Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 6 * 2014 <br />
<br />
Nghiên cứu Y học<br />
<br />
<br />
<br />
KHẢO SÁT TỔNG HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ ALPHA VÀ BETA <br />
TRONG NƯỚC UỐNG ĐÓNG CHAI <br />
Phan Long Hồ*, Lê Đình Hùng* <br />
<br />
TÓM TẮT <br />
Đặt vấn đề: Kiểm tra mức độ nhiễm bẩn phóng xạ thông qua việc xác định giá trị tổng hoạt độ phóng xạ <br />
alpha và tổng hoạt độ phóng xạ beta là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng của một <br />
nguồn nước. <br />
Mục tiêu: Triển khai và định trị phương pháp phân tích tổng hoạt độ phóng xạ alpha/beta trong mẫu nước <br />
uống đóng chai theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 8879: 2011; Khảo sát mức nhiễm bẩn tổng hoạt độ phóng xạ <br />
alpha/beta trong một số mẫu nước uống đóng chai và nước khoáng đang lưu hành trên thị trường; Ước lượng <br />
liều tương đương hằng năm mà dân chúng nhận được khi sử dụng nước uống đóng chai. <br />
Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu cắt ngang mô tả. Phân tích tổng hoạt độ phóng xạ <br />
alpha và tổng hoạt độ phóng xạ beta của 254 mẫu nước uống đóng chai và nước khoáng được thu thập từ tháng 6 <br />
đến tháng 9 năm 2013. <br />
Kết quả nghiên cứu: Hiệu suất thu hồi đối với phương pháp phân tích tổng hoạt độ phóng xạ alpha là <br />
93,61% và 87,53% đối với tổng hoạt độ phóng xạ beta.Tổng hoạt độ phóng xạ alpha có giá trị trong khoảng từ <br />
0,006 Bq/l đến 0,462 Bq/l,mức tổng hoạt độ alpha trung bình là 0,041 ± 0,008 Bq/l. Tổng hoạt độ phóng xạ beta <br />
có giá trị trong khoảng từ 0,011 đến 0,334 Bq/l, mức tổng hoạt độ beta trung bình là 0,041 ± 0,006Bq/l. Tất cả các <br />
mẫu nước khảo sát đều có giá trị tổng hoạt độ alpha và giá trị tổng hoạt độ beta không vượt quá ngưỡng quy định <br />
theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia (QCVN) 6‐1/2010/BYT. Kết quả tính toánsuất liều tương đương trung bình <br />
của 254 mẫu nước uống đóng chai là 0,017 ± 0,003 mSv/năm (mức đề nghị của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) là <br />
≤ 0,1 mSv/năm) giá trị này được tính toán dựa trên lượng nước tiêu thụ hằng năm cho mỗi người dân là 730 lít <br />
(tương ứng 2 lít/ngày). <br />
Kết luận: Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy rằng hầu hết các mẫu nước uống đóng chai và nước <br />
khoáng đều có giá trị tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta nằm trong giới hạn cho phép theo quy định của <br />
QCVN 6‐1/2010/BYT. Tuy nhiên, kết quả tính toán suất liều tương đương có 2/254 mẫu vượt quá giới hạn đề <br />
nghị của WHO, từ đó cho thấy ngoài việc đánh giá mức độ an toàn của nguồn nước uống đóng chai thông qua <br />
giá trị tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta, chúng ta nên ước lượng suất liều tương đương hằng năm để cảnh <br />
báo cho người dân nhằm hạn chế sử dụng những loại nước uống đóng chai có giá trị suất liều tương đương vượt <br />
quá mức đề nghị của WHO. <br />
Từ khóa: Alpha, beta, nước uống đóng chai. <br />
