Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10758-1:2016 ISO 18589-1:2005 Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường-Đất-Phần 1: Hướng dẫn chung và định nghĩa

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10758-1:2016

ISO 18589-1:2005

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - ĐẤT - PHẦN 1: HƯỚNG DẪN CHUNG VÀ ĐỊNH NGHĨA

Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part 1: General guidelines and definitions

Lờì nói đầu

TCVN 10758-1:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 18589-1:2005.

TCVN 10758-1:2016 do Tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC85/SC2 Bảo vệ bức xạ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 10758 (ISO 18589) Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất gồm có các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 10758-1:2016 (ISO 18589-1:2005), Phần 1: Hướng dẫn chung và định nghĩa;

- TCVN 10758-2:2016 (ISO 18589-2:2015), Phần 2: Hướng dẫn lựa chọn chiến lược lấy mẫu, lấy mẫu và xử lý sơ bộ mẫu;

- TCVN 10758-3:2016 (ISO 18589-3:2015), Phần 3: Phương pháp thử các nhân phóng xạ phát gamma bằng đo phổ gamma;

- TCVN 10758-4:2016 (ISO 18589-4:2009), Phần 4: Đo các đồng vị plutoni (plutoni 238 và plutoni 239+240) bằng phổ alpha;

-  TCVN 10758-5:2016 (ISO 18589-5:2009), Phần 5: Đo stronti 90;

-  TCVN 10758-6:2016 (ISO 18589-6:2009), Phần 6: Đo tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta;

Bộ ISO 18589 còn có tiêu chuẩn:

- ISO 18589-7:2013 Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part 7: in situ measurement of gamma-emitting radionuclides.

Lời giới thiệu

Bộ tiêu chuẩn TCVN 10758 được biên soạn theo phương pháp chấp nhận hoàn toàn tương đương với bộ tiêu chuẩn ISO 18589 đề cập đến các nội dung liên quan đến đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường đất.

Các tiêu chuẩn từ phần 1 đến phần 6 được sử dụng cho người chịu trách nhiệm về xác định hoạt độ phóng xạ có trong đất. Phần 1 và phần 2 là các tiêu chuẩn về yêu cầu chung. Phần 3 đến phần 5 đề cập đến các phép đo nhân phóng xạ cụ thể và phần 6 đề cập đến phép đo thông thường hoạt độ phóng xạ alpha và beta.

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - ĐẤT - PHẦN 1: HƯỚNG DẪN CHUNG VÀ ĐỊNH NGHĨA

Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part 1: General guidelines and definitions

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chung để tiến hành các phép thử nhân phóng xạ trong mẫu đất, gồm cả lấy mẫu.

Tiêu chuẩn này được sử dụng cho người chịu trách nhiệm xác định hoạt độ phóng xạ có trong đất vì mục đích bảo vệ phóng xạ. Tiêu chuẩn này liên quan đến đất vườn, đất nông trại, đất khu đô thị và công nghiệp cũng như đất không bị ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người.

Tiêu chuẩn này áp dụng được cho tất cả các phòng thử nghiệm mà không phụ thuộc vào số lượng nhân viên và lĩnh vực các hoạt động thử nghiệm của phòng thử nghiệm. Khi phòng thử nghiệm không thực hiện một hoặc một số các hoạt động được đề cập trong tiêu chuẩn này, như lập kế hoạch, lấy mẫu hoặc thử nghiệm thì không áp dụng các yêu cầu của điều mục đó.

Tiêu chuẩn này được sử dụng kết hợp với các phần khác trong bộ TCVN 10758 (ISO 18589) là bộ tiêu chuẩn đưa ra đường hướng cho quá trình thiết lập các chương trình và kỹ thuật lấy mẫu, các phương pháp về xử lý mẫu chung trong phòng thử nghiệm và các phương pháp đo phóng xạ trong đất. Mục đích của tiêu chuẩn là:

- Định nghĩa các thuật ngữ chính liên quan đến đất, lấy mẫu, hoạt độ phóng xạ và đo hoạt độ phóng xạ;

- Mô tả nguồn gốc của hoạt độ phóng xạ trong đất;

- Định ra các mục tiêu chính của nghiên cứu về hoạt độ phóng xạ trong các mẫu đất;

- Trình bày các nguyên lý nghiên cứu về hoạt độ phóng xạ của đất;

- Xác định ra các yêu cầu về phân tích và quy trình khi đo hoạt độ phóng xạ trong đất.

Tiêu chuẩn này áp dụng được nếu các phép đo nhân phóng xạ dùng cho mục đích bảo vệ phóng xạ được thực hiện trong các trường hợp sau đây:

- Xác định đặc trưng ban đầu của hoạt độ phóng xạ trong môi trường;

- Giám sát thường kỳ về tác động của các cơ sở hạt nhân hoặc về biến chuyển phóng xạ của vùng lãnh thổ nói chung;

- Điều tra về các tình huống tai nạn và sự cố;

- Lập kế hoạch và giám sát các hoạt động khắc phục;

- Chấm dứt hoạt động các cơ sở hạt nhân hoặc thanh lý vật liệu.

