Assessment of external and internal doses due to farming in high background radiation areas in old tin mining localities in Jos-plateau, Nigeria

Évaluation des doses externes et internes dues à la culture sur des aires présentant un bruit de fond radiatif élevé, dans des localités du plateau Jos, Nigéria, où existent d’anciennes mines d’étain.

¹ Radiation and Health Physics Research Laboratory, Department of Physics, University of Ibadan, Ibadan, Nigeria.
² Department of Physics, Olabisi Onabanjo University, Ago-Iwoye, Nigeria.

Received: 8 July 2008
Accepted: 5 January 2009

Abstract

Farming on soils situated in high background radiation areas can result to enhanced radiation exposure scenarios and pathways to humans. To assess the likely levels of exposures, farm soil samples were collected from different farmlands in three old tin mining localities (Bitsichi, Bukuru and Ropp) in Jos Plateau Nigeria, known for high radiations. The soil samples were analyzed for the activity concentrations of ²²⁶Ra, ²³²Th and ⁴⁰K, using gamma-ray spectroscopy. The outdoor annual effective dose rates were calculated using the activity concentrations of the radionuclides and were found to vary from 0.07 mSv to 2.02 mSv across the three localities. Considering dust generation from soil tillage and inadvertent ingestion of soil particles, the likely internal radiation hazards were estimated using conservative dust and soil loading factors. The total average annual effective dose rates due to ²²⁶Ra and ²³²Th that could result from dust inhalation and ingestion of soil particles were 16.9 µSv, 8.1 µSv and 8.8 µSv, respectively for Bitsichi, Bukuru and Ropp. Though these values are about 5% the outdoor exposures to the farmers in those farms and greater than 1 µSv y^-1, from the point of view of radiation protection and risk, they are significant. It suffices to say, therefore, that the results of this study will create the possibility of the importance to evaluate the health risk among the farming population and workplace environments which often is not covered by regulations concerning health protection.

Résumé

La culture de sols situés dans des zones où le bruit de fond radiatif est élevé peut avoir pour résultat des scénarios d’augmentation de l’exposition aux rayonnements, et de cheminement jusqu’à l’homme. Pour évaluer les niveaux probables d’exposition, nous avons prélevé des échantillons de sol cultivé provenant de diverses exploitations agricoles situées dans trois localités possédant d’anciennes mines d’étain (Bitsichi, Bukuru et Ropp), sur le plateau Jos (Nigéria), connu pour son rayonnement élevé. Par spectroscopie gamma des échantillons de sol, nous avons analysé les concentrations des activités de ²²⁶Ra, ²³²Th et ⁴⁰K. Nous avons calculé les débits de dose efficace annuels à partir des concentrations de l’activité des radionucléides ; nous avons trouvé qu’ils varient de 0,07 mSv à 2,02 mSv, dans l’ensemble des trois localités. Tenant compte de la production de poussière dans le labourage du sol et de l’ingestion, par inadvertance, de particules venant du sol, nous avons évalué le risque probable venant du rayonnement interne, en utilisant des valeurs prudentes des facteurs de charge de la poussière et du sol. Les valeurs moyennes des débits de dose efficace annuels, dus à ²²⁶Ra et ²³²Th, pouvant venir de l’inhalation et l’ingestion de particules du sol, étaient de 16,9 µSv, 8,1 µSv et 8,8 µSv, respectivement, pour Bitsichi, Bukuru et Ropp. Ces valeurs représentent environ 5 % des expositions, à l’extérieur des bâtiments, des agriculteurs de ces propriétés ; elles sont supérieures à 1 µSv an^-1, donc significatives du point de vue de la radioprotection et du risque. Ainsi, il suffit de dire que les résultats de cette étude démontrent la possible importance d’évaluer le risque sanitaire que courent les populations des exploitations agricoles et de leur environnement, risque qui, souvent, n’est pas inclus dans les prescriptions de la radioprotection.