<br />
ABSTRACT <br />
GROSS ALPHA AND GROSS BETA RADIOACTIVITY CONTAMINATION IN DRINKING WATER <br />
Phan Long Ho, Le Dinh Hung * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 ‐ Supplement of No 6‐ 2014: 627 ‐ 633 <br />
Background: Gross alpha and gross beta radioactivity are the most important criteria for evaluating the <br />
level of radioactive contamination in drinking water. <br />
Objectives: Validate gross alpha and gross beta radioactivity measurement procedures in drinking water <br />
according to Vietnam National Standards TCVN 8879:2011; Examine gross alpha and gross beta radioactivity <br />
*Viện Y tế công cộng TP. Hồ Chí Minh <br />
Tác giả liên lạc: Ths. Phan Long Hồ ĐT: 0918563609 <br />
<br />
Chuyên Đề Y Tế Công Cộng <br />
<br />
Email: Phanlongho.ihph@yahoo.com.vn <br />
<br />
627<br />
<br />
Nghiên cứu Y học <br />
<br />
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 6 * 2014<br />
<br />
<br />
contamination in mineral and drinking water; Estimate effective dose equivalent of gross alpha and gross beta <br />
radioactivity from drinking water in population per year <br />
Methods: A cross‐sectional study was conducted on 254 mineral and drinking water samples collected from <br />
Jun to September in 2013. All samples were tested for gross alpha and gross beta radioactivity. <br />
Result: The recovery efficiency of gross alpha and gross beta radioactivity analysis methods was 93.61 % <br />
and 87.53 %, respectively. Gross alpha radioactivity ranged from 0.006 to 0.462 Bq/l with an average of 0.041 ± <br />
0.008 Bq/l. Gross beta radioactivity ranged from 0.011 to 0.334 Bq/l with an average of 0.041 ± 0.006 Bq/l. All of <br />
drinking water samples had gross alpha and gross beta radioactivity level lower than those of the Viet Nam <br />
National Technical Regulation QCVN 6‐1/2010 Ministry of Health. The mean annual effective dose equivalent <br />
was 0.017 ± 0.003 mSv/year that is lower than WHO(World Health Organization) recommended levels ≤ 0.1 <br />
mSv/year). The annual effective dose equivalent was calculated using the amount of water consumption about <br />
730 litters per inhabitant per year or 2 litters per day recommended by WHO. <br />
Conclusion: Most of the drinking water samples had gross alpha and gross beta radioactivity levels that <br />
meet the standard of the Viet Nam National Technical RegulationQCVN6‐1/2010 Ministry of Health. However, <br />
in regarding to effective dose equivalent, two out of 254 water samples did not meet the standard recommended by <br />
WHO. Thus, when evaluating the level of radioactive contamination in drinking water, effective dose equivalent <br />
recommended by WHO should be included instead of only using level of gross alpha and gross beta radioactivity <br />
contamination. <br />
Keywords: Alpha, beta, drinking water. <br />
<br />
ĐẶT VẤN ĐỀ <br />
Kiểm tra mức độ nhiễm bẩn phóng xạ thông <br />
qua giá trị tổng hoạt độ phóng xạ alpha và tổng <br />
