Đánh giá ảnh hưởng của bức xạ radon tới hoạt động nhân sinh ở huyện đồng văn, tỉnh hà giang

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

BÙI THỊ THANH LOAN

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG BỨC XẠ RADON
TỚI HOẠT ĐỘNG NHÂN SINH
Ở HUYỆN ĐỒNG VĂN, TỈNH HÀ GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2017


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

BÙI THỊ THANH LOAN
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG BỨC XẠ RADON
TỚI HOẠT ĐỘNG NHÂN SINH
Ở HUYỆN ĐỒNG VĂN, TỈNH HÀ GIANG
Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trƣờng
Mã số: 60850101
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG
Chủ tịch hội đồng chấm luận văn

Ngƣời hƣớng dẫn

thạc sĩ khoa học

khoa học

GS.TS. Trƣơng Quang Hải

Ts. Nguyễn Thùy Dƣơng

Hà Nội, 2017


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các Thầy,
Cô, và đặc biệt là TS. Nguyễn Thùy Dương, người hướng dẫn khoa học đã
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn và nhóm nghiên cứu của
cô.
Tôi cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ của Khoa Địa lý, Ban giám hiệu
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội trong suốt
quá trình học tập tại trường.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và các bạn học
viên khóa 2014-2016 đã tận tình trao đổi, đóng góp và động viên tôi rất nhiều
để giúp đỡ tôi hoàn thành được luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Tác giả

Bùi Thị Thanh Loan


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Chuỗi phân rã phóng xạ của 238U .................................................... 9

Hình 1.2: Chuỗi phân rã phóng xạ của 232Th.................................................. 10
Hình 1.3: Quá trình di chuyển của radon trong đất đá .................................. 12
Hình 1.4: Các nguồn phóng xạ ....................................................................... 14
Hình 1.5: Nguy cơ mắc phải ung thư phổi khi hít phải khí Radon ................. 16
Hình 1.6: Thiết bị di động đo hiện trường quang phổ α Sarad RTM 2200 ... 22
Hình 2.1: Sơ đồ hành chính huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang ....................... 25
Hình 2.2: Biểu đồ nhiệt độ và lượng mưa trung bình theo tháng của huyện
Đồng Văn (trạm Phó Bảng) ............................................................................ 35
Hinh 2.3: Thung lũng ở thôn Mỏ Lộng (trái) và Thải Phìn Tủng (phải) nơi
người dân canh tác nông nghiệp ..................................................................... 41
Hình 3.1: Nhà trình tường ở cũ (phải) và mới (trái) ở xã Sủng Là ................ 43
Hình 3.2: Sơ đồ vị trí các điểm đo khí radon ở huyện Đồng Văn, Tỉnh Hà
Giang ............................................................................................................... 44
Hình 3.3: Hố sụt trước cửa hang Ma Lé S3 (trái) và trong thung lũng thuộc
thôn Mỏ Lộng S5 (phải) .................................................................................. 47
Hình 3.4: Nồng độ khí phóng xạ radon trong môi trường trong nhà ............. 51
Hình 3.5: Nồng độ khí phóng xạ radon trong môi trường ngoài trời ............ 52


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các mức nồng độ khí 222Rn tự nhiên trung bình năm trong nhà .... 19
Bảng 2.1: Độ ẩm và lượng nước bốc hơi đo tại trạm Phó Bảng .................... 35
Bảng 3.1: Nồng độ 222Rn và 220Rn ở nhóm nhà hiện đại ................................. 44
Bảng 3.2: Nồng độ 222Rn và 220Rn ở nhóm nhà truyền thống ......................... 46
Bảng 3.3: Nồng độ 222Rn và 220Rn ở các hố sụt............................................... 48
Bảng 3.4: Nồng độ radon (222Rn và 220Rn) và CO2 và các thông số tương ứng
trong không khí trong hang và ngoài hang ..................................................... 49


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 5
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu radon trong và ngoài nƣớc ..................... 5
1.1.1. Trên thế giới ............................................................................................ 5
1.1.2. Ở Việt Nam ............................................................................................. 6
1.2. Cơ sở lý thuyết ........................................................................................... 8
1.2.1. Khái niệm, tính chất và các sản phẩm phân rã tƣơng ứng của radon ..... 8
1.2.2. Nguồn gốc ............................................................................................... 8
1.2.3. Sự hiện diện của radon trong môi trƣờng ............................................. 11
1.2.4. Những ảnh hƣởng của radon ................................................................. 13
1.2.5. Các tiêu chuẩn về an toàn bức xạ radon trên thế giới và ở Việt Nam .. 16
1.2.6. Biện pháp kiểm soát, cảnh báo và giảm thiểu nồng độ radon .............. 20
1.3. Phƣơng pháp và quan điểm nghiên cứu ................................................... 21
1.3.1. Hệ phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................. 21
1.3.2. Quan điểm nghiên cứu .......................................................................... 23
CHƢƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 24
2.1. Điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên .......................................... 24
2.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 24
2.2.2. Tài nguyên thiên nhiên .......................................................................... 37
2.2. Điều kiện kinh tế xã hội ........................................................................... 38
2.2.1. Dân cƣ ................................................................................................... 38


