Bước đầu nghiên cứu mức phông phóng xạ gamma trong các loại phân bón và đất nông nghiệp tại Việt Nam sử dụng hệ phổ kế gamma HPGe

TÓM TẮT

Trong công trình này, chúng tôi bước đầu nghiên cứu đánh giá mức phông phóng xạ

tự nhiên có trong phân bón tiêu thụ tại Việt Nam và đất trồng bằng hệ phổ kế gamma

phông thấp HPGe. Từ đó đánh giá sự tương quan giữa hoạt độ phóng xạ trong phân bón

và đất trồng, cũng như có kết luận ban đầu về mức độ phơi chiếu phóng xạ từ đất do sử

dụng phân bón tại khu vực khảo sát.

Từ khóa: phân bón, đồng vị phóng xạ, đất nông nghiệp.

pdf 11 trang phuongnguyen 6320
Bạn đang xem tài liệu "Bước đầu nghiên cứu mức phông phóng xạ gamma trong các loại phân bón và đất nông nghiệp tại Việt Nam sử dụng hệ phổ kế gamma HPGe", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bước đầu nghiên cứu mức phông phóng xạ gamma trong các loại phân bón và đất nông nghiệp tại Việt Nam sử dụng hệ phổ kế gamma HPGe

Bước đầu nghiên cứu mức phông phóng xạ gamma trong các loại phân bón và đất nông nghiệp tại Việt Nam sử dụng hệ phổ kế gamma HPGe
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
24 
BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU MỨC PHÔNG PHÓNG XẠ GAMMA 
TRONG CÁC LOẠI PHÂN BÓN VÀ ĐẤT NÔNG NGHIỆP 
TẠI VIỆT NAM SỬ DỤNG HỆ PHỔ KẾ GAMMA HPGe 
TRƯƠNG TH H NG LOAN*, VÕ VĂN ANH HÂN**, VŨ NGỌC BA***, 
TRƯƠNG HỮU NGÂN THY***, HUỲNH TH YẾN H NG**, LÊ CÔNG HẢO* 
TÓM TẮT 
Trong công trình này, chúng tôi bước đầu nghiên cứu đánh giá mức phông phóng xạ 
tự nhiên có trong phân bón tiêu thụ tại Việt Nam và đất trồng bằng hệ phổ kế gamma 
phông thấp HPGe. Từ đó đánh giá sự tương quan giữa hoạt độ phóng xạ trong phân bón 
và đất trồng, cũng như có kết luận ban đầu về mức độ phơi chiếu phóng xạ từ đất do sử 
dụng phân bón tại khu vực khảo sát. 
Từ khóa: phân bón, đồng vị phóng xạ, đất nông nghiệp. 
ABSTRACT 
An initial study of the gamma radiation background in fertilizers 
and agricultural soil in Vietnam using the HPGe Gamma spectroscopy 
In this study the natural radiation backgrounds in fertilizers consumed in Vietnam 
and in agricultural soil are initially assessed using low level HPGe gamma spectroscopy. 
The correlation between radioactivities in fertilizers and radioactivities in soil were 
evaluated. The initial conclusion about the level of radiation exposure in the surveyed 
agricultural soil were reported. 
Keywords: fertilizer, radioisotopes, agricultural soil. 
1. Giới thiệu 
Trong hoạt động sản xuất nông nghiệp, phân bón là một trong những nguyên liệu 
quan trọng và được sử dụng với một lượng khá lớn hàng năm. Phân bón đã góp phần 
đáng kể làm tăng năng suất cây trồng, chất lượng nông sản. Tuy nhiên, trong công trình 
của R. Lambert [6] cho thấy mặt tiêu cực của phân bón là làm nh m vùng đất canh 
tác do các kim loạ v lượng và chất phóng xạ tự nhiên. Thật vậy, phân bón hóa học, 
chủ yếu là hợp chất có tên thương mại NPK và NPKs. Đá phosphate là nguyên l ệu ban 
đầu cho tất cả các sản phẩm phosphate này, bao gồm cả phân bón phosphate. Các 
nguyên liệu được sử dụng trong sản xuất phân bón có nguồn gốc chủ yếu từ quặng 
phosphate có nguồn gốc từ trầm tích, núi lửa hay nguồn gốc sinh học, tồn tại ở dạng 
can xi phốt phát Ca3(PO4) có trong lớp trầm tích biển gắn liền với hóa thạch hoặc dưới 
*
 TS, T Đ Khoa h c Tự nhiên, ĐHQG TPHCM; Email: tthloan@hcmus.edu.vn 
**
 T S, T Đ Khoa h c Tự nhiên, ĐHQG TPHCM 
***
 CN, T Đ c Tự nhiên, ĐHQG TPHCM 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
25 
dạng apatit Ca5[(PO4)3(F)] có nguồn gốc từ nham thạch của núi lửa [5]. Theo đánh g á 
của E. M. K. Ashraf và cộng sự [3] đá phosphate có chứa nồng độ hạt nhân phóng xạ tự 
nhiên cao. 
