Tổng hoạt độ phóng xạ alpha và beta trong một số mẫu nước giếng ở miền Nam Việt Nam - Phan Long Hồ

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 420 TỔNG HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ ALPHA VÀ BETA TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚC GIẾNG Ở MIỀN NAM VIỆT NAM Phan Long Hồ*,**, Lê Đình Hùng*, Vũ Tuấn Minh*,Đặng Văn Chính*, Trần Thiện Thanh**, Châu Văn Tạo** TÓM TẮT Đặt vấn đề: Khảo sát mức độ nhiễm bẩn phóng xạ thông qua hoạt độ alpha/beta và suất liều hiệu dụng hằng năm trong các mẫu nước là một trong những tiêu chí quan trọng nhằm cảnh báo nguy cơđể bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng. Mục tiêu: Xác định giá trị tổng hoạt độ phóng xạ alpha/beta trong một số mẫunước giếng ở khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ tạimiền nam Việt Nam. Ước lượng suất liều hiệu dụng hằng năm mà người dân nhận được khi sử dụng nguồn nước giếng cho mục đích ăn uống. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu cắt ngang mô tả. Thu thập mẫu ngẫu nhiên 226 mẫu, trong đó 160 mẫu được lấy từ khu vực Đông Nam Bộ và 66 mẫu được lấy từ khu vực Tây Nam Bộ. Phân tích tổng hoạt độ phóng xạ alpha, tổng hoạt độ phóng xạ beta và suất liều hiệu dụng hằng nămtrong mẫu nước giếng. Phương pháp xử lý mẫu được thực hiện theo kỹ thuật bay hơi theo tiêu chuẩn ISO 10704:2009 và đo trên hệ đo WPC-1050 (Protean Instrument/Mỹ) đặt tại Viện Y tế Công cộng Thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả nghiên cứu: Mẫu nước giếng thu thập tại Đông Nam Bộ, hoạt độ alphacó giá trị trong khoảng từ 0,024 đến 0,593 Bq L-1 với mức trung bình là 0,149 BqL-1, trong đó có 19 mẫu vượt giới hạn cho phép (11,9%) vàhoạt độ beta có giá trị trong khoảng từ 0,027 đến 0,632 BqL-1 với mứctrung bình là 0,152 BqL-1, tất cả đều đạt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2008/BTNMT. Đối vớimẫu nước giếng thu thập tại khu vực Tây Nam Bộ,hoạt độ alpha có giá trị trong khoảng từ 0,026 đến 0,748 BqL-1 với mức trung bình là 0,311 BqL-1, trong đó có 10 mẫu vượt giới hạn cho phép (15,2%) vàhoạt độ beta có giá trị trong khoảng từ 0,036 đến 0,519 BqL-1 với mức trung bình là 0,153 BqL-1, không có mẫu nào vượt mức giới hạn cho phép.Ngoài ra, kết quả phân tích thống kê cho thấy có sự khác biệt đáng kể giữa giá trị tổng hoạt độ alpha trong các mẫu nước giếng ở hai khu vực (p-value < 0,05), trong khi đó khôngcó sự khác biệt đáng kể giá trị tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước giếng giữa hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ (p-value > 0,05).Kết quả tính toán suất liều hiệu dụngtrong mẫu nước giếng ở hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ cho thấy có41/226 mẫu nước giếng có suất liều vượt ngưỡng theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) (0.1 mSv y-1). Kết luận: Kết quả của nghiên cứu cho thấy có 29/226 mẫu nước giếngở cả haikhu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ có giá trị tổng hoạt độ alpha vượt quy chuẩn theo QCVN 09:2008/BTNMT vàsuất liều hiệu dụngcủa 41 /226 mẫu nước giếngvượt ngưỡng theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) (0.1 mSv y-1). Từ khóa: alpha, beta, nước giếng, suất liều ABSTRACT GROSS ALPHA AND GROSS BETA RADIOACTIVITY IN SOME OF GROUNDWATER SAMPLES IN SOUTHERN VIET NAM Phan Long Ho, Le Dinh Hung, Vu Tuan Minh, Dang Van Chinh, Tran Thien Thanh, Chau Van Tao *Viện Y tế Công cộng Thành phố Hồ Chí Minh **Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh – VNU-HCM Tác giả liên lạc: ThS. Phan Long