2.2.2. Đặc điểm kinh tế ................................................................................... 39
2.2.3. Văn hóa ................................................................................................. 40
CHƢƠNG 3: NỒNG ĐỘ RADON VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ
TỚI HOẠT ĐỘNG NHÂN SINH Ở HUYỆN ĐỒNG VĂN, TỈNH HÀ
GIANG ............................................................................................................ 43
3.1. Đặc điểm nồng độ radon .......................................................................... 43

3.1.1. Môi trƣờng trong nhà ............................................................................ 43
3.1.2. Môi trƣờng làm việc ngoài trời ............................................................. 47
3.1.3. Môi trƣờng làm việc kín (hang động) ................................................... 49
3.2. Đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ radon tới hoạt động nhân sinh ........... 50
3.3. Khuyến nghị các biện pháp giảm thiểu ảnh hƣởng xấu của bức xạ radon
tới hoạt động nhân sinh ................................................................................... 53
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................................. 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 57


MỞ ĐẦU
Các hợp phần phóng xạ có mặt ở mọi nơi (trong đất, nƣớc, không khí,
nƣớc uống, thức ăn, vật liệu xây dựng…) trong môi trƣờng sống của con
ngƣời. Chúng gây ra cho con ngƣời một liều chiếu bức xạ nhất định ở cả bên
trong lẫn bên ngoài cơ thể. Một trong các liều chiếu bức xạ tự nhiên có ảnh
hƣởng lớn lên con ngƣời phải kể đến là radon và các sản phẩm phân rã.
Khí radon là một chất khí phóng xạ tự nhiên, không màu, không mùi,
không vị. Đây là loại khí đƣợc các tổ chức quốc tế nhƣ: Trung tâm kiểm soát
dịch bệnh (The Centers for Disease Control), Hiệp hội phổi Hoa Kỳ (The
American Lung Association) xếp vào danh mục chất gây ung thƣ và có ảnh
hƣởng lớn tới sức khỏe con ngƣời.
Mối nguy hiểm chính của bức xạ radon đối với sức khỏe con ngƣời là
do sự chiếu trong của các phóng xạ alpha khi radon xâm nhập vào cơ thể từ
quá trình hít thở và ăn uống [8]. Radon và các sản phẩm phân rã tƣơng ứng
đƣợc xem là nguyên nhân thứ hai dẫn đến ƣng thƣ phổi sau hút thuốc lá.
Radon cũng đƣợc xác định là liên quan đến nhiều ca tử vong do ung thƣ phổi
và nghi ngờ ở một số loại ung thƣ khác nhƣ: bệnh bạch cầu, u ác tính, ung
thƣ thận và một số bệnh ung thƣ của trẻ em. Các nghiên cứu về dịch tễ học
cho thấy radon có thể xâm nhập vào cơ thể ngƣời , hòa trong tế bào mỡ và
máu nhƣ cách mà oxy đi vào máu; kết quả là tích lũy trong tế bào mỡ của tủy

xƣơng; hay nói một cách khác, radon đi vào cơ thể ngƣời nhƣ việc cây hấp
thu ánh sáng mặt trời – một cách lặng lẽ và để lại những hậu quả khó lƣờng.
Trong số các bệnh ung thƣ, ung thƣ phổi là đƣợc xem là bệnh nguy hiểm nhất.
Nguy hiểm là vì số trƣờng hợp tử vong do bệnh này gây ra thuộc vào hàng
cao nhất so với các bệnh ung thƣ khác.
Khí radon có mặt ở mọi nơi trong lớp vỏ Trái Đất, thoát lên từ đất đá và
khuếch tán vào trong không khí. Trong môi trƣờng không khí nói chung, nồng

1


độ radon trong không khí ngoài trời rất thấp, không gây nguy hiểm cho con
ngƣời. Tuy nhiên, radon có thể tập trung ở những môi trƣờng kín, không khí
trao đổi kém nhƣ môi trƣờng karst, dẫn tới những nguy cơ tiềm ẩn ảnh hƣởng
tới sức khỏe của ngƣời dân sinh sống ở khu vực đó.
Đồng Văn là một trong bốn huyện của cao nguyên đá Đồng Văn thuộc
tỉnh Hà Giang, đồng thời cũng là huyện cực bắc của Việt Nam nằm ở độ cao
trung bình là 1200 m so với mặt nƣớc biển có diện tích 451,122 km2, trong đó
rừng núi đá vôi tự nhiên chiếm tới gần 75% đặc trƣng cho địa hình karst [4].
Tại đây, ngƣời dân địa phƣơng sinh sống và hoạt động sản xuất tập trung chủ
yếu ở những vùng thấp nhƣ các hố sụt, những khu vực có thể tích lũy nồng độ
radon ở mức cao.
Hiện nay ở huyện Đồng Văn, công tác xác định nồng độ bức xạ phóng
xạ và đánh giá ảnh hƣởng của chúng tới hoạt động sống của con ngƣời khu
vực đã đƣợc thực hiện sơ bộ, tuy nhiên chƣa tổng thể.
Vì vậy, đề tài: ―Đánh giá ảnh hƣởng của bức xạ radon tới hoạt động
nhân sinh ở huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang‖ đƣợc lựa chọn để thực hiện.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định nồng độ radon và đánh giá ảnh hƣởng bức xạ của radon tới

hoạt động nhân sinh ở huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.
- Đề xuất các giải pháp phù hợp để giảm thiểu ảnh hƣởng xấu của bức
xạ radon tới hoạt động nhân sinh ở huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tổng quan đề tài nghiên cứu về khí phóng xạ radon.
- Xác định nồng độ radon và đối sánh các giá trị đo đƣợc với các quy
chuẩn an toàn bức xạ radon trên thế giới và ở Việt Nam.

