4
Số liệu ở Bảng 1.6 cho thấy các thân quặng trong mỏ Mường Hum có tính dị hướng kích thước khá lớn.
Hình 1.6. Sơ đồ địa chất khu vực mỏ đất hiếm Mường Hum [30].
1.6.3.2. Thành phần vật chất quặng đất hiếm
* Thành phần khoáng vật: Tổng hợp các kết quả phân tích mẫu thạch học, khoáng vật, khoáng tướng, đã xác định thành phần khoáng vật trong các thân quặng đất hiếm trong mỏ Mường Hum, bao gồm chủ yếu là tập hợp các khoáng vật nặng bền vững trong điều kiện ngoại sinh đặc trưng cho loại hình quặng sa khoáng: monazite, exinite, bastnezite, barite, zircon, ilmenite, rutil…
* Thành phần hóa học: Thành phần hóa học các thân quặng đất hiếm Mường Hum được tổng hợp ở Bảng 1.7 và Bảng 1.8.
Bảng 1.7. Thành phần hoá học quặng đất hiếm trong mỏ Mường Hum [23, 30].
Các thành phần | Hàm lượng (%) | STT | Các thành phần | Hàm lượng (%) | |
1 | SiO2 | 19,7 | 9 | K2O | 1,9 |
2 | Al2O3 | 6,1 | 10 | Na2O | 0,4 |
3 | Fe2O3 | 18,1 | 11 | ZnO2 | 0,4 |
4 | CaO | 1,3 | 12 | SO3 | 11,4 |
5 | MgO | 4,6 | 13 | P2O5 | 0,7 |
6 | MnO | 3,4 | 14 | TR2O3 | 1,9 |
7 | TiO2 | 2,9 | 15 | ThO2 | 0,5 |
8 | BaO | 17,8 | 16 | U3O8 | 0,02 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Tổng Quan Phóng Xạ Môi Trường Và Tình Hình Khai Thác, Chế Biến Khoáng Sản Tại Các Mỏ -
Các Nhân Phóng Xạ Nguyên Thủy Không Thuộc Chuỗi Phóng Xạ -
Nền Phông Phóng Xạ Môi Trường Tự Nhiên Ở Việt Nam -
Phân Bố Nồng Độ Rn Trên Các Thân Quặng Hình Dạng Khác Nhau (1: Lớp Quặng Vô Hạn; 2: Thân Quặng Có Dạng Trụ Nằm Ngang; 3: Thân Quặng -
Một Số Mẫu Đất Đá Được Nhốt Chờ Đo Phổ. -
Ngưỡng Phát Hiện Của Hệ Phổ Kế Gamma Dùng Detector Bán
Xem toàn bộ 162 trang tài liệu này.
Bảng 1.8. Bảng thống kê hàm lượng các nguyên tố đất hiếm trong mỏ
Mường Hum.
Nguyên tố | Hàm lượng (ppm) | Trung bình (ppm) | |
1 | La | 115 ÷ 10.798 | 2.095 |
2 | Ce | 148 ÷ 20.195 | 4.666 |
3 | Pr | 32 ÷ 3.042 | 760 |
4 | Nd | 118 ÷ 11.060 | 2.964 |
5 | Sm | 30 ÷ 2.272 | 682 |
6 | Eu | 8 ÷ 614 | 189 |
7 | Gd | 27 ÷ 1.835 | 580 |
8 | Tb | 3 ÷ 256 | 80 |
9 | Dy | 17 ÷ 1.248 | 394 |
10 | Ho | 3 ÷ 200 | 65 |
11 | Er | 9 ÷ 514 | 170 |
12 | Tm | 1 ÷ 69 | 22 |
13 | Yb | 7 ÷ 445 | 142 |
14 | Lu | 1 ÷ 61 | 19 |
15 | Y | 126 ÷ 3.850 | 1.413 |
16 | Sc | 1÷ 45 | 20 |
Số liệu trong các Bảng 1.7 và 1.8 cho thấy trong quặng đất hiếm Mường Hum hàm lượng barit khá cao, hàm lượng thori cũng cao so với các khu vực quặng đất hiếm ở vùng tây bắc nói chung, tỷ lệ giữa hàm lượng đất hiếm nhóm nặng và tổng oxit đất hiếm, trung bình đạt 22%.