Hồ ĐT: 0918 563 609 Email: phanlongho@iph.org.vn Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 421 * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Supplement of Vol. 23 – No. 5 - 2019: 420 – 428 Background: Study of gross alpha, gross beta and annual effective dose in groundwater samples have an important role toprotect public health. Objectives: To determine of gross alpha and gross beta radioactive contamination in some of groundwater samples in Southeast and Southwest region in Viet Nam; To estimate the annual effective dose from drinkinggroundwater samplesused by the inhabitants of the surveyed areas. Methods: A cross-sectional study was conducted. A total of 226 random groundwater samples were collected, including 160 samplestaken from the Southeast and 66 samplestaken from the Southwest, to determinate gross alpha/beta radioactive contamination and annual effective dose. The evaporation technique according to ISO 10704: 2009 was selected to measure gross alpha/beta activities on Gas Flow Proportional Counters(WPC-1050, Protean Instrument, USA) at Institute of Public Health, Ho Chi Minh City. Result: In the Southeast, gross alpha activity concentrations in groundwater samples ranged from 0.024 to 0.593 Bq L-1with a mean of 0.149 Bq L-1, There were 19 ground water samples that had gross alpha activity concentrations greater than recommended reference level of QCVN 09:2008/BTNMT (11.9%) and gross beta activity concentrations ranged from 0.027 to 0.632 Bq L-1 with a mean of 0.152 Bq L-1, all of the groundwater samples had gross betavalues lower than the recommended reference level.In theSouthwest, gross alpha activity concentrations ranged from 0.026 to 0.748 Bq L-1 with a mean of 0.311 Bq L-1. There were 10 groundwatersamples thathad gross alpha activity concentrations greater than the recommended reference level (15.2%) and gross beta activity concentrations ranged from0.036 to 0.519 Bq L-1 with a mean of 0.153 Bq L-1, all of the groundwater samples had gross beta concentrations lower than the recommended reference level. Beside that, the results of statistical analysis showed that there wasa statistically significant difference in gross alpha activity concentrationsbetween groundwater samplesfrom theSoutheast and fromthe Southwest (p-value < 0.05) but there was no statistically significant difference in gross beta activitiesbetween the two regions’ samples (p-value >0.05). In addition, of 226 groundwatersamples in the Southeast and Southwest, 41 had annual effective dose greater than recommended reference level by WHO (0.1 mSvy-1). Conclusions: The ressults of this study showed that there were 29/226 groundwater samples in Southeast and Southwest Viet Nam had gross alpha activity concentrations greater than recommended reference level of QCVN 09:2008/BTNMT and 41/226 groundwater samples in the Southeast and Southwest Viet Nam had annual effective dose greater than recommended reference level by WHO (0.1 mSvy-1). Keywords: alpha, beta, groundwater, dose ĐẶT VẤN ĐỀ Nước là thành phần quan trọng cho sự tồn tại và phát triển của con người và các loài sinh vật sống trên trái đất. Chất lượng nguồn nước mà người dân sử dụng cho ăn uống được đánh giá dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, một trong những tiêu chí quan trọng là đánh giá hoạt độ của các đồng vị phóng xạ có trong mẫu nước. Các đồng vị phóng xạ có trong nước uống có thể phát sinh từ nguồn gốc tự nhiên hoặc do con người tạo ra, trong đó các đồng vị phóng xạ tự nhiên chủ yếu tồn tại trong lớp đất đá và phát tán vào môi trường nước thông qua quá trình khuếch tán tự nhiên hoặc do các hoạt động khai thác khoáng sản, xây dựng và sản xuất phân bón của con người. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên phổ biến như U-238, Th-232, Ra-226, Po-210. Bên cạnh đó, các đồng vị phóng xạ nhân tạo có mặt trong nguồn nước ăn uống chủ yếu do sự rò rỉ từ các nhà máy điện hạt nhân (Chernobyl, Fukushima...) các vụ thử bom nguyên tử hoặc xả thải công nghiệp và y tế, các đồng vị nhân tạo có mặt trong nước ăn uống với hàm lượng không đáng kể(4). Một số đồng vị phóng xạ nhân tạo điển hình như Cs-137, I-131, Sr-90. Theo Ủy ban Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 422 khoa học Liên hiệp quốc về ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử (UNSCEAR) trong tổng số 2,4 mSvy-1 liều chiếu xạ mà dân chúng nhận được thông qua chiếu xạ tự nhiên thì có khoảng 0,29 mSv y-1 liều nhận được thông qua ăn uống(6). Đối với những người bịnhiễm một lượng nhỏ phóng xạ vào trong cơ thể và bị chiếu xạ liên tục trong khoảng thời gian dài nếu không phát hiện và chữa trị kịp thời thì về lâu dài cơ thể sẽ mắc các bệnh phóng xạ mãn tính như ung thư hoặc biến đổi cấu trúc di truyền. Theo nghiên cứu của tổ chức ICRP, với suất liều hàng năm khoảng 2 mSv sẽ gây ra khoảng hơn 80 trường hợp trong số 1 triệu trường hợp tử vong do mắc bệnh ung thư(1). Trên cơ sở đó, việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn phóng xạ trong nước uống, đặc biệt là nguồn nước giếng, nước ngầm ở những khu vực mà người dân chưa được tiếp cận được với nguồn nước sạch đã qua xử lý là hết sức cần thiết để đảm bảo an toàn về chất lượng nguồn nước về phóng xạ cũng như nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Mục tiêu Khảo sát tổng hoạt độ phóng xạ alpha và beta trong một số mẫu nước giếng ở khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ của Việt Nam. Ước lượng liều hiệu dụng trung bình hàng năm và đánh giá ảnh hưởng của phóng xạ trong các mẫu nước giếng tới sức khỏe người dân. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cỡ mẫu Cỡ mẫu gồm 226 mẫu nước giếng được lấy ngẫu nhiên, trong đó có 160 mẫu nước giếng được lấy từ khu vực Đông Nam Bộ được mã hóa mẫu từ S1 đến S160 và 66 mẫu nước giếng được lấy từ khu vực Tây Nam Bộ được mã hóa mẫu từ S161 đến S226. Phương pháp xử lý mẫu Mẫu nước giếng sau khi lấy được đựng trong các can nhựa và axit hóa bằng axit HNO3(pH  2) để đảm bảo các đồng vị phóng xạ không bị mất mát do lắng đọng vào thành bình và đồng thời ngăn ngừa vi sinh vật phát triển. Mẫu được bảo quản trong phòng lưu mẫu ở nhiệt độ từ 25 đến 300C. Phương pháp xử lý mẫu được thực hiện theo kỹ thuật bay hơi theo tiêu chuẩn ISO 10704:2009, thể tích mẫu xử lý để đo tổng hoạt độ alpha/beta là 250ml. Mẫu nước được đựng trong các becher và làm bay hơi trên bếp hồng ngoại tới thể tích khoảng từ 2 - 3 ml, sau đó phần mẫu sau cô cạn được chuyển sang khay đếm sạch đã xác định khối lượng. Khay đếm chứa mẫu phân tích được sấy khô tới khối lượng không đổi dưới đèn hồng ngoại ở nhiệt độ 850C và được lưu trữ trong bình hút ẩm tới nhiệt độ phòng(2). Tổng hoạt độ phóng xạ alpha và beta của lớp cặn lắng trên khay đếm được xác định bằng cách đo trên hệ đo tổng alpha/beta WPC – 1050 của hãng Protean Instrument. Thời gian đo mỗi mẫu là 120 phút. Các thông số đặc trưng của hệ đo tổng alpha/beta WPC-1050 Phông tổng alpha và phông tổng beta được xác định bằng cách đo khay đếm sạch trên hệ đo trong khoảng thời gian 3600 phút. Kết quả đo cho thấy