Vì vậy, việc sử dụng phân bón đã làm tái phân phối lại hạt nhân phóng xạ tự nhiên 
ở mức v lượng trong khắp m trường và trở thành một nguồn phóng xạ, hiện tượng này 
có thể dẫn đến nguy cơ phóng xạ tiềm năng do phơ ch ếu bên ngoài trong thờ g an cư 
trú tại các trang trại và tiếp xúc bên trong thông qua việc sử dụng các thực phẩm trồng 
trên đất có bón phân [9]. Sử dụng phân bón phosphate nhiều năm có thể làm tăng hàm 
lượng radium và uranium của đất và do đó tăng l ều bức xạ mà sẽ dẫn đến sự g a tăng 
tương ứng với liều và gây bệnh cho cơ thể con người [10]. Trên thế giới, nhiều nghiên 
cứu đã được tiến hành để đánh g á mức phóng xạ tự nhiên ở các vùng phụ cận của các 
ngành công nghiệp phân bón phosphate [3,10] cũng như ở m trường đất nông nghiệp 
sử dụng phân bón và hệ lụy của chúng lên sản phẩm cây trồng. [4,8] 
Ở Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu đánh g á về ảnh hưởng của các 
đồng vị phóng xạ trong m trường như: Trần Văn Luyến, Ngô Quang Huy [2], đề tài Xây 
dựng cơ sở dữ liệu về phông phóng xạ ở một số khu vực tại tỉnh Thừa Thiên - Huế và đánh 
giá mức độ ảnh hưởng đến môi trường của Trung tâm Hạt nhân TPHCM năm 2010 [1] 
Tuy nhiên, các nghiên cứu chủ yếu đánh g á ph ng phóng xạ tự nhiên của m trường đất 
hoang sơ chưa kha phá (chuẩn NORM). Trong công trình này, chúng tôi thực hiện việc 
đánh g á bước đầu mức phông phóng xạ tự nhiên trong phân bón với mô hình phân bón, 
đất nông nghiệp ở một khu vực trồng trọt tại tỉnh Ninh Thuận, miền Trung Việt Nam. 
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 
Đố tượng nghiên cứu ở đây là mẫu phân bón, đất trồng tạ địa bàn phường Mỹ 
Bình, thành phố Phan Rang Tháp Chàm, Ninh Thuận - cách trung tâm thành phố 4km 
và nơ dự k ến xây dựng nhà máy Đ ện hạt nhân N nh Thuận 24km. 
Các mẫu phân bón được phân tích là các loại phân bón mà người nông dân tại 
khu vực này thường sử dụng từ trước đến nay gồm có: NPK, đạm Ure, Lân Covac, 
Supe Lân tro xanh, Kal đỏ, DAP. Các mẫu đất được lấy là mẫu đất trồng cây hoa màu 
như hành tây, tỏi, cà rốt, húng quế, cả xanh, hoa cúc, nha đam, măng tây. Sau khi 
chuẩn bị, các mẫu được t ến hành đo bằng hệ phổ kế gamma HPGe số h ệu GMX35P4-
70 để xác định hoạt độ của các nhân phóng xạ có trong mẫu. Mẫu chuẩn và các mẫu 
phân tích (mẫu đất, mẫu nước và mẫu phân bón) được đóng trong hộp dạng Mar nell , 
vớ cùng ch ều cao mẫu là 8,8cm và được đo cùng đ ều k ện như nhau. Bảng 1 và Bảng 
2 trình bày danh sách các mẫu phân tích và mẫu chuẩn và th ng t n về khố lượng, mật 
độ mẫu sau kh đóng hộp. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
26 
Bảng 1. Danh sách các mẫu đất được sử dụng 
STT Tên mẫu Khối lượng (gam) Mật độ (g/cm3) Cây trồng 
1 
M1A 800 1,420 
Cà rốt 
M1B 680 1,207 
2 
M2A 670 1,189 
Hành tây 
M2B 710 1,260 
3 
M3A 750 1,331 
Húng quế 
M3B 610 1,083 
4 
M4A 750 1,331 
Măng tây 
M4B 750 1,331 