1.6.3.3. Nguồn gốc thành tạo
Nguồn gốc mỏ đất hiếm Mường Hum được Lương Sao [23] và Nguyễn Đắc Đồng [7] xếp vào loại hình mỏ sa khoáng coluvi - proluvi – aluvi, được
thành tạo do quá trình phá hủy các thân quặng gốc có nguồn gốc pegmatit của phức hệ Mường Hum trong thung lũng giữa núi hoặc trước núi. Theo tác giả nên xếp mỏ đất hiếm Mường Hum vào loại hình mỏ sa khoáng eluvi - deluvi.
1.6.4. Đặc điểm địa lý tự nhiên, địa chất - khoáng sản mỏ sa khoáng monazite Bản Gié
Mỏ sa khoáng monazite Bản Gié có toạ độ địa lý 19o4630vĩ độ Bắc, 105o29'50kinh độ Đông thuộc xã Yên Hợp, huyện Quỳ Hợp, ở phía tây tỉnh Nghệ An, cách thành phố Vinh 130 km. Đặc điểm địa chất gồm các hệ tầng:
- Hệ tầng Bù Khạng (PR3-ε1bk): Thành phần chủ yếu gồm: đá phiến thạch anh hai mica-plagiocla-silimanit, plagiogneis biotit-silimanit, đá phiến thạch anh- biotit, đá phiến plagiocla-silimanit.
- Hệ tầng Sông Cả (O3-S1sc): Gồm các đá phiến thạch anh-sericit, cát kết dạng quacrzit và các trầm tích phun trào axit.
- Hệ tầng Đồng Đỏ (T3n-rđđ): Gồm các đá cuội kết, cát kết, bột kết, đá phun trào axit, đá phiến sét, sét vôi, đá vôi [2, 3, 8, 35].
Thân quặng monazite phân bố ở các thung lũng với diện tích 550.000÷1.100.000 m2, với trữ lượng gồm monazite 190.356 tấn, ilmenite 826.990 tấn và zircon 332.670 tấn. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật gồm: monazite, ilmenite, xenotin, zircon, rutil, bạc, uranium và thorium. Thành phần hóa học: monazite = 150÷4.800 g/m3; ilmenite = 200÷2.734 g/m3; zircon
= 29÷143 g/m3; Ag = 167 g/m3; U3O8 = 0,055÷0,087%; ThO2 = 4,62 ÷ 6,61%
[2, 35].
Suất liều bức xạ dao động trong khoảng 25÷170 µR/h.
Hình 1.7. Sơ đồ địa chất khoáng sản mỏ monazite Bản Gié [3, 35].
1.7. Những vấn đề tồn tại trong nghiên cứu phóng xạ môi trường tại các mỏ khoáng sản của nước ta
Trong nghiên cứu, điều tra phóng xạ môi trường tại các mỏ khoáng sản ở Việt Nam nhận thấy còn có những tồn tại chính sau đây:
- Trong điều tra, đánh giá phóng xạ môi trường mới chỉ áp dụng các phương pháp đo các tham số của trường phóng xạ, chưa có các khảo sát địa chất - địa hóa kèm theo. Do vậy chưa thể xác định được các đặc điểm môi trường địa hóa và đặc điểm phát tán làm biến đổi liều bức xạ do các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản chứa phóng xạ;
- Cơ sở dữ liệu phóng xạ môi trường tại các mỏ khoáng sản chứa NORM mới tính được liều chiếu ngoài do bức xạ gamma và chiếu trong do hít khí radon
(222Rn), chưa tính liều chiếu gây bởi thoron (220Rn), chưa cập nhật các kết quả mới, và chưa có số liệu về liều chiếu trong qua đường tiêu hóa do ăn lương thực-thực phẩm và uống nước tại khu vực có khoáng sản chứa NORM;
- Hệ phương pháp đánh giá ảnh hưởng của chiếu xạ tự nhiên đối với “Công việc bức xạ” là các hoạt động nhân sinh làm thay đổi liều chiếu xạ như thăm dò, khai thác, chế biến khoáng sản chứa NORM có độ tin chưa cao, gây sai lệch trong kết quả nghiên cứu;
- Quy trình và hệ phương pháp đánh giá tổng thể mức độ ảnh hưởng của phóng xạ môi trường đối với công chúng đang sinh sống trong khu mỏ và vùng lân cận chưa đầy đủ.