2


- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ảnh hƣởng xấu của khí phóng xạ
radon tới sức khỏe ngƣời dân trên địa bàn nghiên cứu.
3. Cơ sở dữ liệu
- Các số liệu kinh tế xã hội trung ƣơng và địa phƣơng
- Các tiêu chuẩn quốc tế và Việt Nam về an toàn bức xạ radon.
4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài khảo sát và đánh giá nồng độ khí phóng xạ radon tới hoạt động
nhân sinh ở huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang, gồm môi trƣờng nhà ở (13 nhà)
và môi trƣờng làm việc tại các hố sụt (7 hố sụt), nơi trồng trọt và chăn nuôi,
và hang Rồng, nơi khai thác nƣớc sinh hoạt và du lịch của cộng đồng dân cƣ.
5. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là hai đồng vị 222Rn và 220Rn trong ba
môi trƣờng kể trên.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
6.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu góp phần xác định ảnh hƣởng của môi trƣờng
phóng xạ radon tới hoạt động nhân sinh ở huyện Đồng Văn.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Các kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học giúp các nhà quản lý, các cán

bộ địa phƣơng đƣa ra giải pháp phù hợp, nhằm tuyên truyền, khuyến nghị tới
ngƣời dân để giảm thiểu tác động tiêu cực của khí phóng xạ radon tới hoạt
động nhân sinh.
7. Cấu trúc luận văn
Cấu trúc luận văn ngoài phần mở đàu và kết luận – khuyến nghị, gồm
có 3 chƣơng đƣợc bố cục nhƣ sau:
MỞ ĐẦU
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

3


Chƣơng 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU
Chƣơng 3: NỒNG ĐỘ RADON VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA
NÓ TỚI HOẠT ĐỘNG NHÂN SINH Ở HUYỆN ĐỒNG VĂN, TỈNH HÀ
GIANG
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

4


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu radon trong và ngoài nƣớc
1.1.1. Trên thế giới
Radon đã đƣợc tổ chức y tế thế giới WHO xác định là chất gây ung thƣ
phổi lớn thứ hai chỉ sau hút thuốc lá. WHO ƣớc tính 5 – 15% các ca tử vong
vì ung thƣ phổi là do tiếp xúc hiện tại với radon [31].
Hiện nay, trên Thế giới đã có nhiều khảo sát và đánh giá về ảnh hƣởng

của radon tới sức khỏe ở nhiều nơi nhƣ Anh, Mỹ, Thụy Điển… trong các môi
trƣờng khác nhau, đặc biệt là trong hang động, môi trƣờng làm việc và trong
nhà.
Theo Gillmorea và nnk trong nghiên cứu radon (222Rn) ở các hang động
của Creswell Crags, cho thấy hang động đá vôi Lower Magnesian (Permi) có
nồng độ khí 222Rn cao từ 27 đến 7800 Bq m-3 theo chiều từ cửa hang đến sâu
trong hang [20]. Nồng độ đo đƣợc ở dƣới mức hành động trong môi trƣờng
làm việc (400 Bq m-3 ở Anh) và trên mức hành động trong nhà (200 Bq m-3)
[30]. Do thời gian tiếp xúc ngắn nên liều hiệu dụng lên mỗi du khách là rất
thấp (0.0016 mSv/ 1 lần) và lên hƣớng dẫn viên là (0.4 mSv/năm) tùy thuộc
vào thực tế làm việc hiện tại. Trong nghiên cứu này cũng ghi lại ảnh hƣớng
biến động lên nồng độ radon theo mùa. Chênh lệch giữa mùa đông và mùa hè
là từ 1.1 đến 9.51 Bq m-3 xác định cho các địa điểm khác nhau trong hệ thống
hang động lớn nhất.
Nồng độ khí phóng xạ

222

Rn và

220

Rn trong môi trƣờng làm việc công

cộng ở Brisbane (Úc) đƣợc xác định và đánh giá trong nghiên cứu của
Alharbi và Akber[17]. Nghiên cứu này sử dụng phƣơng pháp chủ động đo
nồng độ khí 222Rn và 220Rn trong không khí từ các môi trƣờng làm việc trong
nhà khác nhau. Nồng độ

222

Rn và 220Rn trung bình cho tất cả môi trƣờng làm

việc tƣơng ứng là 10,5 ± 11,3 và 8,2 ± 1,4 Bq m-3 nằm dƣới mức khuyến cáo

5


của WHO (200 Bq m-3) [30]. Nồng độ222Rn cao nhất là 86,6 ± 6,0 Bq m-3
trong một khu vực hạn chế, trong khi nồng độ cao nhất của

220

Rn đƣợc tìm

thấy là 78,1 ± 14,0 Bq m-3 trong một căn phòng lƣu trữ khi đo ở hai độ cao
khác nhau là 5 cm và 120 cm tính từ sàn nhà. Khi giám sát nồng độ 222Rn và
220