5 
M5A 800 1,420 
Nha đam 
M5B 830 1,473 
6 
M6A 740 1,313 
Hoa cúc 
M6B 740 1,313 
Chú ý: hiệu A là đầu vụ trước khi bón phân; B là sau khi thu hoạch/ bón phân 
Bảng 2. Thông tin mật độ của mẫu phân bón 
Mẫu phân bón 
Tên mẫu Khối lượng (gam) Mật độ (g/cm3) 
DAP 470 0,8341 
NPK 500 0,8874 
Supe Lân 580 1,0293 
Ure 350 0,6212 
Kali 660 1,1713 
Lân Covac 370 0,6566 
Hiệu suất ghi của đầu dò: H ệu suất gh của đầu dò được tính toán đầu t ên từ 
v ệc đo đạc mẫu chuẩn (RGU1 và RGTh1) trên hệ phổ kế vớ thờ g an đo 24h sử dụng 
c ng thức (1) vớ hoạt độ mẫu chuẩn đã b ết, sau đó h ệu chỉnh ảnh hưởng của hình 
học, thành phần và mật độ cụ thể của mẫu phân tích bằng phần mềm Angle 3. [7] 
Hoạt độ phóng xạ: Sau kh có h ệu suất, tính toán hoạt độ phóng xạ của mẫu 
phân tích theo c ng thức: 
S
A=
ε(E).m.f.t 
(1) 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
27 
Trong đó A: hoạt độ riêng (Bq/kg), S: diện tích đỉnh tạ đỉnh năng lượng E (số 
đếm), ε(E): h ệu suất ghi của detector ứng vớ năng lượng E, m: khố lượng mẫu (kg), f: 
hiệu suất phát gamma của hạt nhân tạ đỉnh năng lượng E (%), t: thờ g an đo mẫu (s). 
Suất liều hấp thụ trong không khí: để đánh g á suất liều hấp thụ trong không 
khí từ các đồng vị phóng xạ có trong đất khảo sát chúng tôi sử dụng công thức [12]: 
 1 Ra Ra Th Th K KD nGy.h C .A C .A C .A (2) 
Trong đó, D là suất liều hấp thụ trong không khí, các hệ số CRa, CTh, CK lần lượt 
là các hệ số chuyển đổi từ hoạt độ phóng xạ ARa, ATh, AK sang suất liều hấp thụ của các 
nhân phóng xạ 226Ra, 232Th và 40K tương ứng. Các hệ số chuyển đổi từ hoạt độ sang 
suất liều hấp thụ có giá trị tương ứng là CRa=0,4368, CTh=0,5993, CK=0,0417. 
Liều hiệu dụng hằng năm DY: được biến đổi từ suất liều hấp thụ trong không 
khí với các hệ số biến đổi, theo công thức sau: 
DY(mSv)=D(nGy/h).8760(h).0,2.0,7(Sv/Gy).10
-6 (3) 
Trong đó: Hệ số chuyển đổi suất liều hấp thụ trong không khí sang liều hiệu dụng 
hằng năm có g á trị là 0,7 (Sv/Gy). Hệ số “ch ếm chỗ” ngoà trời (the outdoor 
ocuppancy factor) có giá trị là 0,2. 
Hoạt độ Radi tương đương Raeq: Theo nghiên cứu của UNSCEAR [12] và các 
phòng thí nghiệm trên thế giới, sự phân bố hoạt độ phóng xạ của các nguyên tố 226Ra, 
232Th, 40K là kh ng đồng nhất, do đó dẫn đến sự chiếu xạ kh ng đồng đều. Một hệ số 
gọi là hoạt độ Rad tương đương được đưa ra để so sánh hoạt độ riêng của mẫu có chứa 
lượng phóng xạ khác nhau của 226Ra, 232Th, 40K. Hoạt độ Rad tương đương được tính 
theo công thức: 
Ra Th K
eq Ra Th K
A A A
Ra = 370 + + =A + 1,43A + 0,077A
370 259 4810
 (4) 
Trong đó: hoạt độ Rad tương đương Raeq là tổng hoạt độ khối của 
226Ra, 232Th, 
40K ứng với hoạt độ riêng (10Bq/kg) của 226Ra, (7Bq/kg) của 232Th và (130Bq/kg) của 
40K đều tạo ra một liều chiếu gamma như nhau. G á trị cực đại của Raeq phải nhỏ hơn 
370Bq/kg để giữ cho suất liều hấp thụ nhỏ hơn 1,5mGy/năm. 