hoạt độ phóng xạ beta là một trong những tiêu <br />
chí quan trọng để đánh giá chất lượng nguồn <br />
nước mà người dân sử dụng cho ăn uống. Theo <br />
quy chuẩn QCVN 6‐1/2010/BYT về nước khoáng <br />
thiên nhiên và nước uống đóng chai quy định <br />
mức tổng hoạt độ phóng xạ alpha không được <br />
vượt quá 0,5 Bq/l và mức tổng hoạt độ phóng xạ <br />
beta không được vượt quá1 Bq/l(2). <br />
Bên cạnh đó, giá trị suất liều tương đương <br />
hằng năm mà dân chúng nhận được sẽ được <br />
tính toán dựa trên tổng hoạt độ phóng xạ của tất <br />
các các đồng vị phát bức xạ có trong mẫu nước <br />
mà dân chúng sử dụng. Theo WHO, một nguồn <br />
nước uống được xem là an toàn nếu tổng liều <br />
gây bởi các đồng vị phóng xạ không vượt quá <br />
0,1 mSv/năm, giá trị này được tính toán dựa vào <br />
lượng nước tiêu thụ trung bình mỗi ngày là 2 lít <br />
nước. Các bức xạ phát ra từ các đồng vị phóng <br />
xạ chứa trong nguồn nước là tác nhân trực tiếp <br />
gây ra sự chiếu xạ trong lên các cơ quan nội tạng <br />
<br />
628<br />
<br />
cơ thể con người và đó là nguyên nhân gây ra <br />
tổng suất liều tương đương hằng năm mà dân <br />
chúng nhận được khi sử dụng nguồn nước trong <br />
ăn uống. <br />
Ở Việt Nam hiện nay do điều kiện kinh tế <br />
còn khó khăn, trang thiết bị phục vụ công tác <br />
phân tích và kiểm tra phóng xạ trong nước cũng <br />
như trong thực phẩm còn rất hạn chế nên có rất <br />
ít các nghiên cứu liên quan đến phóng xạ trong <br />
nước uống hoặc thực phẩm, đặc biệt là các <br />
nghiên cứu đánh giá tổng hoạt độ phóng xạ <br />
alpha/beta trong nước uống. Do vậy, việc thực <br />
hiện đề tài là hết sức cần thiết, qua đó giúp <br />
chúng ta có cái nhìn tổng thể về mức độ an toàn <br />
phóng xạ trong một số mẫu nước uống đóng <br />
chai đang lưu đang lưu hành trên thị trường. <br />
<br />
Mục tiêu nghiên cứu <br />
Triển khai phương pháp và định trị <br />
phương pháp phân tích tổng hoạt độ phóng xạ <br />
Alpha/beta trong mẫu nước uống đóng chai <br />
theo tiêu chuẩn TCVN 8879 : 2011(1), trên hệ đo <br />
tổng alpha/beta WPC‐1050 đặt tại Labo Vật lý <br />
Môi trường. <br />
<br />
Chuyên Đề Y Tế Công Cộng <br />
<br />
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 6 * 2014 <br />
<br />
Nghiên cứu Y học<br />
<br />
<br />
Khảo sát mức nhiễm bẩn phóng xạ tổng hoạt <br />
độ alpha/beta trong một số mẫu nước uống <br />
đóng chai và nước khoáng đang lưu hành trên <br />
thị trường. <br />
<br />
khoáng) để đảm bảo khối lượng trên khay đếm <br />
không được vượt quá 20 mg/cm2 thì thể tích <br />
mẫu sử dụng cho phân tích có thể được giảm <br />
xuống sao cho phù hợp. <br />
<br />
Ước lượng suất liều tương đương hằng năm <br />
mà dân chúng nhận được khi sử dụng nước <br />
uống đóng chai. <br />
<br />
Mẫu sau khi thu thập được mã hóa theo quy <br />
ước trong hệ thống phòng thí nghiệm đạt chuẩn <br />
ISO/IEC 17025 và được bảo quản trong phòng <br />
lưu mẫu ở nhiệt độ từ 25 đến 300C. <br />
<br />
PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN <br />