Rn cho thấy nồng độ radon trong giờ làm việc thấp hơn những thời điểm

khác trong ngày. Lý do có thể là do tác động của hệ thống thông gió bao gồm
điều hòa không khí và thông gió tự nhiên.
Alghamdi và Aleissa đã đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ radon trong
786 ngôi nhà ở Ridath, Ả rập [16]. Nghiên cứu này sử dụng một hệ thống ion
hóa tích hợp thụ động với 1 buồng ion E-Perm® Electret. Nồng độ

222

Rn thu

đƣợc dao động trong khoảng 1 – 195 Bq m-3, trong đó 95% các mẫu nằm dƣới
mức hành động khuyến cáo 100 Bq m-3 của Tổ chức y tế thế giới WHO. Các
kết quả thu đƣợc thay đổi đáng kể phụ thuộc vào các loại nhà, giữa các phòng,
theo mùa, thông gió và vật liệu xây dựng. Nồng độ 222Rn tƣơng đối cao ở các
nhà không có hệ thống thông gió và điều hòa không khí trung tâm, và thấp ở
những nhà đƣợc thông gió tốt với gạch đỏ và điều hòa không khí bằng hơi
nƣớc.
Các nghiên cứu trên đã đo nồng độ radon (222Rn và

220

Rn) trong môi

trƣờng nhà ở và môi trƣờng làm việc kín, đối sánh với quy chuẩn WHO và
đƣa ra các đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ radon đến hoạt động nhân sinh.
1.1.2. Ở Việt Nam
Tình hình nghiên cứu radon ở Việt Nam chậm hơn ở nƣớc ngoài. Ban
đầu, radon chỉ đƣợc nghiên cứu nhƣ một chất khí chỉ thị phục vụ các ngành
khoa học khác nhƣ dò tìm động đất trong địa chất [5]. Sau đó, các nhà khoa
học Việt Nam dần quan tâm hơn đến đánh giá ảnh hƣởng của radon tới sức
khỏe con ngƣời.

6


Lê Công Hảo và nnk nghiên cứu về nồng độ radon (222Rn) và radium
(226Ra) trong nguồn nƣớc uống của khu vực Thủ Đức thành phố Hồ Chí Minh
[19]. Nghiên cứu sử dụng máy dò RAD7 đƣợc sản xuất bởi công ty Durridge
để xác định nồng độ radon và radium trong nƣớc uống, nƣớc máy và nƣớc

ngầm. Nồng độ radon trung bình là 0.11±0.01 Bq l−1 trong 14 mẫu nƣớc uống,
0.12±0.01 Bq l−1 trong 15 mẫu nƣớc máy và 1.40±0.03 Bq l−1 trong 20 mẫu
nƣớc ngầm, đều thấp hơn mức khuyến cáo của WHO là 100 Bq l-1.
Nồng độ radon trong nhà đƣợc Đặng Đức Nhân và nnknghiên cứu ở
khu vực gần mỏ than Núi Béo, Quảng Ninh [22]. Nghiên cứu này sử dụng
màn hình thụ động trên thiết bị dò thể rắn LR115 để đo nồng độ radon trong
không khí chủ yếu ở Cẩm Phả và các thị trấn ven biển Hạ Long, tỉnh Quảng
Ninh. Nồng độ 222Rn trung bình trong không khí ngoài trời ở khu vực là 43 ±
19 Bq m-3 (n = 10), với giá trị trung bình là 44 Bq m-3. Nồng độ radon trong
nhà trung bình của khu vực Cẩm Phả - Hạ Long ƣớc tính bằng 1/3 giá trị của
mức hành động của tổ chức EPA Hoa Kỳ là 148 Bq m-3 (4 pCi l-1). Kết quả
cho thấy rằng không có rủi ro sức khỏe nghiêm trọng khi tiếp xúc với

222

Rn

trong khu vực nghiên cứu.
Ngoài ra, nồng độ radon trong nhà còn đƣợc khảo sát và đánh giá trong
luận văn thạc sĩ của Hoàng Trọng Kim [6]. Luận văn sử dụng detector vết
CR39, thực hiện trên 117 ngôi nhà của khu vực Thị xã Thủ Dầu Một tỉnh
Bình Dƣơng từ tháng 12/2009 đến tháng 6/2010 với 3 phƣờng trung tâm đo
theo lƣới 0,5 x 0,5 km2 và các phƣờng xã. Nồng độ

222

Rn trung bình số học

(19,83 Bq m-3) nằm trong mức nồng độ cho phép theo TCVN 7889:2008 là
200 Bq m-3. Kết quả đo còn phản ánh đƣợc sự ảnh hƣởng của cấu tạo địa chất,

địa hình, kiểu nhà và chế độ thông thoáng đến nồng độ khí radon trong nhà.
Nhƣ vậy ở Việt Nam cũng đã nghiên cứu về ảnh hƣởng của radon tới
sức khỏe con ngƣời trong một số môi trƣờng nhƣ trong nhà, trong nƣớc uống