Chỉ số nguy hiểm bức xạ chiếu ngoài: Cách phổ biến nhất để đánh g á g ới hạn 
hoạt độ là dựa trên chỉ số nguy hiểm bức xạ chiếu ngoài I và chiếu trong I . Đối với 
liều chiếu ngoà , người ta dựa vào giá trị hoạt độ của 226Ra, 232Th, 40K. Đ ều kiện an 
toàn là I≤1. Chỉ số nguy hiểm bức xạ chiếu ngoài I hay chỉ số hoạt độ chiếu ngoài cho 
vùng khảo sát được tính bằng công thức: 
Th K
Ra Th K
γ Ra
A A A
I = + + 0 0,003,0027A A A
370 259 4810
9 0,00021 
(5) 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
28 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Hoạ độ phóng xạ gamma của mẫu phân bó đất nông nghiệp có bón phân 
a. Mẫu p â bó 
Các mẫu được thu thập, xử lí theo quy trình đã xây dựng được tham khảo từ [4]. 
Sau đó nhốt mẫu trong thời gian 1 tháng rồi tiến hành đo. Thờ g an đo mỗi mẫu là 1 
ngày. Phổ gamma đo được từ đa số các mẫu phân bón thể hiện khá rõ các đỉnh năng 
lượng đặc trưng của các đồng vị phóng xạ thường thấy trong m trường. Chúng bao 
gồm đỉnh 63,3 keV khả năng do đóng góp của 234Th - con trực tiếp của 238U, tuy nhiên 
cũng cần quan tâm sự đóng góp nh u của tia 63,9 keV (0,023%) của 232Th (chuỗi 235U) 
và 63,81 keV (0,255%) của 232Th. Sự hiện diện khá rõ nét của ha đỉnh đặc trưng 
338,32 keV và 911,20 keV của 228Ac mà hoạt độ tính từ ha đỉnh này lấy trung bình có 
trọng số dùng để đánh g á hoạt độ của 232Th khi giả sử giữa con 228Ac và mẹ 232Th có 
cân bằng địa hóa. Tuy nhiên, đối với phân bón là một chế phẩm của nhiều nguyên liệu 
khác nhau, không phả là m trường đất, đá nguyên thủy nên điều này phải cân nhắc. 
Các đỉnh đặc trưng xác suất phát cao của 214Pb (như 295,24 keV và 351,93 keV) và 
214B (609,31 keV; 1120,29 keV và 1764,49 keV) được dùng để tính hoạt độ của chính 
các đồng vị này, đồng thờ được lấy trung bình có trọng số để xác định hoạt độ của 
226Ra. Các vạch năng lượng 338,3 keV và 911,6 keV của 228Ac kết hợp với vạch 238,6 
keV của 212Pb và 583,19 keV của 208Tl được dùng để tính hoạt độ của 228Ac và do đó 
dùng để đánh g á hoạt độ của 232Th. Tuy nhiên, hoạt độ tính được từ vạch 238,6 keV 
của 212Pb thường cho giá trị hơ nhỏ hơn so với các vạch của 228Ac. Các vạch năng 
lượng của 40K trong các mẫu phân bón hầu như lu n lu n nổi trội. Hoạt độ của nó được 
tính trực tiếp th ng qua đỉnh 1460,82 keV được phát ra từ sản phẩm phân rã EC của 
con trực tiếp của nó là Ar40
18
. Với cách thức như trên, chúng t t ến hành phân tích phổ 
đo từ các mẫu phân bón khảo sát, trừ ph ng, xác định d ện tích đỉnh của các vạch năng 
lượng quan tâm. Để xác định g á trị h ệu suất tương ứng vớ các vạch năng lượng này, 
chúng tôi dùng mẫu chuẩn RGU1, RGK1 để tính toán hiệu suất với cấu hình của mẫu 
chuẩn. Chú ý rằng các mẫu được chuẩn bị trong hộp Marinelli có cùng chiều cao mẫu, 
nhưng do chất nền khác nhau nên khi nén mẫu sẽ có mật độ khác nhau. Bảng 1 và Bảng 
2 cho thông tin về khố lượng và mật độ của các mẫu phân bón và đất đã được chuẩn 
bị. Do đó sau khi tính toán hiệu suất từ thực nghiệm trên mẫu chuẩn chúng tôi sử dụng 
phần mềm Angle [8] để hiệu chỉnh về thành phần, mật độ khi tính toán hiệu suất cho 
từng loại mẫu phân tích. Sau khi có hiệu suất, tính toán hoạt độ của các đồng vị trong 
mẫu dựa vào c ng thức (1). Các g á trị hoạt độ tính toán được từ 6 mẫu phân bón đã 
thu thập được trình bày trong Bảng 4. Kết quả cho thấy trong các mẫu phân bón khảo 
sát, có 2 loạ phân bón có đầy đủ các đồng vị phóng xạ nguyên thủy là Supe Lân và 
Lân Covac, hai mẫu phân bón này chủ yếu thường dùng để bón lót cho cây trồng, ngoài 
ra trong quá trình s nh trưởng có thể bón bổ sung cho cây. Chúng được khai thác từ các 
mỏ quặng trong tự nh ên, đ ều này đúng với dự đoán ban đầu về thành phần các đồng 
vị phóng xạ. R êng đối với phân bón Ure, là sản phẩm phụ kèm theo của quá trình khai 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
29 
thác dầu mỏ ở các mỏ dầu khí ở thềm lục địa phía nam Việt Nam, chúng không có sự 
tồn tại của các loạ đồng vị phóng xạ nguyên thủy nào. 