tốc độ đếm phông alpha là 0,030,01 cpm và tốc độ đếm phông beta là 0,910,02 cpm. Hiệu suất đếm alpha và hệ số xuyên âm alpha-beta được xác định bằng cách đo ba nguồn chuẩn alpha (241Am) hoạt độ 10,0  0,1Bq trong khoảng thời gian 120phút. Kết quả cho thấy hiệu suất đếm alpha là 19,2  0,2% và hệ số xuyên âm alpha-beta là 31,6  1,2%. Trong khi đó, hiệu suất đếm beta được xác định bằng cách đo các nguồn hiệu chuẩn beta sử dụng đồng vị Sr-90/Y-90 hoạt độ 10,3  0,2 Bq trong khoảng thời gian 120 phút. Kết quả đo và tính toán cho thấy hiệu suất đếm beta 70,9  0,8%. Hệ số tự hấp thụ alpha (fa) được xác định thông qua việc đo dãy 7 nguồn chuẩn alphasử dụng dung dịch chuẩn của đồng vị 241Am với cùng hoạt độ 3,5 Bq và khối lượng mẫu tăng dần từ 0 đến 100mg (đảm bảo mật độ cặn trên khay đếm dưới 5mg cm-2) để xây dựng mối liên hệ giữa khối lượng mẫu và hiệu suất đo tổng hoạt Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 423 độ alpha. Hệ số hấp thụ alpha theo khối lượng từ thực nghiệm được làm khớp dưới dạng fa=0,991Exp(-0,0141m), với m (mg) là khối lượng cặn của mẫu phân tích. Tính toán kết quả và giới hạn phát hiện Tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta trong các mẫu được tính toán dựa theo tiêu chuẩn ISO 10704:2009 và được xác định theo công thức như sau: gα1 α α aα 0αr r , V×ε × f Bq A L    gβ 01 β β β β gα 0αr r r r A , V×ε × χ Bq L f     Với: V là thể tích mẫu phân tích tổng hoạt độ alpha/beta (Lít); ,  là hiệu suất đếm alpha, beta; falà hệ số tự hấp thụ alpha trong mẫu đo; Đôi với nguồn mỏng (< 5mg cm-1) sự tự hấp thụ là không đáng kể, β 1f  ; rg, rg là tốc độ đếm alpha, beta (cps); r0, r0 là tốc độ đếm phông alpha, beta (cps);  là hệ số xuyên âm alpha-beta; Giới hạn phát hiện trong các mẫu đo được tính theo công thức như sau:     * 2 g 2 rel 1 2 2A k w / t LOD, 1 k u Bq w i i L    Với: c* là ngưỡng quyết định trong phép đo tổng hoạt độ alpha/beta; k = 1,65; tg là thời gian đo mẫu; α aαV×ε × f 1 w  và β αV×ε 1 w  . Tiêu chí đánh giá Theo tiêu chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT, giới hạn tổng hoạt độ alpha trong các mẫu nước ngầm là 0,1 Bq L-1 và giới hạn tổng hoạt độ beta là 1 BqL-1(5). Suất liều hiệu dụng trung bình hằng năm đối với các đồng vị phóng xạ có trong mẫu nước theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) là 0,1 mSv y-1(7). KẾT QUẢ Kết quả thẩm định phương pháp Tổng số 20 mẫu nước giếng thêm chuẩn alpha (Am-241) với dãy nồng độ từ 0,05 – 1 Bq. L-1và 20 mẫu thêm chuẩn beta (Sr-90/Y-90) với dãy nồng độ từ 0,5 – 8 Bq. L-1 để xác định độ lặp lại, độ tái lặp, hiệu suất thu hồi và khoảng tuyến tính của phương pháp. Trong đó, các thông số liên quan được tính như sau: Độ lặp lại được xác định thông qua giá trị độ lệch chuẩn tương đối RSD(%)   n 2 i i-1 A A RS nD, % = 1 100 A ×    Với iA , Bq L-1 là hoạt độ của mẫu thêm chuẩn, n là số mẫu thêm chuẩn; A , Bq L-1 là hoạt độ trung bình của các mẫu thêm chuẩn. Trong khi đó, hiệu suất thu hồi được tính toán tại 3 khoảng nồng độ khác nhau và được xác địnhtheo công thức sau: spike A R, % = ×100 A Với A , Bq L-1 là hoạt độ trung bình; spikeA , Bq L-1 là hoạt độ thêm vào. Từ thực nghiệm xác định được giá trị hiệu suất thu hồi trong phân tích tổng hoạt độ alpha trong khoảng từ 94,86% đến 98,40% với độ lệch chuẩn tương đối 7,45%. Bên cạnh đó, hiệu suất thu hồi tổng hoạt độ beta trong khoảng từ 86,09% đến 94,45% với độ lệch chuẩn tương đối là 3,20%. Kết quả phân tích tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước giếng Tổng hợp kết quả phân tính tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta của 226 mẫu nước giếng lấy từ hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ được cho trong Bảng 1. Dựa vào bảng số liệu tổng hợp kết quả phân tích tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta ở Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 424 hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ cho thấy: Ở khu vực Đông Nam Bộ, trong tổng số 160 mẫu nước giếng phân tích có 56 mẫu có phát hiện hoạt độ alpha chiếm tỉ lệ 35,0% và 81 mẫu có phát hiện hoạt độ beta chiếm tỉ lệ 50,6%, trong đó có 19 mẫu có hoạt độ alpha vượt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2008/BTNMT chiếm tỉ lệ 11,9%. Đối với các mẫu có phát hiện hoạt độ alpha/beta, giá trị tổng hoạt độ alpha nằm trong khoảng từ 0,024 ± 0,009 Bq L-1đến 0,593±0,078 Bq L-1với mức hoạt độ alpha trung bình là 0,149±0,028 Bq L-1,giá trị tổng hoạt độ beta nằm trong khoảng từ 0,027±0,009 Bq L-1 đến 0,632±0,029Bq L-1với mức hoạt độ beta trung bình là 0,152±0,014 Bq L-1. Giới hạn phát hiện trung bình trong phân tích tổnghoạt độ alpha là 0,043 Bq L-1và beta là 0,033 Bq L-1. Trong khi đó, ở khu vực Tây Nam Bộ, trong tổng số 66 mẫu nước giếng phân tích có 15 mẫu có phát hiện hoạt độ alpha chiếm tỉ lệ 22,7% và 40 mẫu có phát hiện hoạt độ beta chiếm tỉ lệ 60,6%, trong đó có 10 mẫu có hoạt độ alpha vượt giới hạn cho phép (0,1 Bq L-1) theo quy chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT chiếm tỉ lệ 15,2%. Đối với các mẫu có phát hiện, giá trị tổng hoạt độ alpha nằm trong khoảng từ 0,026±0,010 Bq L-1đến 0,748±0,097 Bq L-1với mức hoạt độ alpha trung bình là 0,311±0,054 Bq L-1, giá trị hoạt độ beta nằm trong khoảng từ 0,036±0,010 Bq L-1đến 0,519±0,025 Bq L-1với mức hoạt độ beta trung bình là 0,153±0,016 Bq L-1. Giới hạn phát hiện trung bình hoạt độ alpha là 0,068 Bq L-1 và hoạt độ beta là 0,036 Bq L-1. Ngoài ra, khi sử dụng phương pháp phân tích thống kê F-test và t-testcho thấycó sự khác biệt đáng kể giữa giá trịtổng hoạt độ alpha trong các mẫu nước giếng ở hai khu vựcĐông Nam Bộ và Tây Nam Bộ với p-value <0,05. Trong khi đó, kết quả phân tích thống kê đôi vớitổng hoạt độ beta cho thấy không có sự khác biệtgiữa các mẫu nước giếngởkhu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ với p-value là 0,95 (Hình 1). Bảng1: Kết quả phân tích tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước giếng Thông tin mẫu Tổng hoạt độ alpha, Bq L -1 Tổng hoạt độ beta, Bq L -1 Đông Nam Bộ Tây Nam Bộ Đông Nam Bộ Tây Nam Bộ Tổng số mẫu phân tích 160 66 160 66 Số mẫu có phát hiện 56 15 81 40 Tỉ lệ mẫu có phát hiện 35,0% 22,7% 50,6% 60,6% Số mẫu vượt chuẩn 19 10 0 0 Tỉ lệ mẫu vượt chuẩn 11,9% 15,2% 0% 0% Giới hạn phát hiện 0,043 (0,022 - 0,093) 0,068 (0,023 - 0,091) 0,033 (0,023 - 0,045) 0,036 (0,027 - 0,082) Hoạt độ trung bình 0,149 ± 0,028 (0,024 - 0,593) 0,311 ± 0,054 (0,026 - 0,748) 0,152 ± 0,014 (0,027 - 0,632) 0,153 ± 0,016 (0,036 - 0,519) F-test F F Crit (0,77 > 0,64) P(F ≤ f) = 0,007 P(F ≤ f) one-tail = 0,16 t-test |t|> tCrit (3,39> 1,99) |t|< tCrit (0,07 < 1,98) P(T ≤ t) = 0,001 P(T ≤ t) = 0,95 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 425 Hình 1: Giới hạn phát hiện tổng hoạt độ alpha và beta ở Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ Tương quan tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước giếng Mục đích của đánh giá hồi qui tương quan là ước lượng mức độ liên hệ giữa các biến độc lập đến biến phụ thuộc, hoặc ảnh hưởng của các biến độc lập với nhau. Trong trường hợp này, khi cả tổng