7


nhƣng chƣa nghiên cứu trong môi trƣờng làm việc (kín và hở) và chỉ mới
đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của nồng độ radon tới hoạt động sinh hoạt (trong
nhà) của con ngƣời. Vì vậy, cần có những đánh giá đầy đủ và chi tiết về ảnh
hƣởng của radon tới hoạt động nhân sinh trong môi trƣờng nhà ở và môi
trƣờng làm việc.
1.2. Cơ sở lý thuyết
1.2.1. Khái niệm, tính chất và các sản phẩm phân rã tương ứng của
radon
Radon là khí phóng xạ tự nhiên không màu không mùi, không vị đƣợc
hình thành do sự phân rã phóng xạ của radium. Radon có 3 đồng vị chính là
222

Rn (chu kỳ bán rã là 3.82 ngày, đƣợc gọi là radon) với các sản phẩm phân

rã tƣơng ứng là Po218, Pb214, Bi214, 214Po, 210Pb, 210Bi, 210Po (trong chuỗi urani),
220

Rn (chu kỳ bán rã là 55,6 giây, đƣợc gọi là thoron) với các sản phẩm phân

rã tƣơng ứng là

216

Po,

212

Pb,

212

Bi,

212

Po,

208

Tl (trong chuỗi thori) và

219

Rn

(còn gọi là Actinon, thuộc chuỗi phân rã U235 với chu kỳ bán rã bằng 3,96
giây)[24]. Trong phạm vi luận văn chỉ xem xét đến hai đồng vị là

222

Rn và

220

Rn. Lựa chọn là vì chu kỳ bán rã của chúng tƣơng ứng là 3,82 ngày và 55,6

giây đủ thời gian để thiết bị phát hiện và đo.
Đơn vị thƣờng đƣợc sử dụng để đo nồng độ radon trong không khí là
đơn vị Becquerel trên một mét khối (Bq m-3) theo hệ SI. Ngoài ra còn nồng độ
Radon còn đƣợc đo bằng đơn vị Picocurie trên lít (pCi l-1) theo hệ thống đơn
vị của Mỹ với 1 pCi l-1 = 37 Bq m-3.
1.2.2. Nguồn gốc
Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên khi phân rã tạo thành các sản phẩm
cũng có khả năng phóng xạ, tạo thành chuỗi phân rã phóng xạ. Nguồn gốc của
222

Rn là từ sự phân rã phóng xạ tự nhiên của uranium (U238), còn

chuỗi phân rã của thorium (232Th)[24].

8

220

Rn là từ


Chuỗi phóng xạ uranium (238U)
Chuỗi phóng xạ của uranium (hình 1.1) có thể đƣợc chia thành các
chuỗi phóng xạ con, trong đó hoạt tính phóng xạ của các nhân phóng xạ có
trong chuỗi sẽ bị chi phối bởi tính phóng xạ của nhân đầu chuỗi. Đó là các
chuỗi phóng xạ: 238U  234U; 230Th; 226Ra; 222Rn  214Po và 210Pb  210Po.
Uranium tồn tại trong vỏ Trái Đất với nồng độ dao động từ 2 đến 300 Bq kg-1

và có giá trị trung bình là 25 Bq kg-1. Do đó, 222Rn luôn có mặt ở mọi nơi, cả ở
trong phòng, ngoài trời và khí đất [11].

Hình 1.1: Chuỗi phân rã phóng xạ của 238U [24]
Khi phân rã,
214

Po,

210

Pb, và

206

222

Rn lần lƣợt tạo nên các hạt nhân

Pb (bền vững).

222

Rn,

218

Po và

214

218

Po,

214

Pb,

9

Bi,

Po phân rã giải phóng tia

alpha có năng lƣợng tƣơng ứng là 5,49 MeV; 6,0 MeV và 7,69 MeV[9].
Chuỗi phóng xạ của thorium (232Th)

214


Chuỗi phóng xạ
232

con sau:

Th;

228

232

Ra 

Th (hình 1.2) đƣợc chia thành các chuỗi phóng xạ

224

Ra;

220

Rn 

208

Pb. Nồng độ của

232

Th trong đất

dao động từ 2 đến 300 Bq kg-1 giống nhƣ urani và có giá trị trung bình trên
toàn thế giới là 40 Bq kg-1[11].

Hình 1.2: Chuỗi phân rã phóng xạ của 232Th [24]
220

Rn và các sản phẩm con phân rã giải phóng các tia alpha có mức

năng lƣợng lần lƣợt (theo thời gian) là 6,29 MeV; 6,78 MeV; 6,05 và 8,78
MeV. Trong đó, đáng chú ý là

212

Bi có 2 khả năng phân rã: 66% phân rã là

beta, tạo nên 212Po, từ đó phát ra hạt alpha có năng lƣợng 8,78 MeV. Phần còn
lại (34%) phân rã alpha, tạo nên 208Tl, phát ra alpha có năng lƣợng 6,05 MeV
[9].