Các loại phân DAP, NPK, Supe Lân và Lân Covac đều cho thấy được sự tồn tại 
các đồng vị phóng xạ khá lớn. Trong số các phân bón nêu trên, hàm lượng 238U cao 
nhất ở mẫu DAP (1246,85Bq/kg) và thấp nhất ở phân Lân Covac (86,43Bq/kg); hàm 
lượng 226Ra cao nhất ở Supe Lân (101,43Bq/kg) và thấp nhất ở DAP (6,04Bq/kg); hàm 
lượng 232Th ở các mẫu phân bón hầu như rất thấp; hàm lượng 40K cao ở mẫu Kali 
clorua (15844,80Bq/kg) và NPK (2384,54Bq/kg) thấp nhất ở phân DAP (73,91Bq/kg). 
Vì vậy, có khả năng có sự tái phân bố lạ hàm lượng phóng xạ có trong các mẫu đất do 
sự đóng góp đáng kể từ phân bón do sau mỗi vụ mùa, một lượng phân bón mới lạ được 
cho vào trong đất, sau nhiều năm sự tích tụ các đồng vị cứ tăng dần. Đ ều này cần có sự 
đánh g á k lưỡng và định kì để theo dõi sự biến động của mức phông phóng xạ và có 
những biện pháp cụ thể. 
Bảng 4. Hoạt độ phóng xạ có trong các mẫu phân bón khảo sát 
Mẫu 
 phân bón 
Hàm lượng các đồng vị phóng xạ (Bq/kg) 
238
U 
226
Ra 
232
Th(
228
Ac) 
40
K 
DAP 1246,85 ± 67,95 6,04 ± 0,19 - 73,91 ± 3,99 
Kali Clorua - - - 15844,80 ± 810,68 
NPK 88,05 ± 5,30 40,08 ± 2,35 6,16 ± 0,28 2384,54 ± 122,00 
Ure - - - - 
Supe Lân 116,05 ± 3,95 101,43 ± 2,07 12,74 ± 0,37 78,95 ± 4,30 
Lân Covac 86,43 ± 5,31 18,19 ± 0,57 22,77 ± 0,66 545,86 ± 28,16 
b. Mẫu đấ u củ 
Trong khuôn khổ đề tài, chúng tôi thực hiện lấy mẫu phân tích từ đất trồng rau 
trước và sau khi bón phân trên nhiều luống đất trồng ứng với nhiều loại rau khác nhau. 
Mỗi vụ mùa có thờ g an dao động từ 60-70 ngày tùy theo loại rau trồng. Các đợt bón 
phân cách nhau từ 7 đến 10 ngày tùy thuộc vào loại cây trồng. Các loạ cây như húng 
quế, nha đam, măng tây hấp thụ lượng phân bón nhanh hơn; còn 3 loại cây còn lại là 
hành tây, hoa cúc, cà rốt hấp thụ phân chậm hơn. 
Các mẫu đất trước và sau kh bón phân được lấy tại cùng 1 khu vực, trong phạm 
vi bán kính 0,5m. Giữa các mẫu tại cùng một vị trí lấy có sự thay đổi khố lượng, dẫn 
đến mật độ cũng khác nhau là đ ều khó tránh khỏi. Thành phần và loạ đất của các mẫu 
được xem là giống nhau, chúng đều lấy từ đất nông nghiệp của người nông dân. 
Cũng tương tự như trên, các mẫu đất sau khi thu thập được xử lí và chuẩn bị mẫu 
theo quy trình của phòng thí nghiệm đã xây dựng. Mẫu được nhốt với thời gian trên 1 
tháng để đạt sự cân bằng phóng xạ giữa các nhân con cháu dưới 226Ra. Sau đó được đo 
trên hệ phổ kế gamma phông thấp GMX và tính toán hoạt độ thông qua giá trị hiệu suất 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
30 
đỉnh của vạch năng lượng tương ứng của đầu dò được tính từ phần mềm Angle. Chú ý 
rằng mặc dù các mẫu đất được chuẩn bị trong cùng hình học mẫu Marinelli với cùng kích 
thước như nhau, nhưng do tính chất của đất, hoặc do độ nén mẫu khác nhau trong thao tác 
chuẩn bị mẫu, mật độ của mỗi mẫu có thể khác nhau như đã cho trong Bảng 2. Do đó cần 
tính toán và hiệu chỉnh hiệu suất cho từng mẫu tương ứng. Vì mẫu đất thu thập được là 
đất bề mặt, thường được cày xới sau mỗi vụ mùa, do đó sẽ không còn tính cân bằng địa 
hóa giữa đồng vị mẹ và con, cháu trong cùng một dãy như đã trình bày ở trên. 