Tiêu chuẩn này không đề cập đến các điều tra khoa học về hoạt độ phóng xạ của đất và vì thế không áp dụng cho các khía cạnh của các phép đo như vậy.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6495-1:1999 (ISO 11074-1:1996), Chất lượng đất - Từ vựng - Phần 1: Thuật ngữ và định nghĩa liên quan đến bảo vệ và ô nhiễm đất;

TCVN 6495-2:2001 (ISO 11074-2:1998), Chất lượng đất - Từ vựng - Phần 2: Các thuật ngữ và định nghĩa liên quan đến lấy mẫu;

TCVN 6647:2007 (ISO 11464), Chất lượng đất - Xử lý sơ bộ mẫu để phân tích hóa-lý;

TCVN 7538-1:2006 (ISO 10381-1:2002), Chất lượng đất - Lấy mẫu - Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu;

TCVN 7538-2:2005 (ISO 10381-2:2002), Chất lượng đất - Lấy mẫu - Phần 2: Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu;

TCVN 7538-3 (ISO 10381-3:2001), Chất lượng đất - Lấy mẫu - Phần 3: Hướng dẫn an toàn;

TCVN 9595-3 (GUM:1995), Độ không đảm bảo đo - Phần 3: Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo.

TCVN ISO/IEC 17025, Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn;

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 6495 (ISO 11074) và các thuật ngữ và định nghĩa sau đây.

3.1  Các thuật ngữ chung

3.1.1

Giám sát thường kỳ (routine surveillance)

Giám sát được tiến hành một cách định kỳ để quan sát những thay đổi tiềm ẩn về các đặc tính phóng xạ của đất;

3.1.2

Phân tích đặc tính (analysis for characterization)

Tập hợp của các quan sát, tại các thời điểm đã cho, để giúp cho quá trình xác định đặc tính của các tính chất phóng xạ của mẫu đất để sử dụng sau này như các dữ liệu tham chiếu;

CHÚ THÍCH: Trong báo cáo phân tích có thể đưa vào các dữ liệu khác nêu đặc trưng địa điểm được nghiên cứu.

3.1.3

Phân bố theo chiều thẳng đứng của hoạt độ phóng xạ (vertical distribution of the radioactivity)

Xác định hoạt độ phóng xạ trong các lớp đất được lấy mẫu ở các độ sâu khác nhau mô tả phẫu diện về sự phân bố của một hoặc một nhóm các nhân phóng xạ.

3.2  Thuật ngữ liên quan đến đất

3.2.1

Đất (Soil)

Lớp trên cùng của vỏ trái đất được cấu tạo từ các hạt khoáng, chất hữu cơ, nước, không khí và các sinh vật sống.

3.2.2

Lớp phủ cây cỏ (herbaceous cover)

Tầng dưới của thảm thực vật chủ yếu được tạo thành bởi các loại cây cỏ khác nhau, ví dụ như đồng cỏ, bãi cỏ, hoặc đất bỏ hoang hóa.

3.2.3

Tầng đất (soil horizon)

Lớp cơ bản của đất, ít nhiều nằm song song với bề mặt và nhìn bề ngoài là đồng nhất về hầu hết các đặc tính hình thái học (mầu sắc, kết cấu, cấu trúc, v.v.).

CHÚ THÍCH: Sự kế tiếp các tầng đất hình thành nên một phẫu diện đất và trên cơ sở các tiêu chí phân tích nhất định, cho phép định rõ được bản chất hình thái học của đất.

3.3  Các thuật ngữ liên quan đến lấy mẫu

Các định nghĩa sau đây được lấy theo các định nghĩa từ TCVN 6495 (ISO 11074) và TCVN 7538 (ISO 10381).

3.3.1

Mẫu (sample)

Phần vật liệu được chọn ra từ khối lượng lớn vật liệu, được tập hợp lại và mang đi để thử.

3.3.2

Lấy mẫu (sampling)

Theo quy trình xác định, qua đó một phần của đất được lấy để thử.

CHÚ THÍCH 1: Trong trường hợp nhất định mẫu có thể không đại diện nhưng được xác định do có sẵn.

CHÚ THÍCH 2: Quy trình lấy mẫu cần phải mô tả toàn bộ quá trình cần thiết để cung cấp cho phòng thử nghiệm với các mẫu được yêu cầu để đạt được các mục tiêu nghiên cứu về hoạt độ phóng xạ của đất. Bao gồm sự lựa chọn mẫu, kế hoạch lấy mẫu, loại bỏ và chuẩn bị mẫu lấy từ đất.

3.3.3

Chiến lược lấy mẫu (sampling strategy)

Tập hợp các nguyên lý kỹ thuật nhằm mục đích để giải quyết, tùy theo các mục tiêu và địa điểm được xem xét, hai vấn đề chính là mật độ lấy mẫu và phân bố không gian của các khu vực lấy mẫu.

CHÚ THÍCH: Chiến lược lấy mẫu đưa ra một loạt các lựa chọn kỹ thuật sẽ cần đến trong kế hoạch lấy mẫu.

3.3.4

Khu vực lấy mẫu (sampling area)

Khu vực mà từ đó các mẫu khác nhau được thu thập.

CHÚ THÍCH: Một địa điểm có thể được chia thành một vài khu vực lấy mẫu.

3.3.5

Kế hoạch lấy mẫu (sampling plan)

Văn bản chính thức, tùy thuộc vào việc áp dụng các nguyên lý của chiến lược lấy mẫu đã được chấp nhận, định ra các giới hạn về không gian và thời gian của việc lấy mẫu, tần suất, số mẫu, khối lượng mẫu được lấy, v.v. và nguồn nhân lực cần thiết để tiến hành lấy mẫu.

3.3.6

Lấy mẫu ngẫu nhiên (random sampling)

Thu thập mẫu ngẫu nhiên theo không gian và thời gian từ khu vực lấy mẫu.

3.3.7

Lấy mẫu có hệ thống (systematic sampling)

Thu thập mẫu bằng một số phương pháp có hệ thống theo không gian và thời gian từ khu vực lấy mẫu.