hoạt độ phóng xạ alpha và beta trong mẫu đều thấp, việc đánh giá hồi quy tương quan để dự đoán thành phần đồng vị phóng xạ đóng góp trong mẫu là lựa chọn phù hợp. Dựa vào giả định các đồng vị phát beta nhưng không phát alpha như: K-40, Sr-90, Cs-137 hoặc đồng vị phát alpha nhưng không phát beta như Am-241, Pu- 239 thì sự tương quan giữa alpha và beta là không đáng kể. Nếu trong thành phần mẫu có chứa U-238 và Th-232 bao gồm các nhân con cháu của chúngthì sự tương quan giữa alpha và beta là đáng kể, vì chuỗi U-238 và Th-23 đều phát alpha và beta đồng thời. Để mô tả mức độ liên hệ giữa hai biến này chúng ta cần phải xác định hệ số tương quan giữa chúng (Correlation coefficient). Hệ số tương quan của hai biến ngẫu nhiên x và y được xác định theo công thức:        n i i i =1 2 2n n i i i =1 i =1 x x y y r = x x y y        Với: r là hệ số tương quan giữa hai biến x và y; x , y là các giá trị trung bình của biến x và y. Giá trị của r sẽ thay đổi trong khoảng từ 0 đến ± 1 tương ứng với mức độ không tương quan đến tương quan hoàn chỉnh. Trong đó, dấu của r chỉ chiều của sự tương quan. Nếu r >0, thì đa số các giá trị lớn của y tương ứng với các giá trị lớn của x và ngược lại tức là tỉ lệ thuận với x, đây là tương quan dương hoặc tương quan tỉ lệ thuận. Nếu r <0, ta có tương quan âm hay tương quan tỉ lệ nghịch; Nếu r = 0, thì hai biến x và y không có sự tương quan hay độc lập với nhau(3). Bảng 2: Ý nghĩa của hệ số tương quan. STT Giá trị hệ số tương quan Mức độ tương quan 1 0 r 0, 3  Không tương quan 2 0, 3 r 0,5  Tương quan yếu 3 0,5 r 0, 7  Tương quan trung bình 4 0, 7 r 0,9  Tương quan mạnh 5 0,9 r 1  Tương quan rất mạnh Trên cơ sở đó, kết quả phân tích tương quan giữa tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước giếng có phát hiện đồng thời tổng hoạt độ alpha/beta ở hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ được cho trong Hình 1. Dựa trên kết quả phân tích hệ số tương quan cho thấy có mối tương quan khá tốt giữa tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta ở cả hai khu vực với giá trị hệ số tương quan ở khu vực Tây Nam Bộ là r = 0,75 và ở khu vực Đông Nam Bộlà r = 0,66. Điều này cho thấy nguyên nhân chính gây ra tổng hoạt độ beta chủ yếu do đóng góp từ Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 426 các đồng vị trong các chuỗi phóng xạ U-238, Th- 232 và sự đóng của đồng vị K-40 vào tổng beta là không đáng kể (Hình 2). Hình 2: Tương quan giữa tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước giếng Suất liều hiệu dụng hàng năm trong mẫu nước giếng Phóng xạ trong nước ngầm có nguồn gốc từ các đồng vị trong hai chuỗi phóng xạ U-238, Th- 232 và đồng vị K-40. Trong đó, tổng hoạt độ alpha trong nước ngầm chủ yếu do sự đóng góp từ các đồng vị phát bức xạ alpha như Ra-226, Ra- 224, Po-210 và một phần nhỏ từ đồng vị Th-232. Trong khi đó đối vớitổng hoạt độ beta là do sự đóng gópcủa các đồng vị phát bức xạ beta nhưK-40, Ra-228và Pb-210. Trên cơ sở phân tích mối tương quan giữa tổng alpha và tổng beta trong các mẫu nước giếng ở hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ đã cho thấy có sự tương quan khá tốt giữa tổng alpha và tổng beta với hệ số tương quan lần lượt là 0,66 và 0,75, điều này chỉ ra rằng nguồn gốc tổng beta trong các mẫu nước giếng phần lớn đóng góp từ các đồng vị trong hai chuỗi phóng xạ tự nhiên U-238 và Th- 232 và sự đóng góp từ K-40 là không đáng kể. Hơn nữa khi tính toán cho thấy hệ số chuyển đổi suất liều của đồng vị K-40 đối với người trưởng thành rất nhỏ khi so sánh với các đồng vị phát