Hình 1, 2, 3, 4 trình bày biểu đồ dạng cột so sánh hoạt độ của 238U, 226Ra, 232Th và 
40K trong 6 mẫu đất trước và sau khi bón phân. 
Hình 1. Hoạt độ 238U 
 trước và sau khi bón phân 
Hình 2. Hoạt độ 226Ra 
 trước và sau khi bón phân 
Hình 3. Hoạt độ 232Th 
trước và sau khi bón phân 
Hình 4. Hoạt độ 40K 
 trước và sau khi bón phân 
Kết quả cho thấy các mẫu đất sau kh bón phân đều có xu hướng g a tăng hoạt độ 
phóng xạ. Hoạt độ của 238U trước khi bón phân dao động từ 36,19 - 79,07 Bq/kg, sau 
kh bón phân dao động từ 64,91 - 87,65Bq/kg. Hoạt độ của 226Ra trước khi bón phân 
dao động từ 32,22 - 56,16Bq/kg, sau kh bón phân dao động từ 46,73 - 74,92 Bq/kg. 
Hoạt độ của 232Th trước kh bón phân dao động từ 50,86 - 77,40Bq/kg, sau khi bón 
phân dao động từ 62,58 - 101,22Bq/kg. Hoạt độ của 40K trước kh bón phân dao động 
từ 687,57 -857,15 Bq/kg, sau kh bón phân dao động từ 731,18 - 890,98 Bq/kg cho thấy 
vùng đất khảo sát có hàm lượng 40K rất cao do đất dùng để trồng trọt lâu đời. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
31 
Bảng 5 trình bày việc đánh g á hệ số tương quan rpm giữa hoạt độ phóng xạ tổng 
cộng (Bq) có trong lượng phân bón được bón vào đất trong một vụ mùa P (tính trong 
1000m2 đất) và dư lượng hoạt độ phóng xạ (Bq) có trong lượng mẫu đất thứ m sau khi 
thu hoạch. Chú ý rằng trong suốt vụ mùa, DAP được bón 3 lần, mỗi lần tố đa 10 kg; 
KCl được bón 3 lần, mỗi lần tố đa 5 kg; NPK được bón 3 lần, mỗi lần tố đa 15 kg; 
Super Lân được bón 1 lần, mỗi lần tố đa 15 kg; Lân Covac được bón 1 lần, mỗi lần tối 
đa 30 kg. 
Bả 5. Hệ số tương quan rpm giữa hoạt độ phóng xạ (Bq) trong phân bón P 
 và có trong mẫu đất thứ m sau khi thu hoạch (có bón phân) 
Đồng vị phóng xạ 238U 226Ra 232Th 40K rpm 
Đất 
trồng rau Mẫu phân bón 
 vào đất P 
45701,40 2248,35 1151,40 364753,70 
M1 32,01 14,51 11,72 33,83 0,71 cà rốt 
M2 1,49 7,49 18,64 35,10 0,83 hành tây 
M3 9,00 16,57 20,50 43,33 0,90 húng quế 
M4 16,22 21,47 29,79 16,06 0,58 măng tây 
M5 6,63 0,42 4,84 15,91 0,94 nha đam 
M6 3,16 5,20 -5,56 51,85 0,98 hoa cúc 
Kết quả cho thấy mẫu đất trồng hành tây M2, húng quế M3, nha đam M5 và hoa 
cúc M6 có sự tương quan khá tốt giữa lượng hoạt độ phóng xạ có trong phân bón vào 
đất và hoạt độ phóng xạ tồn dư trong đất sau thu hoạch trong một vụ mùa. Lượng 
phóng xạ còn lạ trong đất sau khi thu hoạch rau củ rất ít và thay đổi khác nhau với cây 
trồng khác nhau được giải thích một phần do cây hấp thụ và phần còn lại thấm ngang 
và thấm sâu vào đất. Do đó, cần đánh g á hoạt độ phóng xạ trong cây trồng tương ứng 
và khảo sát phóng xạ theo độ sâu, cũng như trong dòng nước tưới tiêu để đánh g á sự 
tích lũy phóng xạ trong đất và m trường xung quanh do sử dụng phân bón lâu dài. 