CỨU <br />
Cỡ mẫu <br />
Từ nguồn chuẩn gốc Am‐241 và Sr‐90 được <br />
cung cấp bởi NIST chúng tôi tạo ra 29 mẫu dùng <br />
để định trị phương pháp phân tích và kiểm tra <br />
quy trình xử lý mẫu. <br />
<br />
Xử lý mẫu <br />
Dựa theo TCVN 8879: 2011 về “Chất lượng <br />
nước – Đo tổng hoạt độ phóng xạ alpha và beta <br />
trong nước không mặn – Phương pháp lắng <br />
đọng nguồn mỏng”, chúng tôi đã cụ thể hóa quy <br />
trình xử lý mẫu theo sơ đồ như sau: <br />
<br />
Tổng số mẫu nước uống đóng chai và nước <br />
khoáng dùng để khảo sát và tính tỷ lệ là 254 <br />
mẫu. Trong đó 200 mẫu dịch vụ do khách hàng <br />
gửi đến kiểm nghiệm và 54 mẫu nước uống <br />
đóng chai và nước khoáng được mua trên thị <br />
trường từ tháng 6 đến tháng 9 năm 2013, cụ thể <br />
như trong bảng 1. <br />
Bảng 1: Chi tiết 54 mẫu nước uống đóng chai và <br />
nước khoáng giám sát trên thị trường <br />
Nguồn nước<br />
Nguồn nước<br />
Nguồn nước thủy<br />
khoáng<br />
ngầm<br />
cục<br />
Tên mẫu<br />
Tên mẫu<br />
Tên mẫu<br />
Số<br />
Số<br />
Số<br />
lượng<br />
lượng<br />
lượng<br />
Lav<br />
3<br />
Aquafi<br />
3<br />
Wat<br />
3<br />
VH<br />
3<br />
FuWa<br />
3<br />
Ang<br />
3<br />
Dap<br />
3<br />
Das<br />
3<br />
ĐT<br />
3<br />
Evi<br />
3<br />
Sapu<br />
3<br />
Aquac<br />
3<br />
Mio<br />
3<br />
CoM<br />
3<br />
San<br />
3<br />
MoB<br />
3<br />
Nub<br />
3<br />
Nel<br />
3<br />
<br />
Chọn mẫu <br />
Trong phạm vi khảo sát của đề tài, mẫu <br />
được chọn là các mẫu nước uống đóng chai và <br />
các mẫu nước khoáng có hàm lượng cặn thấp. <br />
Thể tích mẫu được dùng trong phân tích <br />
tổng hoạt độ phóng xạ alpha và beta đối với các <br />
mẫu nước uống đóng chai và nước khoáng có <br />
hàm lượng cặn dưới 200 mg/l là 500 ml. Trong <br />
trường hợp những mẫu nước có hàm lượng cặn <br />
lớn hơn 200 mg/l (đặc biệt là các mẫu nước <br />
<br />
Chuyên Đề Y Tế Công Cộng <br />
<br />
Hình 1: Quy trình xử lý mẫu theo TCVN 8879:2011 <br />
Mẫu nước được đựng trong các becher 600 <br />
ml, sau đó được thêm vào khoảng 1 ml dung <br />
dịch axit HNO3 1N để chắc chắn toàn bộ phần <br />
cặn sẽ được thu hồi sau khi đun, mẫu được làm <br />
bay hơi trên bếp hồng ngoại tới thể tích còn lại <br />
<br />
629<br />
<br />
Nghiên cứu Y học <br />
<br />
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 6 * 2014<br />
<br />
<br />
khoảng từ 2 ‐ 3 ml, dùng μPipet 1000μl chuyển <br />
toàn bộ thể tích trong becher sang khay đếm <br />
(trước đó đã cân xác định khối lượng mp), dùng <br />
nước cất 2 lần tráng lại nhiều lần để đảm bảo <br />
toàn bộ cặn trong becher được chuyển sang khay <br />
đếm. Sấy khay đếm dưới đèn hồng ngoại ở nhiệt <br />
độ dưới 8500C tới khối lượng không đổi để thu <br />
được lớp cặn lắng. Đặt khay đếm trong bình hút <br />
ẩm tới nhiệt độ phòng trong 10 phút. Cân xác <br />
định khối lượng cặn lắng và khay đếm (Mpd) <br />
bằng cân điện tử 4 số lẻ. Tổng hoạt độ phóng xạ <br />