beta như Ra-228 và Pb-210 (CFK-40 = 6,2 x 10-6 mSv Bq-1)(1). Do đó, trong nghiên cứu này suất liều hiệu dụng đối với tổng alpha trong nước giếng sẽ được tính theo đồng vị Ra-226 và Po-210, suất liều hiệu dụng tổng beta được tính theo đồng vị Ra-228 và Pb-210. Suất liều hiệu dụng (ADE) đối với tổng alpha/beta người dân nhận được quan ăn uống từ nước giếng, nước ngầm được tính theo công thức (WHO, 2011)(7):  -1α/β α/β wAED mSv y = A ×IR ×CF Trong đóA/là hoạt độ alpha/beta của mẫu (Bq L-1); CFlà hệ số chuyển đổi suất liều (mSv Bq- 1). IRwlà lượng nước tiêu thụ trung bình hằng năm của người trưởng thành (IRw = 730 L y-1)(7). Hệ số CF của các đồng vị sử dụng để tính suất liều CFRa-226 = 2,8 x 10-4 mSv Bq-1, CFRa-228 = 6,9 x 10- 4 mSv Bq-1, CFPo-210 = 1,2 x 10-3 mSv Bq-1và CFPb-210 = 6,9 x 10-4 mSv Bq-1, theo thứ tự(1). Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 427 Hình 3: Suất liều hiệu dụng alpha tính theo Ra-226 và Po-210 Hình 4: Suất liều hiệu dụng beta tính theo Ra-228 và Pb-210 Kết quả tính toán liều hiệu dụng hàng năm trong 226 mẫu nước giếng ở hai khu vực Đồng Nam Bộ và Tây Nam Bộcho thấy: Có 5 mẫu nước giếng có giá trị suất liều vượt ngưỡng theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới khi tính theo đồng vị Ra-226, 19 mẫu có suất liều vượt ngưỡng khi tính theo đồng vị Po-210 và 20 mẫu nước giếng có suất liều vượt ngưỡngkhi tính theo đồng vị Ra-228 và Pb-210. Bên cạnh đó, có 41 mẫu nước ở hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ có suất liều vượt ngưỡng vượt ngưỡng theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới. BÀN LUẬN Nghiên cứu đã thực hiện khảo sát tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta của 226 mẫu nước giếng, trong đó 160 mẫu lấy từ khu vực Đông Nam Bộ và 66 mẫu lấy từ khu vực Tây Nam Bộ với kết quả thu được như sau: - Đối với khu vực Đông Nam Bộ có 56 mẫu có phát hiện hoạt độ alpha chiếm tỉ lệ 35,0% và 81 mẫu có phát hiện hoạt độ beta chiếm tỉ lệ 50,6%, trong đó có 19 mẫu có hoạt độ alpha vượt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2008/BTNMT chiếm tỉ lệ 11,9%. - Đối với các mẫu có phát hiện, giá trị tổng hoạt độ alpha nằm trong khoảng từ 0,024±0,009 Bq L-1 đến 0,593 ± 0,078 Bq L-1 với mức hoạt độ alpha trung bình là 0,149±0,028 Bq L-1, giá trị tổng hoạt độ beta nằm trong khoảng từ 0,027±0,009 Bq L-1 đến 0,632±0,029 Bq L-1 với mức hoạt độ beta trung bình là 0,152 ± 0,014 Bq L-1. Giới hạn phát hiện trung bình trong phân tích tổng hoạt độ alpha là 0,043 Bq L-1và beta là 0,033 Bq L-1. Trong khi đó, ở khu vực Tây Nam Bộ, trong tổng số 66 mẫu nước giếng phân tích có 15 mẫu có phát hiện hoạt độ alpha chiếm tỉ lệ 22,7% và 40 mẫu có phát hiện hoạt độ beta chiếm tỉ lệ 60,6%, trong đó có 10 mẫu có hoạt độ alpha vượt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2008/BTNMT chiếm tỉ lệ 15,2%. - Đối với các mẫu có phát hiện, giá trị tổng hoạt độ alpha nằm trong khoảng từ 0,026±0,010 Bq L-1đến 0,748±0,097 Bq L-1 với mức hoạt độ Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 428 alpha trung bình là 0,311±0,054 Bq L-1, giá trị hoạt độ beta nằm trong khoảng từ 0,036±0,010 Bq L-1đến 0,519±0,025 Bq L-1 với mức hoạt độ beta trung bình là 0,153±0,016 Bq L-1. Giới hạn phát hiện trung bình hoạt độ alpha là 0,068 Bq L-1 và hoạt độ beta là 0,036 Bq L-1. - Ngoài ra, khi sử dụng phương pháp phân tích thống kê F-test và t-test cho thấy có sự khác biệt đáng kể giữa giá trị tổng hoạt độ alpha trong các mẫu nước giếng ở hai khu vựcĐông Nam Bộ và Tây Nam Bộ với mức ý nghĩa p-value <0,05. Trong khi đó, kết quả phân tích thống kê đôi với tổng hoạt độ beta cho thấy rằng không có sự khác biệt đáng kể nào giữa giá trị tổng hoạt độ beta trong các mẫu nước giếng ở khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ với mức ý nghĩa p-value là 0,95. Kết quả phân tích hệ số tương quan cho thấy có mối tương quan khá tốt giữa tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta ở cả hai khu vực Đồng Nam Bộ và Tây Nam Bộ.