10


Vì 220Rn có chu kỳ bán rã ngắn (55,6 giây) nên không thể di chuyển ra
xa nguồn giống nhƣ 222Rn trƣớc khi phân rã nhƣng nó cũng có mặt trong các
môi trƣờng: không khí, đất, nƣớc. Cũng chính vì có chu kỳ bán rã ngắn nên
khi di chuyển vào cơ thể con ngƣời thông qua con đƣờng hít thở nó ít có khả
năng gây ra ảnh hƣởng lớn nhƣ 222Rn. Tuy nhiên, 220Rn vẫn có thể là một mối
nguy hiểm vì sản phẩm phân rã con của nó gồm có

212

Pb với chu kì bán rã

10,6 giờ đủ dài để tích lũy tới một mức đáng kể trong không khí thở.
238

U và

232

Th đều có chu kỳ bán rã rất lâu lần lƣợt là 4,5×109 năm và

1,4×1010 năm. Vì vậy, chúng luôn sản sinh một lƣợng sản phẩm phân rã con
rất ổn định hàng ngày, nên khí radon luôn tồn tại ở mọi nơi trên Trái Đất [11].
1.2.3. Sự hiện diện của radon trong môi trường
1.2.3.1 Radon trong đất đá
Đất là một trong những môi trƣờng radon phát tán đầu tiên. Ƣớc tính
nồng độ radon trong đất trung bình dao động trong khoảng 500 đến 2000 Bq
m-3; đạt tới giá trị cao từ 2000 đến 10000 Bq m-3, đôi khi đến hàng trăm nghìn
Bq m-3 ở những nơi có quặng phóng xạ hoặc đất đá giàu chất phóng xạ [3].
Radon di chuyển trong đất đá qua các kẽ hổng và khe nứt (hình 1.3).
Bởi vì có sự vận động của vỏ Trái Đất, sự tỏa nhiệt do phóng xạ trong đất
đá… nên trong lòng đất còn tồn tại các dòng không khí lƣu chuyển trong đất
đá với tốc độ chậm, đi từ dƣới lên mặt đất. Các dòng nƣớc ngầm, đới dập vỡ,
đứt gẫy, … là những yếu tố rất thuận lợi để phân tán khí phóng xạ trong đất
đá đi xa nguồn cung cấp [9].

11


Hình 1.3: Quá trình di chuyển của radon trong đất đá[27].
1.2.3.2. Radon trong môi trường nước
Trong nƣớc, nồng độ khí phóng xạ hòa tan phụ thuộc vào nguồn phóng
xạ (nơi có nƣớc chảy qua) và vào dạng tồn tại của nƣớc (nƣớc ngầm hay nƣớc
mặt). Ngoài ra nhiệt độ cũng ảnh hƣởng đến sự hòa tan của khí phóng xạ
trong nƣớc. Nồng độ radon trong nƣớc thông thƣờng dao động từ 50 đến 1000
Bq m-3 (đối với nƣớc trên mặt); ở khu vực có nguồn hoặc nƣớc phóng xạ
nƣớc nóng từ 1000 đến 4000 Bq m-3[3].

1.2.3.3. Radon trong môi trường không khí
Nguồn cung cấp khí phóng xạ trong không khí chủ yếu là từ đất đá
thông qua con đƣờng khuếch tán và đối lƣu. Sự phân tán của khí phóng xạ
trong không khí phụ thuộc vào tốc độ và hƣớng gió. Thông thƣờng, vì nồng
độ của khí phóng xạ giảm mạnh khi lên đến gần mặt đất nên nồng độ khí
radon trong không khí thấp hơn nhiều so với đất đá, trung bình dao động từ 5
đến 15 Bq m-3 [25].
Tuy nhiên, tại những khu vực có nguồn phóng xạ do có nguồn cung
cấp là các thân quặng phóng xạ phía dƣới hoặc gần các đới địa động lực tích
cực tạo điều kiện cho khí phóng xạ radon di chuyển lên trên, nồng độ khí
12


phóng xạ trong không khí cũng cao hơn nơi khác, có thể lên đến hàng trăm
Bq m-3[ 9].
Radon trong nhà
Radon là trọng điểm nghiên cứu chính về khí phóng xạ ở trong nhà.
Các nghiên cứu dịch tễ học đã chứng minh rằng khí radon ở trong nhà làm
tăng nguy cơ ung thƣ phổi [29].
Khác với ngoài trời, do hiệu ứng của bẫy radon mà nồng độ radon trong
nhà có thể rất cao. Ở những nƣớc châu âu, nồng độ radon trung bình số học
dao động từ khoảng 20 Bq m-3 đến 100 Bq m-3[30]. Nhƣng có những nơi
nồng độ khí phóng xạ radon trong nhà tăng đến hàng nghìn Bq m-3.
Nồng độ radon ở trong nhà thƣờng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ
nguồn phát xạ ,sự trao đổi giữa các dòng khí trong nhà và ngoài trời (điều này
phụ thuộc vào cấu trúc, hệ thống thông gió và tính kín gió của ngôi nhà).
Ngoài ra, nồng độ radon thƣờng không cố định, thay đổi giữa các nhà lân cận,
và có thể thay đổi qua từng mùa, từng ngày và từng giờ trong cùng một ngôi
nhà [29].
Radon thƣờng xâm nhập vào nhà từ vết nứt trong sàn nhà, nơi giao

nhau giữa nền nhà với tƣờng, lỗ thủng nhỏ trong tƣờng nhà.
1.2.4. Những ảnh hưởng của radon
Các nguyên tố phóng xạ tồn tại khắp mọi nơi xung quanh chúng ta.
Chúng phát ra các bức xạ ion và tùy theo các yếu tố khác nhau (nhƣ vị trí, liều
lƣợng tác động, trạng thái cơ thể…), mà mức độ ảnh hƣởng đến sức khỏe biểu
hiện khác nhau [10].
Các bức xạ ion tác động đến con ngƣời thông qua hai hình thức là
nhiễm xạ ngoại chiếu (chiếu ngoài) và bức xạ nội chiếu (chiếu trong). Nhiễm
xạ ngoại chiếu thƣờng gây ra thƣơng tổn ở da, mắt và tuyến sinh dục. So với
nhiễm xạ chiếu ngoài, nhiễm xạ chiếu trong thƣờng gây các các tổn thƣơng