alpha và beta của lớp cặn lắng và khay đếm sẽ <br />
được xác định bằng cách đo trên hệ đo tổng <br />
alpha/beta WPC – 1050. <br />
<br />
Thiết bị nghiên cứu <br />
Thiết bị chính được dùng để xác định tổng <br />
hoạt độ phóng xạ alpha‐beta là hệ đo tổng WPC‐<br />
1050 sử dụng đầu dò tỉ lệ khí P10 của hãng <br />
Protean Instrument (Mỹ). Hệ đo được vận hành <br />
trực tiếp trên máy tính thông qua phần mềm <br />
điều khiển ‐ Vista 2000(3). Một số thông số cơ bản <br />
của hệ đo được cho trong bảng 2 dưới đây: <br />
Bảng 2: Các thông số đặc trưng của hệ đo tổng hoạt <br />
độ phóng xạ alpha/ beta WPC – 1050 <br />
<br />
Trong đó: <br />
A: Tổng hoạt độ alpha (Bq/l). <br />
IR: Lượng nước tiêu thụ hằng năm (2lít/ngày) = <br />
730lít/năm <br />
IDRa: Hệ số liều tương đương đối với đồng vị Ra‐226 (2,8 <br />
x 10‐7 Sv/Bq/năm). <br />
<br />
Chú ý: Giá trị liều tương đương mà dân <br />
chúng nhận được qua tiêu thụ nước uống đóng <br />
chai phần lớn gây ra bởi bức xạ alpha. Liều nhận <br />
được từ bức xạ beta hầu như không đáng kể mặc <br />
dù tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước uống <br />
đóng chai xấp xỉ tổng hoạt độ của alpha. <br />
Nguyên nhân là bởi vì đồng vị gây ra tổng suất <br />
liều tương đương đối với bức xạ beta chủ yếu là <br />
từ K40 – có hệ số chuyển đổi liều tương đối thấp <br />
(IDKa‐40~5 x 10‐6 mSv/Bq/năm). <br />
<br />
Tiêu chí đánh giá <br />
Mức nhiễm bẩn phóng xạ: dựa theo QCVN6‐<br />
1/2010/BYT của Bộ Y tế về nước khoáng thiên <br />
nhiên và nước uống đóng chai quy định mức <br />
tổng hoạt độ phóng xạ alpha không được vượt <br />
quá 0,5 Bq/l và mức tổng hoạt độ phóng xạ beta <br />
không được vượt quá 1 Bq/l. <br />
Suất liều tương đương: dựa vào mức đề nghị <br />
của WHO (DR ≤ 0,1 mSv/năm). <br />
<br />
Thông số<br />
<br />
Đặc tính kỹ thuật<br />
<br />
Model:<br />
<br />
WPC – 1050<br />
<br />
Số Serries (S/N):<br />
<br />
1248123<br />
<br />
Chế độ đo<br />
<br />
Tự động<br />
<br />
Kết quả định trị phương pháp <br />
<br />
Hệ vận chuyển mẫu<br />
<br />
50 mẫu<br />
<br />
Bảng 3: Kết quả định trị phương pháp theo tiêu <br />
chuẩn TCVN 8879:2011 <br />
<br />
Loại đầu dò<br />
<br />
Tỷ lệ dòng khí P-10<br />
<br />
Cửa sổ đầu dò<br />
<br />
80 g<br />
<br />
Phông <br />
<br />
0,05 – 0,1 CPM<br />
<br />
Phông <br />
<br />
0,7 – 0,9 CPM<br />
<br />
Hiệu suất đếm <br />
<br />
40% (với nguồn Am241)<br />
<br />
Hiệu suất đếm <br />
<br />
55 % (với nguồn Sr90)<br />
<br />
Môi trường vận hành<br />
<br />
t0: 10 – 400C<br />
Hr%: 20 – 90%<br />
<br />
Tính toán suất liều tương đương hằng năm <br />
gây bởi bức xạ alpha <br />
Công thức tổng quát tính suất liều tương <br />
đương theo hoạt độ phóng xạ của từng đồng vị <br />
phóng xạ như sau: <br />
<br />
KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN <br />
<br />
Kết quả định trị<br />
Alpha<br />
Beta<br />
Độ lặp lại RSDr (%)<br />
6,19<br />
2,91<br />
Độ tái lặp RSDR (%)<br />
6,65<br />
3,63<br />
Hiệu suất thu hồi (%)<br />
93,61<br />
87,53<br />
