnh đó, áp dụng các phương pháp thống kê để đánh giá, dự đoán bản chất, nguồn gốc của nước hay đánh giá hiệu quả của các hệ thống xử lý nước đang áp dụng tại Việt Nam.