3.3.8

Lấy mẫu ngẫu nhiên có hệ thống (random systematic sampling)

Việc thu thập mẫu ngẫu nhiên từ từng đơn vị lấy mẫu từ một tập hợp của các đơn vị lấy mẫu đã được xác định ra một cách có hệ thống.

3.3.9

Đơn vị lấy mẫu (sampling unit)

Phần của khu vực lấy mẫu mà giới hạn của nó có thể là giới hạn vật lý hoặc theo giả thiết.

CHÚ THÍCH: Các đơn vị lấy mẫu có được bằng cách chia khu vực lấy mẫu thành ô lưới theo kiểu lấy mẫu.

3.3.10

Kiểu lấy mẫu (sampling pattern)

Hệ thống của các vị trí lấy mẫu dựa trên các kết quả của quy trình thống kê.

CHÚ THÍCH: Điều này dẫn đến một tập hợp các điểm lấy mẫu được xác định trước được thiết kế để giám sát một hoặc nhiều vị trí đã quy định. Khu vực lấy mẫu được chia thành một số đơn vị lấy mẫu hoặc đơn vị ô lưới thường là dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật (nhưng ô lưới hình tròn hoặc đường kẻ cũng không bị loại trừ mà tùy thuộc vào đặc trưng của nguồn ô nhiễm).

3.3.11

Mẫu riêng lẻ (increment)

Phần vật liệu được thu thập trong một lần lấy mẫu đơn lẻ bằng sử dụng dụng cụ lấy mẫu.

CHÚ THÍCH: Mẫu riêng lẻ có thể được nhóm lại để tạo thành mẫu tổ hợp.

3.3.12

Mẫu phụ (sub-sample)

Mẫu mà trong mẫu đó vật liệu quan tâm được phân bố ngẫu nhiên trong các phần có kích cỡ bằng nhau hoặc không bằng nhau.

3.3.13

Mẫu đơn (single sample)

Lưọng đại diện của vật liệu, được coi là đồng nhất, được lấy từ một đơn vị lấy mẫu, được bảo quản và xử lý tách biệt với các mẫu khác.

3.3.14

Mẫu tổ hợp (composite sample)

Hai hoặc nhiều mẫu riêng lẻ được trộn cùng với nhau theo các tỷ lệ thích hợp, liên tục hoặc rời rạc (mẫu tổ hợp được phối trộn), từ đó có thể thu được giá trị trung bình đại diện cho một đặc tính mong muốn.

3.3.15

Mẫu được sơ loại (sorted sample)

Mẫu đơn hoặc mẫu tổ hợp được lấy từ cùng một đơn vị lấy mẫu, thu được sau khi loại bỏ các thành phần thô lớn hơn 2 cm và trước khi sấy.

3.3.16

Mẫu phòng thử nghiệm (laboratory sample)

Mẫu đã được sơ loại để dùng cho kiểm tra hoặc cho phép thử phòng thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 1: Khi mẫu phòng thử nghiệm được xử lý thêm nữa (được giảm cỡ mẫu) bằng cách chia nhỏ, trộn, nghiền hoặc tổ hợp các thao tác này, thì thu được mẫu thử. Khi không cần xử lý thêm thì mẫu phòng thử nghiệm ban đầu được coi như là mẫu thử. Tùy theo số các phép phân tích được thực hiện, phần thử được cách ly với các mẫu thử dùng để phân tích.

CHÚ THÍCH 2: Mẫu phòng thử nghiệm là mẫu sau cùng nếu xét theo quy trình thu thập mẫu, nhưng lại là mẫu ban đầu nếu xét theo quy trình phân tích.

3.3.17

Mẫu thử (test sample)

Mẫu được xử lý theo TCVN 10758-2 (ISO 18589-2), được chuẩn bị để tiến hành thử.

CHÚ THÍCH: Mẫu được chuẩn bị từ mẫu phòng thử nghiệm. Mẫu này là đất khô ở dạng bột mịn đồng nhất

3.3.18

Phần thử (test portion)

Phần mẫu thử được chuẩn bị cho phép thử cụ thể.

4  Ký hiệu

Bảng 1 - Định nghĩa và ký hiệu

5  Nguồn gốc của hoạt độ phóng xạ trong đất

5.1  Hoạt độ phóng xạ tự nhiên

Đất có tính phóng xạ tự nhiên, trước hết là vì thành phần khoáng của đất. Các nhân phóng xạ tự nhiên chính trong đất là kali 40 (⁴⁰K) và các nhân phóng xạ của chuỗi phân rã uran 238 (²³⁸U) và chuỗi phân rã thori 232 (²³²Th). Hoạt độ phóng xạ tự nhiên có thể thay đổi đáng kể giữa các loại đất khác nhau. Bảng 2 cho biết độ lớn của nồng độ hoạt độ của các nguyên tố này trong đất của một số vùng trên thế giới^[3].

Bảng 2 - Nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ tự nhiên trong đất^[3]

5.2  Các nguồn phóng xạ khác trong đất

Nguồn phóng xạ trong đất ngoài các nguồn tự nhiên^[3] chủ yếu là do:

- Rơi lắng phóng xạ từ các vụ nổ hạt nhân trong khí quyển trong quá khứ và do các sự cố hạt nhân;

- Xả thải thường kỳ được phép nước thải phóng xạ có hoạt độ thấp hoặc sự cố làm rò rỉ phóng xạ vào môi trường từ các cơ sở hạt nhân, ngành công nghiệp khai thác khoáng sản, tuyển quặng, và công nghiệp sử dụng các vật liệu khoáng giàu các nguyên tố phóng xạ trong tự nhiên (ví dụ nhà máy sản xuất phân bón, hoặc sản xuất đất hiếm), và các ngành kinh tế khác sử dụng các nguyên tố phóng xạ tự nhiên hoặc nhân tạo.