13


nghiêm trọng hơn vì các bức xạ đi vào khu trú trong cơ thể thông qua con
đƣờng hít thở và ăn uống. Nhiễm xạ nội chiếu thƣờng gây nên những tổn
thƣơng ở hệ tiêu hóa, hệ tiêu hóa, hệ xƣơng, máu và đặc biệt ở phổi vì có lẽ
hệ thống hô hấp có diện tích tiếp xúc với các chất phóng xạ lớn hơn so với các
hệ thống khác trong cơ thể [8].
Radon và các sản phẩm phân rã của chúng đƣợc Hiệp hội hạt nhân Thế
giới (2016) xác định là chiếm đến 42% năng lƣợng bức xạ tự nhiên xuất hiện
trên Trái Đất tác động trực tiếp lên con ngƣời (hình 1.4) [32].

Hình 1.4: Các nguồn phóng xạ [28].
Phơi nhiễm mãn tính với khí phóng xạ radon chủ yếu gây ra ung thƣ
phổi gồm các loại:
-Ung thƣ tế bào vảy.
-Ung thƣ tế bào nhỏ.
-Ung thƣ tế bào tuyến.
-Ung thƣ tế bào lớn.

14


Ngoài ra, phơi nhiễm mãn tính với radon còn gây ra các bệnh liên quan
đến đƣờng hô hấp khác nhƣ: Khí thũng, xơ hóa phổi, phổi tắc nghẽn mãn tính,
bệnh bụi phổi, và tổn thƣơng hô hấp [9].
Do đặc tính là một chất khí phóng xạ và có khả năng hòa tan trong
nƣớc, radon dễ dàng xâm nhập vào cơ thể bằng con đƣờng hô hấp và ăn uống.
Khi vào đến cơ thể, chủ yếu là ở phổi, radon phân rã thành các phóng xạ con
và bắn ra các tia α [8].
Quá trình tách hạt α của radon đã sinh ra một vùng năng lƣợng lớn
trong một đơn vị thể tích ở phổi. Khi vùng năng lƣợng này tiếp xúc trực tiếp
với tế bào sống sẽ phá vỡ các liên kết hóa học trong các phân tử, gây ra các
quá trình ion hóa hoặc tạo nên các nhóm tế bào tự do, tạo điều kiện cho các tế
bào ung thƣ phổi hình thành và phát triển. Ngoài ra, các bức xạ α còn có thể
phá vỡ các liên kết ―bậc thang‖ trong nhiễm sắc thể, do đó làm thay đổi cấu
trúc AND [8].
Trong các sản phẩm phân rã của 222Rn, đồng vị chì (210Pb) là đồng vị ở
thể rắn rất nguy hiểm. Bởi vì 210Pb có chu kỳ bán rã kéo dài tới 22.3 năm nên
sau khi đƣợc sinh ra trong phổi, các hạt chì phóng xạ có thể tồn tại rất lâu trên
màng phổi. Bởi thế, radon đã đƣợc coi là một trong những nguyên nhân chính
gây ra hiện tƣợng viêm đƣờng hô hấp, đặc biệt là viêm phổi và ung thƣ phổi
[8].
*)Bức xạ alpha
Hạt alpha (α) là hạt nhân

. Phân rã alpha xảy ra khi hạt nhân phóng

xạ có tỷ số N/Z (n là notron và z là proton) quá thấp nhƣ của radon. Cả hai

đồng vị 222Rn và 220Rn đều phát ra bức xạ alpha trong quá trình phân rã [32].
Hạt alpha bị hấp thụ rất mạnh khi đi qua vật chất, vì vậy quãng đƣờng
đi của nó rất ngắn. Lớp da chết ở bề mặt da đủ dày để hấp thụ tất cả bức xạ

15


alpha từ một nguồn phóng xạ cho nên bức xạ alpha không gây nguy hiểm nếu
từ nguồn bên ngoài chiếu vào cơ thể [32].
Tuy nhiên khi radon thâm nhập vào cơ thể, sau đó tách ra tia alpha
trong quá trình phân rã, năng lƣợng bức xạ alpha sẽ truyền cho các tế bào cơ
thể. Ví dụ trong phổi, nó có thể tạo ra liều chiếu trong đối với các mô nhạy
cảm, mà các mô này thì không có lớp bảo vệ bên ngoài giống nhƣ da. Vì vậy
bức xạ alpha rất nguy hiểm khi chúng có mặt bên trong cơ thể [32].
Các ảnh hƣởng xấu của radon tới sức khỏe đƣợc thể hiện trong hình
1.5.