Mục tiêu của các nghiên cứu trong Luận án này là hoàn thiện những thiếu sót kể trên.
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU,
TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÓNG XẠ MÔI TRƯỜNG
2.1. Hệ phương pháp nghiên cứu
Tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa được đánh giá thông qua giá trị liều bức xạ, trong đó liều bức xạ là tổng liều chiếu ngoài và liều chiếu trong của các nhân phóng xạ xâm nhập qua đường hô hấp và qua đường tiêu hóa. Bởi vậy hệ phương pháp được lựa chọn bao gồm các phương pháp bảo đảm xác định được liều chiếu ngoài và liều chiếu trong. Ngoài ra, để tìm được nguyên nhân và đề xuất được các biện pháp giảm nhẹ tác hại của ô nhiễm phóng xạ phải làm sáng tỏ được bản chất và mối tương quan giữa các dị thường phóng xạ với các đối tượng địa chất như các loại khoáng vật, các loại quặng, các loại vật liệu, nguyên liệu, nhiên liệu, chất thải có chứa các chất phóng xạ được dùng trong sản xuất, xây dựng cũng như phục vụ đời sống con người. Do đó hệ phương pháp khảo sát phóng xạ môi trường không những chỉ xác định liều bức xạ mà còn phải xác định được nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong các mẫu vật thu thập được tại các địa điểm khảo sát.
Để nghiên cứu cơ chế gây phát tán phóng xạ ra môi trường và đánh giá ảnh hưởng của phóng xạ đến môi trường và sức khỏe người dân xung quanh các mỏ khoáng sản chứa NORM, trong nghiên cứu này tổ hợp hệ phương pháp sau đã được tác giả lựa chọn.
- Thu thập, tổng hợp tài liệu điều kiện tự nhiên, địa chất - khoáng sản, địa chất môi trường, hiện trạng phóng xạ môi trường tại các mỏ đất hiếm và mỏ sa khoáng trong khu vực nghiên cứu;
- Xây dựng mô hình địa môi trường làm cơ sở nghiên cứu cơ chế phát tán các nhân phóng xạ ra môi trường do hoạt động khai thác - chế biến khoáng sản tại các mỏ đất hiếm và sa khoáng chứa NORM;
- Khảo sát thực địa, lấy mẫu, đo đạc xác định mức liều bức xạ trong quá trình hoạt động khoáng sản tại khu vực nghiên cứu bằng các phương pháp và thiết bị hiện đại như: detetector vết hạt nhân, máy đo radon tức thời RAD-7, phổ kế gamma với đầu dò germani bán dẫn siêu tinh khiết (HPGe), thiết bị đo suất liều gamma DKS-96 (Detector: Tinh thể Natri-Iode kích hoạt bằng Tali (NaI(Tl)) kích thước Ø25×40 mm; Dải đo thông lượng bức xạ gamma 10÷8.000
s-1.cm2; Dải đo suất liều 0,01÷100 μSv/h; Độ nhạy đối với Cs-137 500 (xung/s)/( μSv/h));
- Xác định sự biến đổi liều bức xạ do hoạt động khoáng sản tại khu vực nghiên cứu;
- Xây dựng cơ sở dữ liệu phóng xạ môi trường;
- Điều tra sức khỏe cộng đồng ở các nhóm tuổi và giới tính khác nhau theo chỉ tiêu tỷ lệ mắc bệnh phổi, bệnh gan, bệnh đường tiêu hóa và xương khớp, tuổi thọ trung bình… Trên cơ sở số liệu về suất liều và tỷ lệ bệnh tật đã điều tra, xác định mối tương quan giữa tỷ lệ bệnh với liều bức xạ tại khu vực khảo sát.