- Sử dụng nhiều phân bón giàu phosphat trong nông nghiệp.

Nói chung, ngoại trừ các vùng nhất định có mức ô nhiễm cao, mức phóng xạ nhân tạo trong đất thấp hơn một hoặc vài bậc hoạt độ phóng xạ tự nhiên. Vì thế, trước khi thực hiện phép đo mức hoạt độ rất thấp trong mẫu đất, các mục tiêu nghiên cứu chính và thứ yếu cần phải được xác định một cách càng tự nhiên càng chính xác để định ra chiến lược lấy mẫu và cách thức đo.

6  Mục tiêu nghiên cứu hoạt độ phóng xạ của đất

Mục tiêu chính của đo hoạt độ phóng xạ của đất là để đánh giá tác động của sự thoát ra hoặc tái dịch chuyển của chất phóng xạ vào môi trường và quần thể sinh vật thông qua sự phơi nhiễm trực tiếp và gián tiếp (qua đường hô hấp và tiêu hóa). Mọi quy trình bảo vệ tiềm tàng cần phải dựa trên sự hiểu biết về nồng độ hoạt độ phóng xạ trong đất và sự phân bố của chúng trong đất theo chiều ngang và theo chiều thẳng đứng, kích thước hạt của các nhân phóng xạ cũng như sự hình thành bản chất hóa học bên trong đất. Các phép đo hoạt độ phóng xạ có thể được thực hiện trong nhiều tình huống khác nhau. Tiêu chuẩn này áp dụng cho những trường hợp sau đây:

a) Xác định đặc tính của hoạt độ phóng xạ trong môi trường

Xác định đặc tính phóng xạ của môi trường có thể được thực hiện tại một địa điểm cụ thể tại đó dự kiến một cơ sở hạt nhân nhằm thiết lập mức phông nền trước khi mọi hoạt động được bắt đầu tại địa điểm đó. So sánh các dữ liệu thu được với các dữ liệu thu thập sau này với cùng một điều kiện lấy mẫu trong quá trình giám sát thường kỳ, phục vụ cho định lượng tác động môi trường của cơ sở hạt nhân đó [xem 6 b)].

Xác định đặc tính phóng xạ của môi trường có thể được thực hiện tại một loạt các vị trí khác nhau trong một vùng lãnh thổ. Công việc này cho biết được kiểu phân bố của phóng xạ môi trường nhằm mục đích phân định ra những khu vực có nguy cơ phơi nhiễm tiềm tàng gia tăng. Điều tra này cho biết giá trị nền để đánh giá sự phơi nhiễm gây ra từ phóng xạ tự nhiên hoặc từ sự tăng cao của phóng xạ do hoạt động của con người.

b) Giám sát thường kỳ tác động của các cơ sở hạt nhân hoặc của sự biến chuyển của vùng lãnh thổ chung

Giám sát thường kỳ bao gồm sự điều tra định kỳ và có hệ thống ở một địa điểm cụ thể, như khu vực xung quanh một cơ sở hạt nhân. Các địa điểm cần thiết điều tra gồm các cơ sở của chu trình nhiên liệu hạt nhân (khai thác và chế biến urani, cơ sở làm giàu các đồng vị, cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân, nhà máy điện, nhà máy tái chế nhiên liệu, cơ sở lưu giữ, cơ sở thải chất thải hạt nhân) cũng như các phòng thử nghiệm hóa phóng xạ và cơ sở y học hạt nhân. Việc giám sát được thực hiện nhằm định lượng tác động của chất thải phóng xạ được phép thải ra từ các cơ sở hạt nhân vào môi trường. Kiểm tra định kỳ sẽ giúp cho đảm bảo rằng cơ sở hạt nhân vẫn tuân thủ các yêu cầu pháp luật.

Giám sát thường kỳ cũng bao gồm việc điều tra định kỳ và có hệ thống toàn bộ một vùng lãnh thổ. Nó được dựa trên khu vực lấy mẫu đã được chọn trước trải rộng qua toàn vùng lãnh thổ để xác định ra các thay đổi cục bộ hay trên diện rộng của hoạt độ phóng xạ môi trường, ví dụ như các mạng lưới dày đặc và rải rác để quan trắc mức phóng xạ môi trường trong EU ^[4].

c) Điều tra các tình huống tai nạn và sự cố

Các phép đo phóng xạ trong đất theo sau các vụ tai nạn và sự cố cho phép thực hiện định lượng được sự phân bố không gian của sự nhiễm bẩn do các nhân phóng xạ thoát ra tiềm tàng. Các phép đo này cung cấp cơ sở để quyết định về các biện pháp phòng chống cho dân chúng và việc sử dụng đất sau này.

d) Lập kế hoạch và giám sát hoạt động sửa chữa

Lập kế hoạch và giám sát hoạt động sửa chữa tại các địa điểm hay khu vực cụ thể là nơi có thể đã bị nhiễm bẩn do các hoạt động trong quá khứ, đòi hỏi phải đo hoạt độ phóng xạ. Các phép đo như vậy phục vụ cho việc xác định đặc tính nhiễm bẩn gồm cả việc định lượng kiểm kê các loại chất phóng xạ và mức phóng xạ. Các số liệu này được dùng để đánh giá sự lan truyền nhiễm bẩn qua các con đường khác nhau, để lựa chọn các biện pháp khắc phục thích hợp và để kiểm soát tính hiệu quả của các biện pháp này.

e) Chấm dứt hoạt động các cơ sở hoặc tẩy xạ vật liệu

Các phép đo hoạt độ của vật liệu, đất hoặc đá vụn bị nhiễm bẩn mức độ thấp, để cho phép tái sử dụng, tái chế hoặc thải bỏ như là chất thải không phóng xạ phát sinh từ các hoạt động cải tạo đất và chấm dứt hoạt động các cơ sở hạt nhân, nhằm minh chứng cho sự tuân thủ với các tiêu chuẩn đã được thiết lập cho việc thanh lý không hạn chế.