Hình 1.5: Nguy cơ mắc phải ung thư phổi khi hít phải khí Radon[9].
1.2.5. Các tiêu chuẩn về an toàn bức xạ radon trên thế giới và ở Việt
Nam
1.2.5.1. Trên thế giới
Các nƣớc trên Thế giới đã quan tâm và tiến hành nghiên cứu về phóng
xạ và sự nguy hiểm của nó tới cộng đồng. Năm 1991, Bộ sức khỏe Cộng hòa
16


Czech đã công bố các chỉ tiêu về an toàn phóng xạ từ các nguồn tự nhiên [8],
gồm có:
- Nồng độ radon trong vật liệu xây dựng phải nhỏ hơn 120 Bq m-3.
- Nồng độ radon trong nhà đang sử dụng phải thấp hơn 200 Bq m-3 và

nhỏ hơn 100 Bq m-3 đối với nhà mới xây dựng.
- Nồng độ radon trong nƣớc sinh hoạt không đƣợc vƣợt quá 50 Bq/l và
cấm sử dụng các nguồn nƣớc sinh hoạt có nồng độ radon cao hơn 100 Bq/l.
Năm 1994, chính phủ Thụy Điển đã ban hành tiêu chuẩn về an toàn
phóng xạ tự nhiên sửa đổi, trong đó nêu rõ:
-Vật liệu xây dựng có mức nguy hiểm phóng xạ cao khi nồng độ radon
lớn hơn 50 Bq/kg; nguy hiểm trung bình khi nồng độ radon từ 30 – 50 Bq/kg;
nguy hiểm thấp khi nồng độ radon nhỏ hơn 30 Bq/km.
-Nồng độ radon trong nhà phải thấp hơn 200 Bq m-3 đối với nhà đang
sử dụng và thấp hơn 70 Bq m-3 đối với nhà mới xây.
Theo Luật môi trƣờng của Mĩ, mức cho phép khí radon trong nhà ở là <
4 pCi/l/năm, tƣơng đƣơng 0,148 Bq l-1/năm, hay 148 Bq m-3/năm [18].
Theo tiêu chuẩn an toàn bức xạ của Cơ quan Năng lƣợng Nguyên tử
Quốc tế (IAEA):
Đối với nơi cƣ trú, nồng độ khí radon trong nhà ở của dân chúng không
đƣợc vƣợt quá dải từ 200 ÷ 600 Bq m-3/năm, nghĩa là từ 0,6 ÷ 1,7 Bq m3

/ngày [22].
Đối với nơi làm việc, giới hạn liều đối với con cháu của radon và

thoron là [30]:
- Đối với radon:
+ Giới hạn mức liều 20 mSv/năm tƣơng ứng với 14 mJ.h/m3 (4 WLM
hay 2,5.106 Bq.h m-3) tính trung bình trong 5 năm liên tiếp.

17


+ Giới hạn mức liều 50 mSv/năm tƣơng ứng với 35 mJ.h/m3 (10 WLM
hay 6,3.106 Bq.h m-3) cho bất cứ năm nào.

- Đối với thoron:
+ Giới hạn mức liều 20 mSv/năm tƣơng ứng với 42mJ.h/m3 (12 WLM
hay 5,6.105 Bq.h m-3) tính trung bình trong 5 năm liên tiếp.
+ Giới hạn mức liều 50 mSv năm-1 tƣơng ứng với 105 mJ.h m-3 (30
WLM hay 1,4.106 Bq.h m-3) cho bất cứ năm nào.
Trẻ em từ 16 đến 18 tuổi làm việc trong môi trƣờng có phóng xạ đƣợc
quy định nhƣ sau: Liều chiếu hiệu dụng không đƣợc vƣợt quá 6 mSv trong
một năm tính trong một năm đơn lẻ; Liều tƣơng đƣơng chiếu vào tay, chân
hoặc da không đƣợc vƣợt quá 150 mSv trong một năm.
Đối với ngƣời dân sinh sống trong môi trƣờng có phóng xạ, đƣợc quy
định nhƣ sau: Liều chiếu hiệu dụng không đƣợc vƣợt quá 1 mSv trong một
năm, trung bình trong 5 năm liên tục; Liều chiếu hiệu dụng không đƣợc vƣợt
quá 5 mSv trong một năm, tính cho năm đơn lẻ; Liều tƣơng đƣơng chiếu vào
nhãn cầu của mắt không đƣợc vƣợt quá 15 mSv trong một năm; Liều tƣơng
đƣơng chiếu vào tay, chân hoặc da không đƣợc vƣợt quá 50 mSv trong một
năm [22].
1.2.5.2. Ở Việt Nam
Từ đầu những năm 2000, Việt Nam đã ban hành một số các tiêu chuẩn
quốc gia về an toàn phóng xạ radon. Tuy nhiên, mới chỉ quy định giới hạn
liều chiếu bức xạ đối với nhân viên, dân chúng và nồng độ khí 222Rn tự nhiên
trong nhà.
Năm 2001, nhà nƣớc Việt Nam ban hành tiêu chuẩn về an toàn bức xạ giới hạn liều chiếu với nhân viên bức xạ và dân chúng (TCVN 6866 – 2001).
Những ngƣời làm việc trong môi trƣờng có thiết bị máy móc phóng xạ,
công nhân trong các mỏ xạ, liều hiệu dụng toàn thân trong 5 năm đƣợc lấy

18