3.2. Đá iá suấ liều ấp ụ ô í, liều iệu dụ ằ , ạ độ 
R đ c ỉ s uy iể bức xạ ừ đấ ả sá 
Bảng 7 trình bày suất liều hấp thụ trong không khí, liều hiệu dụng hằng năm, hoạt 
độ Ra tương đương và chỉ số nguy hiểm bức xạ từ đất khảo sát. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
32 
Bảng 7. Suất liều hấp thụ trong không khí, Suất liều hiệu dụng hằng năm, 
 Hoạt độ Ra tương đương và Chỉ số nguy hiểm bức xạ từ đất khảo sát 
Mẫu trước khi trồng (chưa bón phân) 
Mẫu 
Suất liều 
 hấp thụ 
 trong không khí 
(nGy/h) 
Suất liều hiệu 
dụng hàng năm 
DY (mSv) 
Hoạt độ Raeq 
(Bq/kg) 
Chỉ số 
 nguy hiểm 
bức xạ 
M1 80,30±1,97 0,098±0,002 170,95±3,79 0,465±0,010 
M2 96,67±2,03 0,119±0,002 210,45±4,08 0,573±0,011 
M3 94,26±1,95 0,116±0,002 205,91±3,94 0,560±0,011 
M4 99,97±2,74 0,123±0,003 221,92±4,00 0,597±0,015 
M5 100,74±1,94 0,124±0,002 223,22±4,12 0,604±0,011 
M6 95,36±1,85 0,117±0,002 209,84±3,80 0,571±0,010 
Trung bình 86,52±0,80 0,106±0,001 187,97±1,59 0,512±0,004 
Mẫu đất sau khi thu hoạch (đã bón phân) 
Mẫu 
Suất liều hấp thụ 
trong không khí 
(nGy/h) 
Suất liều hiệu 
dụng hàng năm 
DY (mSv) 
Hoạt độ Raeq 
(Bq/kg) 
Chỉ số nguy 
hiểm bức xạ 
M1 95,07±2,17 0,117±0,003 204,83±4,28 0,557±0,012 
M2 112,57±2,33 0,138±0,003 247,30±4,84 0,673±0,013 
M3 115,59±2,29 0,142±0,003 255,13±4,78 0,694±0,013 
M4 125,19±2,31 0,154±0,003 278,38±4,91 0,757±0,013 
M5 102,91±2,01 0,126±0,002 226,71±4,12 0,617±0,011 
M6 96,46±1,95 0,118±0,002 211,08±3,98 0,574±0,011 
Trung bình 103,86±0,87 0,127±0,001 227,73±1,78 0,621±0,005 
Số liệu Bảng 7 cho thấy trước và sau khi bón phân hoạt độ Ra tương đương dù 
chưa vượt qua ngưỡng 370Bq/kg nhưng khá lớn và có xu hướng tăng sau kh bón phân. 
Tương tự chỉ số nguy hiểm bức xạ cũng khá cao dù chưa vượt ngưỡng 1. Ví dụ mẫu 
M4 sau khi thu hoạch chỉ số nguy hiểm bức xạ do chiếu ngoà lên đến 0,76. Vùng đất 
này được biết là vùng trồng rau củ chủ yếu của người dân trong khu vực; do đó có khả 
năng tích lũy phóng xạ từ phân bón. 
4. Kết luận 
Trong công trình này, nhóm tác giả đã thực hiện việc nghiên cứu mức phông 
phóng xạ có trong phân bón vào đất vớ m hình đất nông nghiệp đ ển hình tại tỉnh 
Ninh Thuận, Việt Nam. Phân bón thường được sử dụng nơ đây bao gồm Phân Lân 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
33 
COVAC, Super Lân, NPK, Ure, DAP, KCl. Kết quả cho thấy hoạt độ phóng xạ 238U, 
226Ra, 232Th và 40K trong phân bón vào đất khá cao. Hoạt độ tổng cộng tính trên 1000m3 
trong một vụ mùa của 238U là 45701,4 Bq, của 226Ra là 2248,35 Bq, của 232Th là 1151,4 
Bq và 40K là 364753,7Bq. Tuy nh ên, dư lượng hoạt độ phóng xạ trong đất sau khi thu 
hoạch còn lại không nhiều. Đ ều này được giải thích là do cây trồng hấp thụ lượng chất 
d nh dưỡng từ phân bón và phần còn lạ theo nước tưới tiêu thấm ngang và thấm sâu 
xuống đất. Do đó cần đánh g á hoạt độ phóng xạ trong cây trồng tương ứng và khảo sát 
phóng xạ theo độ sâu để đánh g á sự tích lũy phóng xạ trong đất do sử dụng phân bón 
lâu dài. Kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ trên các mẫu đất cho thấy trước và sau khi 
bón phân ở vụ mùa khảo sát, đất nơ này cũng đã chứa hoạt độ phóng xạ khá cao, gây 
nên liều hiệu dụng hằng năm khá lớn, hoạt độ Ra tương đương cao và chỉ số nguy hiểm 
bức xạ do chiếu ngoài cao gần 60% mức ngưỡng giới hạn cho phép. Tỉ lệ này có xu 
hướng g a tăng sau kh thu hoạch một vụ mùa. Vùng đất này được biết là vùng trồng 
rau củ chủ yếu của ngườ dân nơ này. Do đó có khả năng tích lũy phóng xạ từ phân 
bón. Tuy nhiên, cần có số liệu mức phông phóng xạ từ đất nguyên thủy (chưa có kha 
phá) ở khu vực này để có thể kết luận hoạt độ phóng xạ cao của 238U, 226Ra, 232Th, và 
đặc biệt khá cao của 40K có phả là do tích lũy trong quá trình bón phân hay kh ng. 