Tiêu chuẩn này cung cấp tư vấn về các quá trình lấy mẫu - lập kế hoạch và quy trình lấy mẫu phù hợp, về các phương pháp và kỹ thuật chuẩn bị mẫu, quy trình cho phép đo về phóng xạ trong đất trong phòng thử nghiệm. Nó được chi tiết hóa sau khi soát xét lại các quy trình đã công bố được mô tả trong hàng loạt các tiêu chuẩn quốc gia và các tài liệu quốc tế liên quan khác hiện có. Xem tài liệu tham khảo [5] đến [13].

Tiêu chuẩn xác định các quy trình chung về phép đo phổ gamma và phép phân tích từng nhân đặc thù của các nhân phát alpha và beta. Để hoàn chỉnh, các phép đo tổng hoạt độ phóng xạ alpha và tổng hoạt độ phóng xạ beta cũng được mô tả. Các phương pháp này vẫn đang được sử dụng cho các mục đích như sàng lọc nhanh các mẫu đất để lựa chọn ra những đất có mức độ nhiễm bẩn cao cần thiết đo nhân phóng xạ đặc thù trong phòng thử nghiệm^[14]. Cuối cùng, tiêu chuẩn xác định ra các yêu cầu phân tích và quy trình chung để đo hoạt độ phóng xạ trong đất.

7  Các nguyên lý và yêu cầu của nghiên cứu về hoạt độ phóng xạ đất

Có ba bước có thể được phân định ra:

a) Quá trình lập kế hoạch: tùy theo mục tiêu, chiến lược lấy mẫu có thể xác định được một kế hoạch lấy mẫu rõ ràng;

b) Quá trình lấy mẫu: kết quả hoạt động lấy mẫu ở hiện trường sẽ cho các mẫu được sơ loại là các mẫu này được bao gói và được vận chuyển đến phòng thử nghiệm (Hình 1);

c) Quá trình phòng thử nghiệm: chuẩn bị các mẫu thử cho phép đo phòng thử nghiệm.

Phòng thử nghiệm chịu trách nhiệm lấy mẫu phải có kế hoạch lấy mẫu được lập thành văn bản với các quy trình lấy mẫu. Kế hoạnh lấy mẫu cần phải có sẵn để dùng tại vị trí lấy mẫu được thực hiện (xem TCVN ISO/IEC 17025).

Hình 1 - Sơ đồ biến chuyển của các đặc tính của mẫu từ vị trí lấy mẫu đến phòng thử nghiệm

7.1  Quá trình lập kế hoạch - Phương pháp và kế hoạch lấy mẫu

Quá trình lấy mẫu sẽ được thực hiện do các phương pháp tiếp cận hoặc chiến lược lấy mẫu khác nhau tùy theo mục tiêu đặt ra. Dù bất cứ mục đích nào, thì chiến lược lấy mẫu cần được lựa chọn cẩn thận vì nó xác định một số lớn quyết định và tuy nhiên có thể sinh ra các hoạt động quan trọng và tốn kém kinh phí.

Đo hoạt độ phóng xạ của mẫu đất chỉ có thể được diễn giải chính xác nếu việc lấy mẫu là đại diện cho đất được xác định đặc tính ^{[15], [16]}. Chiến lược lấy mẫu phải đảm bảo rằng hoạt độ phóng xạ của các mẫu là đại diện cho sự phân bố của nhân phóng xạ của khu vực được điều tra. Tuy nhiên, trong một vài trường hợp nhất định, mẫu có thể không đại diện nhưng được xác định do sẵn có.

Quy định của chiến lược lấy mẫu cần phải được tuân thủ theo đúng các giai đoạn sau đây:

a) Phân tích các hồ sơ để hiểu rõ lịch sử quá trình về sử dụng đất trước đây của địa điểm lấy mẫu.

b) Khảo sát sơ bộ địa điểm (trong một vài trường hợp, có thể sử dụng các kỹ thuật điều tra phân tích, máy phóng xạ xách tay để định ra các khu vực cần nghiên cứu một cách chi tiết).

c) Xác định ra các đường di chuyển chính hoặc các khu vực tích lũy của các nhân phóng xạ.

d) Thăm dò địa điểm với chú ý đến thực hiện quá trình lấy mẫu.

Áp dụng chiến lược này cùng với định nghĩa của các mục tiêu chất lượng dữ liệu theo các thông số được phân tích sẽ đưa ra được các ý tưởng về kế hoạch lấy mẫu.

CHÚ THÍCH: Một vài năm qua, nhiều cố gắng đã được thực hiện để sắp xếp hợp lý và nâng cao hiệu quả của các chương trình thu thập số liệu tại hiện trường bằng cách khuyến khích các nhà quản lý dự án xây dựng các mục tiêu chất lượng số liệu (DQOs) trước khi bắt đầu lấy mẫu ^[17].