y = 0,719x - 0,094<br />
y = 0,901x Đường tuyến tính<br />
2<br />
0,253 R2 = 1<br />
R = 0,980<br />
Thông số<br />
<br />
Hiệu suất thu hồi đối với chỉ tiêu phân tích <br />
tổng hoạt độ alpha là 93,61%, và đối với chỉ tiêu <br />
tổng hoạt độ beta là 87,53%; Độ lặp lại và độ tái <br />
lặp của cả hai chỉ tiêu phân tích đều nhỏ hơn <br />
10%; Cả hai chỉ tiêu phân tích alpha và beta đều <br />
có đường tuyến tính tốt với R2> 0,98. Do đó, <br />
<br />
DR = A x IR x IDRa x 2 (Sv/năm) <br />
<br />
630<br />
<br />
Chuyên Đề Y Tế Công Cộng <br />
<br />
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 6 * 2014 <br />
<br />
Nghiên cứu Y học<br />
<br />
<br />
khẳng định phương pháp này hoàn toàn đáp <br />
ứng yêu cầu. <br />
<br />
Hình 2: Tỷ lệ mẫu nhiễm tổng hoạt độ phóng xạ <br />
alpha <br />
<br />
Kết quả phân tích tổng hoạt độ phóng xạ <br />
Alpha/Beta của 254 mẫu <br />
<br />
Kết quả phân tích tổng hoạt độ phóng xạ beta<br />
<br />
Kết quả phân tích tổng hoạt độ phóng xạ <br />
alpha <br />
<br />
188<br />
161<br />
<br />
184<br />
146<br />
<br />
66<br />
39<br />
<br />
70<br />
<br />
27<br />
<br />
27<br />
<br />
54<br />
38<br />
16<br />
<br />
<br />
Hình 3: Tỷ lệ mẫu nhiễm tổng hoạt độ phóng xạ beta <br />
<br />
Bảng 4: Tổng hợp kết quả phân tích 254 mẫu nước uống đóng chai và nước khoáng <br />
Thông tin mẫu<br />
Số mẫu có phát hiện<br />
Tỉ lệ % mẫu có phát hiện<br />
Mẫu có hoạt độ lớn nhất<br />
Tên mẫu<br />
Hoạt độ (Bq/l)<br />
Hoạt độ nhỏ nhất phát hiện được (Bq/l)<br />
LOD (Bq/l)<br />
Hoạt độ trung bình (Bq/l)<br />
Giới hạn cho phép theo QCVN 6-1/2010 (Bq/l)<br />
<br />
Trong tổng số 254 mẫu nước uống đóng chai <br />
giám sát, cho thấy có 184 mẫu không phát hiện <br />
hoạt độ phóng xạ alpha và 188 mẫu không phát <br />
hiện hoạt độ phóng xạ beta. Nói cách khác tỉ lệ <br />
phần trăm của các mẫu có phát hiện đối với <br />
alpha là 27,6% và 26% đối với beta. <br />
Giá trị tổng hoạt độ phóng xạ alpha trong <br />
khoảng từ 0,006 Bq/l đến 0,462 Bq/l (mẫu có <br />
tổng hoạt độ alpha cao nhất là mẫu mang mã <br />
số 13541.13), mức hoạt độ trung bình là 0,041 <br />
Bq/l đều đảm bảo tiêu chuẩn cho phép theo <br />
<br />
Chuyên Đề Y Tế Công Cộng <br />
<br />
Kết quả phân tích<br />
Alpha<br />
Beta<br />
70<br />
66<br />
27,6<br />
26,0<br />
13541.13<br />
13541.13<br />
0,462 ± 0,061<br />
0,334 ± 0,016<br />
0,006 ± 0,002<br />
0,011 ± 0,003<br />
0,015<br />
0,013<br />
0,041 ± 0,008<br />
0,041 ± 0,006<br />
0,5<br />
<br />
1<br />
<br />
QCVN. Trong đó giới hạn phát hiện trung <br />
bình là 0,015 Bq/l. <br />
Giá trị tổng hoạt độ phóng xạ beta trong <br />
khoảng từ 0,011 Bq/l đến 0,334 Bq/l với mức hoạt <br />
độ trung bình là 0,041 ± 0,006 Bq/l và giới hạn <br />
phát hiện trung bình của tất cả các mẫu là 0,013 <br />
Bq/l. Mẫu có tổng hoạt độ beta cao nhất là <br />
13541.13 (0,334 ± 0,016 Bq/l). Không có mẫu nào <br />
có giá trị tổng hoạt độ alpha/beta vượt quá tiêu <br />
chuẩn cho phép. <br />
<br />
631<br />
<br />