Điều này cho thấy nguyên nhân chính gây ra tổng hoạt độ beta chủ yếu do đóng góp từ các đồng vị phóng xạ trong các chuỗi phóng xạ tự nhiên như 238U, 232Th, và sự đóng góp beta từ đồng vị 40K là không đáng kể. Ngoài ra, dựa trên kết quả tính toán liều hiệu dụng hàng năm trong 226 mẫu nước giếng ở hai khu vực Đồng Nam Bộ và Tây Nam Bộ cho thấy: có 5 mẫu nước giếng có giá trị suất liều vượt ngưỡng theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới khi tính theo đồng vị Ra-226, 19 mẫu có suất liều vượt ngưỡng khi tính theo đồng vị Po-210 và 20 mẫu nước giếng có suất liều vượt ngưỡngkhi tính theo đồng vị Ra-228 và Pb-210. Bên cạnh đó, có 41 mẫu nước ở hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ có suất liều vượt ngưỡng vượt ngưỡng theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới. KẾT LUẬN Nghiên cứu cho thấy có 29 mẫu trong tổng số 226 mẫu nước giếng ở cả hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ có giá trị tổng hoạt độ alpha vượt quy chuẩn (0,1 BqL-1) theo QCVN 09:2008/BTNMT và không có mẫu nào có tổng hoạt độ beta vượt quy chuẩn (1 BqL-1). Trong đó, giá trị hoạt độ alpha và beta trung bình ở khu vực Đông Nam Bộ là 0,149 BqL-1 và 0,152 BqL-1; Giá trị hoạt độ alpha và beta trung bình ở khu vực Tây Nam Bộ là 0,311 BqL-1 và 0,153 BqL-1. Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu còn cho thấy có 41 trong tổng số 226 mẫu nước giếng ở cả hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ có suất liều vượt ngưỡng theo khuyến cáo của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) (0,1 mSv y-1). KIẾN NGHỊ Mở rộng phạm vi nghiên cứu và sử dụng thêm hệcác thiết bị phân tích như hệ phổ gamma phông thấp HPGevà hệ phổ kế alpha để xác định chính xáchoạt độ của các đồng vị phóng xạ trong mẫu nước giếng từ đó tính toán suất liềuhiệu dụngmột cách chính xác hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. International Atomic Energy Agency (2012). Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication, pp.119. 2. International Organization for Standardization (2009). Water quality – Measurement of gross alpha and gross beta activity in non-saline water – Thin source deposit method. ISO 10704:2009. 3. Mukaka MM (2012). A guide to appropriate use of Correlation coefficient in medical research. Malawi Medical Journal, 24(3):69– 71. 4. Ngô Quang Huy (2006). Cơ sở vật lý hạt nhân. NXB Khoa học và Kỹ thuật, pp.26-28 5. QCVN 09 2008/BTNMT (2008). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm. 6. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (2000). Sources and Effects of Ionizing Radiation. United Nation Publication, New York. URL: https://www.unscear.org/docs/publications/2000/UNSCEAR_20 00_Report_Vol.I.pdf. 7. World Health Organization (2011). Guidelines for drinking- water quality. WHO publications, Geneva. URL: https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/drin king-water-quality-guidelines-4-including-1st-addendum/en/. Ngày nhận bài báo: 15/08/2019 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 31/08/2019 Ngày bài báo được đăng: 15/10/2019