Kế hoạch lấy mẫu cần định ra các hoạt động cần phải tiến hành như nêu ra trong 3.3.5 và các hoạt động bổ sung khác như sau:

- Vị trí chính xác của đơn vị lấy mẫu và loại dụng cụ cần thiết, tùy theo loại mẫu được lấy (lớp bề mặt hoặc các lớp theo chiều sâu);

- Lập nhóm các mẫu riêng lẻ được lấy, tiến hành đồng nhất hóa mẫu và thực hiện giảm số mẫu cần lấy để có được khối lượng cần thiết cho các mẫu thử (tất cả các phần thử) cần thiết cho tất cả các phép đo phòng thử nghiệm;

- Bao gói mẫu để vận chuyển đến phòng thử nghiệm nhằm tránh mọi thất thoát hoặc nhiễm bẩn mẫu từ các nguồn bên ngoài, hoặc ngược lại, để tránh nhiễm bẩn cho các thiết bị hoặc người lấy mẫu;

- Nhận dạng mẫu, cùng với một phiếu dữ liệu lấy mẫu nêu rõ các chi tiết liên quan, mô tả quá trình lấy mẫu.

Ngoài chiến lược được chọn và kế hoạch lấy mẫu, các quá trình lấy mẫu và chuẩn bị mẫu cần được tiến hành theo TCVN 10758-2 (ISO 18589 -2).

7.2  Quá trình lấy mẫu

Việc thu thập mẫu tại hiện trường cần khớp với kế hoạch lấy mẫu. Kế hoạch lấy mẫu phải nhằm tạo ra các mẫu đơn hoặc các mẫu riêng lẻ (mẫu tổ hợp).

Loại bỏ các thành phần thô trong quá trình thực hiện lấy mẫu, khi có thể, sẽ tạo ra được mẫu đã được sơ loại. Khi cần thiết, cần lấy mẫu phụ từ mẫu đã phân lập để chia mẫu cho các phòng thử nghiệm khác nhau.

Việc chuẩn bị các mẫu đã sơ loại cần được tạo ra bằng cách giảm các mẫu riêng lẻ hoặc mẫu tổ hợp. Mẫu đã sơ loại cần đại diện cho giá trị trung bình của một hoặc nhiều đặc tính đất đã nêu.

Các quy trình nhận dạng mẫu, ghi nhãn, bao gói, vận chuyển mẫu đã được phân lập đến phòng thử nghiệm cần phải đảm bảo sự bảo toần các đặc tính của mẫu.

7.3  Quá trình phòng thử nghiệm

7.3.1  Chuẩn bị mẫu

Sau khi đến phòng thử nghiệm, mẫu đã được sơ loại được coi như là mẫu phòng thử nghiệm để lưu giữ bảo quản và xử lý thêm trước khi phân tích chúng.

Trong mọi trường hợp, trước khi đo các đặc tính phóng xạ, mẫu phòng thử nghiệm phải được xử lý sơ bộ trong phòng thử nghiệm, trừ khi có yêu cầu khác của người sử dụng kết quả đo. Quá trình xử lý sơ bộ này theo TCVN 10758-2 (ISO 18589 -2) cần được thực hiện để thu được mẫu thử mà các đặc trưng hóa - lý của nó (sau khi sấy, nghiền, rây và đồng nhất hóa) là không đổi suốt thời gian tiến hành tất cả các phân tích phóng xạ cần thiết đối với mẫu, điều này cho phép kết quả được diễn giải dễ hơn (xem TCVN 6647 (ISO 11464)).

Tiếp theo bước xử lý sơ bộ đầu tiên này, các phép đo nhân phóng xạ nhất định yêu cầu quá trình vô cơ hóa như tro hóa, ngâm chiết hoặc hòa tan mẫu thử.

7.3.2  Các phép đo hoạt độ phóng xạ

7.3.2.1  Các phép đo nhân đặc thù

Nói chung, các phép đo nhân đặc thù được ưu tiên cho các phép đo không thể xác định cho từng nhân phóng xạ riêng rẽ, vì mọi sự ước tính về phơi nhiễm do phóng xạ trong đất phải được xem xét theo sự có mặt của từng nhân phóng xạ riêng rẽ. Các phân tích cần nên gắn với các mục đích quan trắc.

CHÚ THÍCH: Có thể có yêu cầu quy định đối với quan trắc tổng hoạt độ alpha và/hoặc tổng hoạt độ beta và nếu các tiêu chí quy định này được thỏa mãn thì phân tích xác định đặc tính nhân phóng xạ sâu hơn là không còn cần thiết.

Phương pháp đo nhân đặc thù hiện nay đang có sẵn gồm:

- Đo phổ gamma đối với các nhân phóng xạ mà dải năng lượng phân rã gamma của chúng nằm trong khoảng từ 20 Kev đến 2000 Kev. Kỹ thuật này cho phép có giới hạn phát hiện xấp xỉ Bq.kg^-1 đối với hầu hết các nhân. Đối với các kỹ thuật đo đặc thù nhân phóng xạ, đo phổ gamma là phương pháp đầu tiên được áp dụng, vì nó cho phép xác định đồng thời phạm vi rộng các nhân phóng xạ phát gamma nhân tạo và tự nhiên mà không yêu cầu bất cứ sự chuẩn bị mẫu hóa chất nào. Một số phương pháp đánh giá được nêu trong TCVN 10758-3 (ISO18589-3) để đo các nhân phóng xạ phát gamma.

- Đo phổ alpha đối với các nhân phóng xạ phát alpha và cụ thể hơn là đối với các đồng vị phóng xạ plutoni, amerixi và curi. Phép xác định phổ alpha đòi hỏi trước tiên phải hòa tan mẫu thử đất, sau đó tách chọn lọc tuần tự các nhân phóng xạ khỏi dung dịch. Cuối cùng, các nguồn rắn, mỏng của các nhân phóng xạ được tách chiết là được chuẩn bị cho đo phổ alpha. Một số phương pháp đánh giá được nêu trong TCVN 10758-4 (ISO 18589-4) để đo các nhân phóng xạ phát gamma.