Ngoài ra cần theo dõ có định kì nhiều năm để có thể đánh g á xu hướng g a tăng chất 
phóng xạ tích lũy trong đất. 
 i c Công trình này được thực hiện trên hệ phổ kế gamma HPGe GMX35P4-70 
theo đề tài loại C cấp ĐHQG-TPHCM, mã số C2015-18-07 và được ĐHQG TPHCM đầu 
tư thiết bị cũng như duyệt xét kinh phí. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Nguy n Đức Thành và tgk (2010),“Xây dựng cơ sở dữ liệu về phông phóng xạ ở một 
số khu vực tại tỉnh Thừa Thiên - Huế và đánh g á mức độ ảnh hưởng đến môi 
trường”, Trung Tâm Hạt nhân TPHCM, Đề tài cấp Sở Khoa học Công nghệ Tỉnh 
Thừa - Thiên Huế. 
2. Trần Văn Luyến (2005), “Ngh ên cứu nền phông phóng xạ vùng Nam Bộ Việt 
Nam”, LATS, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM. 
3. Ashraf, E. M. K., Higgy, R. H., & Pimpl, M. (2001), “Rad olog cal Impacts of 
Natural Radioactivity in Abu-Taror Phos-phate Depos ts Egypt”, Journal of 
Environmental Radio-activity, Vol. 55, No. 3, 255-267. 
4. BS ISO18589-1:2005 (2005), Measurement of radioactivity in the environment — 
Soil, A guidebook of Bristish Standard, 1-90. 
5. Jibiril, N.N., & Fasae, K.P. (2012), “Activity Concentrations of 226Ra, 232Th and 40K 
 n Brands of Fert l zer Used n N ger a”, Radiation Protrction Dosimetry, Vol.148, 
No 1, 2012, 132-137. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
34 
6. Lambert, R., Grant, C., & Sauve, C. (2007), “Cadm um and z nc n so l solut on 
extracts following the application of phosphate fert l zers”, Sci. Total Environ, 378, 
293–305. 
7. Ortec (2012), Angle 3 Software of Semiconductor Detector Efficiency Calculation, 
Ortec. 
8. Pezzarossa, B.F., Malorgio, F., Lubrano, L., Tognoni, F., & Petruzzeli, G. (1990), 
“Phosphat c fert l zers as sources of heavy metals n protected cult vat on”. Comm. 
Soil Sci. Plant Anal, 21, 737–751. 
9. Rehman, S., Imtiaz, N., Faheem, M. & Mat ullah (2006), “Determ nat on of 238U 
Contents in Ore Samples Using CR-39 Based Radon Dosimeter Disequilibrium 
Case”, Radiation Measurements, Vol. 41, 471-476. 
10. Righi, S., Lucialli, P., & Bruzzi, L. (2005), “Health and Env ronmental Impacts of a 
Fert l zer Plant Part I: Assessment of Rad oact ve Pollut on”, Journal of 
Environmental Radioactivity, Vol. 82, No. 2, 167-182. 
11. Singh, B.R. (1994), “Trace element ava lab l ty to plants n agr cultural so ls, w th 
spec al emphas s on fert l zer nputs”, Environ. Rev.2, 133–146. 
12. UNSCEAR (2000), United nations Scientific committee on the Effects of Atomic 
Radiation. Ionizing radiation: Sources and biological effects, New York: United 
Nations. Annex B, D. 
(Ngày Tòa soạn nhận được bài: 02-02-2016; ngày phản biện đánh giá: 08-3-2016; 
ngày chấp nhận đăng: 13-6-2016) 

File đính kèm:

  • pdfbuoc_dau_nghien_cuu_muc_phong_phong_xa_gamma_trong_cac_loai.pdf