2.1.1. Cơ chế phát tán khí phóng xạ đến môi trường thân quặng chứa NORM
Mô hình thân quặng có bề rộng hàng chục mét, chiều dài tới hàng trăm mét, chiều dày trung bình 3-4 m, cực đại tới 7 m có thể coi như là lớp quặng nằm ngang kéo dài vô hạn.
Sau đây tính toán sự phân bố nồng độ khí phóng xạ trong môi trường 2 lớp, lớp thứ nhất nằm ngang vô hạn, lớp thứ hai là lớp quặng phóng xạ nằm phía dưới với các tham số là hàm lượng nhân phóng xạ q2, nồng độ khí phóng xạ N2, mật độ 2, hệ số lỗ rỗng 2, hệ số khuếch tán D2, a02 - tốc độ xả khí phóng xạ từ nhân phóng xạ (eman) vào 1cm3 đá trong 1 giây, (Bq/cm3.s), hệ số hả khí là Ke2. Lớp thứ nhất là lớp phủ nằm ở phía trên có chiều dày h và các tham số N1, 1, 1, D1, Ke1 (Hình 2.1).
Hình 2.1. Mô hình phân bố nồng độ khí phóng xạ trong lớp quặng.
Nồng độ khí phóng xạ N trong môi trường có độ lỗ rỗng biến đổi chỉ theo hướng trục z. Phương trình vi phân cân bằng lượng khí phóng xạ trong lớp dx có dạng sau:
(NSdz) Q Q a Sdz NSdz , (2.1)
t 1 2 0
trong đó: dòng khí phóng xạ đi qua diện tích S của lớp dz.
Q = DSdN/dz +vNS (2.2)
a0 = N∞ = Keq.3,7.1010. (2.3)
Phân bố nồng độ khí phóng xạ theo chiều sâu lấy mẫu z được xác định bằng cách giải phương trình vi phân (2.1) [15]. Ta có:
a. Nồng độ khí phóng xạ trong đất phủ (lớp thứ nhất khi z<h)
0
N (h z) N em1(hz ) sh(n1z)
(2.4)
1
z < h
sh(n1h)
b. Nồng độ khí phóng xạ trong lớp quặng (lớp thứ hai z>h)
e(n2m2)( zh)
, (2.5)
N2 (z)
N2[1
D (n m ) ]
z > h
1 2 2 2 m
trong đó: N N
D1n1[(cth(n1h) 1)]
n1
1
0 2
1
D1n1
[cth(n h) m1 ]
D (n m ) 1 n
2 2 2 1
m
2
i
i
D
i
N0 là nồng độ khí phóng xạ tại ranh giới lớp thứ nhất và lớp thứ 2.
i
m vi ;
2Di
ni .
Khi h công thức (2.4) có dạng:
(nm)(hz )
N1 (h z) N0e . (2.6)
Nếu gọi r = h - z là khoảng cách mà nồng độ khí phóng xạ giảm từ giá trị N0 tới giá trị Nmin (giá trị tối thiểu mà thiết bị đo khí phóng xạ có thể xác định được với độ tin cậy nhất định) thì xác định được:
Nmin
( )2
v
2D*
D*
v
2D*
r 2,3lg N0 1 , (2.7)
xạ.
trong đó: là tốc độ đối lưu của khí phóng xạ,
D* là hệ số khuếch tán biểu kiến D* = D/.
Công thức (2.7) dùng để đánh giá độ sâu của phương pháp đo khí phóng