- Các phép đo beta để xác định các nhân phóng xạ phát beta tinh khiết sau khi tách chọn lọc bằng vật lý hoặc hóa học khỏi mẫu. Một số phương pháp được nêu trong TCVN 10758-5 (ISO 18589-5) để đo stronti 90.

- Đo khối phổ các nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã dài đang trở nên ngày càng quan trọng đối với phân tích các nhân phóng xạ chu kỳ bán rã dài như ¹⁰Be, ¹⁴C, ²⁶Al, ³⁶Cl, ⁴⁰Ca, ⁵³Mn, ⁶⁰Fe, ⁵⁹Ni, ¹²⁹l, ¹³⁵Cs cũng như các đồng vị Am, U và Pu trong mẫu môi trường. Các phép đo như vậy cũng yêu cầu tách hóa học các nhân phóng xạ cần nghiên cứu ra khỏi nền mẫu và chuẩn bị mẫu để đo bằng máy khối phổ. Hiện nay, đang hiện hành một số phương pháp khối phổ như ICP-MS, AMS và RIMS được thiết lập tốt về mặt khoa học và kỹ thuật và các sơ đồ tách hóa học riêng rẽ cho từng loại đã được xây dựng. Tuy vậy, trong tiêu chuẩn này không xem xét đến các nội dung này.

CHÚ THÍCH: Các phép đo nhân đặc thù được đề cập đến trong TCVN 10758-3 (ISO 18589-3), TCVN 10758-4 (ISO 18589-4) và TCVN 10758-5 (ISO 18589-5). Danh mục của các phần được nêu trong Lời nói đầu.

7.3.2.2  Các phép đo tổng hoạt độ alpha và beta

Phép đo này liên quan đến việc đo hoạt độ toàn bộ của một mẫu [TCVN 10758-6 (ISO 18589-6)] để đưa ra thông tin về tổng hoạt độ của tất cả nhân phóng xạ phát xạ alpha và beta có mặt trong mẫu mà không cho phép xác định một cách chi tiết về các nhân phóng xạ:

- Tổng nồng độ hoạt độ alpha hoặc trên đơn vị diện tích;

- Tổng nồng độ hoạt độ beta hoặc trên đơn vị diện tích;

Nồng độ hoạt độ, thông thường được đo trong đất, là xấp xỉ khoảng vài trăm Bq.kg^-1 đối với tổng hoạt độ phóng xạ alpha và hàng ngàn Bq.kg^-1 đối với tổng hoạt độ phóng xạ phát beta. Những hoạt độ này chủ yếu là do kali 40 và các nhân phóng xạ phát alpha và beta của chuỗi phân rã phóng xạ uran và thori.

Có thể thu được nhanh chóng kết quả của loại phép đo này (được thực hiện trên một lớp mịn của mẫu thử) bằng sử dụng loại thiết bị ống đếm tỷ lệ. Nếu đã có các kết quả trước đây trên đất được lấy từ cùng một nguồn và được xử lý ở điều kiện hoàn toàn tương đương, thì bằng cách so sánh đơn giản có thể cho phép người phân tích báo cáo mọi sự quá mức bất thường của hoạt độ phóng xạ và lựa chọn các phương pháp phân tích cụ thể để áp dụng.

7.4  Các yêu cầu quy trình chung

Tất cả các bước và quy trình được thực hiện để thiết lập hoạt độ phóng xạ của mẫu đất cần phải truy nguyên được hoàn toàn như quy định trong TCVN ISO/IEC 17025. Điều này ngụ ý một bộ tài liệu hoàn chỉnh về chiến lược và kế hoạch lấy mẫu được chọn, các hoạt động lấy mẫu được thực thi, quá trình bàn giao mẫu, quy trình phân tích và tất cả các bước được thực hiện trong quá trình phân tích. Mặc dù quy trình đo mô tả trong TCVN 10758 (ISO 18589) đã được đánh giá trong nhiều trường hợp nhưng chúng vẫn phải được thực hiện theo chương trình đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng. Chúng bao gồm sử dụng các vật liệu chuẩn được chứng nhận, tham gia vào so sánh liên phòng thử nghiệm và kiểm tra năng lực phòng thử nghiệm. Quy trình phòng thử nghiệm cần phải đảm bảo rằng nhiễm bẩn phòng thử nghiệm và thiết bị cũng như nhiễm bẩn chéo mẫu được loại trừ. Khi phép tách hóa học được thực hiện, mẫu trắng phân tích hoàn chỉnh cần phải được lập thành tài liệu cùng với các kết quả thu được.

Đối với mọi kết quả đo, độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn kèm theo nó cần phải được xác định theo TCVN 9595-3 (GUM 1995), có tính đến tất cả nguồn đã biết của tính không đảm bảo đo.

Để xác định ngưỡng quyết định, giới hạn phát hiện và giới hạn khoảng tin cậy, xác suất sai số của loại thứ nhất và thứ hai cũng như mức tin cậy cần được quy định và lập thành tài liệu. Giới hạn đặc tính cần phải được xác định theo ISO11929 -7. Các bước sau đây được yêu cầu để lập ra bộ tài liệu hoàn chỉnh.

- Để đảm bảo chất lượng của phương pháp phân tích, giới hạn phát hiện phải được so sánh với các yêu cầu pháp lý hoặc các yêu cầu khác và giới hạn phát hiện của phương pháp phải là dưới giá trị được quy định trong các yêu cầu mà để khẳng định chất lượng của phương pháp^[18]. Nếu kết quả là thấp hơn giới hạn phát hiện, kết quả của phép đo cần phải được báo cáo là “dưới giới hạn phát hiện”. Đối với từng phép đo, giới hạn phát hiện cần phải được nêu trong báo cáo phép thử.

- Kết quả thực tế của phép đo cần được so sánh với ngưỡng quyết định thu được. Nếu kết quả là thấp hơn ngưỡng quyết định, giá trị thực của đại lượng đo bằng 0 (zero) không thể bị loại trừ. Trong trường hợp này kết quả của phép đo cần được báo cáo là “dưới ngưỡng quyết định”.

- Nếu khoảng tin cậy là bất đối xứng xung quanh kết quả đo, ước lượng tốt nhất của giá trị thực của đại lượng đo theo ISO 11929-7 cần được xác định và báo cáo.

7.5  Bộ tài liệu

Báo cáo thử cần đề cập đến báo cáo lấy mẫu cũng như quy trình phân tích và các biện pháp đảm bảo chất lượng (TCVN ISO/IEC 17025). Báo cáo thử cần phải nêu mọi thông tin liên quan có thể đã làm ảnh hưởng đến kết quả và cần phải có các thông tin sau:

- Kết quả của phép đo với độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn;

- Giới hạn phát hiện;

- Giới hạn của khoảng tin cậy.

Các hồ sơ ghi chép cần chi tiết các điều kiện thử mà ở điều kiện đó kết quả đã thu được để khẳng định các kết quả đo. Mỗi hồ sơ như vậy cần phải được phê duyệt, ghi thời gian ngày tháng, được ký bởi người có thẩm quyền nhằm chứng thực tính chính xác của các kết quả.

Các hồ sơ ghi chép về tất cả thông tin liên quan thiết bị đo cần cho quá trình khẳng định kết quả cần phải được lưu giữ. Những hồ sơ ghi chép này minh chứng rằng mỗi hạng mục của thiết bị đo thỏa mãn các yêu cầu đo lường được quy định trong phạm vi quá trình khẳng định đối với thiết bị đó. Các chứng chỉ hiệu chuẩn hoặc báo cáo kiểm định và thông tin liên quan khác cần phải sẵn có.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1 ] ISO 11074-4, Soil quality - Vocaburary - Part 4: Terms and definitions related to rehabilitation of soils and sites.

[2] TCVN 7538-4 (ISO 10381-4), Chất lượng đất - Lấy mẫu - Phần 4: Hướng dẫn quy trình điều tra các vùng tự nhiên, bán tự nhiên và vùng canh tác.

[3] UNSCEAR, 2000. Sources and effects of ionizing Radiation, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, Report to the General Assembly, with Scientific Annexes. Vol. 1: Sources, United Nations, 2000.

[4] Euratom, 2000/473, Commission recommendation of 8 June 2000 on the application of Article 36 of the Euratom Treaty concerning the monitoring of the population as a whole [notified under document number C(2000) 1299], Official Journal L 191, 27/07/2000, pp. 37 to 46.

[5] International Atomic Agency, Measurements odd radionuclides in food and the environment. Technical report No. 295,1989.

[6] Association francaise de normalisation, Measurements of environmental radioactivity: air: NF 60-312, 60-760 to 60-770, 13466; water: NF 60-802; soil: NF 60790-1 to 60790-8; bioindicators: NF 60780-1 to 60780-8, AFNOR, Paris.

[7] Nederlands Normalisatie Instituut, Soil Investigation Strategy for Exploratory Survey, Nederlandse Voomrm NVN 5740,1991, ISBN 90-5254-062-4.

[8] Asociación Espanola de Normalización y Certificación (AENOR), UNE 73311-1:2002, Procedimianto de toma de muestras para la determinación de la radioactividad ambiental - Parte 1: Suelos, capa superficial.

[9] BSI 10175:2001, Investigation of Potentially Contaminated Sites, Code of Practice.

[10] AKU, Recommendations for the surveillance of environmental radioactivity (in German), Loseblattsammlung des Arbeitskreise Umweltüberwachung (AKU) des Fachverbandes fur Strahlenschutz e.V., November 1999, Winter M., Narrog J., Kukl W., Vilgis M. (eds.) ISSN 1013- 4506,1999.

[11] HASL-300, The procedures Manual of the Environmental Measuraments Laboratory. U.S. Department of Energy, Vol. 1, 28^th edition, 1997.

[12] EPA, Removal Program Representative Sampling Guidance - Volume 1: Soil - EPA 9360. 4-10, 1991, p. 146.

[13] BMU, The Federal Minister for the Environment, Nature conservation and nuclear safety, Measuring instructions for the monitoring of environmental radioactivity and of radioactivity effuents from nuclear plants (in German), Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, Lubeck, Ulm, 1998.

[14] United Nations Environment Programme, Depleted Uranium in Serbia and Montenegro - Post- conflict Environmental Assessment in the Federal Republic of Yugoslavia, 2002, p. 200.

[15] GILBERT, R.O., Statistical methods for environmental pollution monitoring, Van Nostrand Reinhold company, New York, 1987.

[16] GY, P., Hétérogénnéité échantillonnage, homo génnéiation, Messures Physiques, Masson, Paris, 1988.

[17] EPA (U.S. Environmental Protection Agency), Guidance for the Data Quantily Objectives Process, EPA QA/G-4, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C., 1994.

[18] CURRIE, L.A., Limit for quanlitative detection and quantitative determination, Anal. Chem. 40, 1968, pp. 586-593.