Trang chủ / Tài liệu miễn phí / Luận Án Tiến Sĩ Hóa Học

Hàm Lượng Trung Bình Và Dải Hàm Lượng Của Các Đồng Vị Phóng Xạ




(Bq/kg tươi)

0,0090,212

0,0350,051

1,9119,726

5

Tôm

(Bq/kg tươi)

0,5930,251

0,4760,294

3,153±0,480

0,0381,440

0,2190,620

0,8744,871

6

Sò

(Bq/kg tươi)

3,4901,734

0,8210,404

22,4865,100

0,01722,620

0,0932,590

4,10158,642

7

Rong nâu

(Bq/kg tươi)

2,4411,263

3,6121,414

5,9351,187

0,2215,840

0,2186,660

2,1089,761

8

Rong khác (4 loại) (Bq/kg tươi)

0,7930,388

1,5100,450

8,3020,161

0,4041,920

0,2634,182

8,1408,460

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 168 trang tài liệu này.

Nghiên cứu phát triển phương pháp phổ alpha xác định hàm lượng 226Ra và khảo sát sự phân bố, hành vi của nó trong môi trường biển - 4


Bảng 1.17. Hàm lượng trung bình và dải hàm lượng của các đồng vị phóng xạ

nhân tạo trong một số mẫu môi trường biển Việt Nam [9], [11]


STT

Tên mẫu

90Sr

239,240Pu

137Cs

1

Nước biển

(Bq/m3)

1,530,24

0,0060,001

1,5750,215

0,913,60

0,0020,014

0,6693,600

2

Trầm tích

(Bq/kg khô)

0,140,03

0,3260,084

0,370,23

0,050,41

0,0120,683

0,022,62

3

Cá (5 loại) (Bq/kg tươi)

0,050,13

< 0,0001

0,6010,299

0,040,06


0,0641,856

4

Nhuyễn thể (Bq/kg tươi)

0,030,06

< 0,0001

< 0,001

0,020,03



5

Tôm

(Bq/kg tươi)

0,050,06

0,00060,0002

0,0410,021

0,040,05

0,00020,0006

0,0040,077

6

Sò

(Bq/kg tươi)

< 0,01

0,00320,0016

0,2330,154


0,00030,0080

0,0020,678

7

Rong nâu

(Bq/kg tươi)

0,050,01

0,00750,0050

0,0470,030

0,030,07

0,00200,0226

0,0030,115

8

Rong khác (4 loại) (Bq/kg tươi)

< 0,01

< 0,0001

0,1160,055



0,0050,432


Bảng 1.18. Sơ bộ về hệ số tích lũy sinh học của một số đồng vị phóng xạ trong

sinh vật biển Việt Nam [9], [11]


Đối tượng

mẫu

Hệ số tích lũy sinh học

U

Th

210Po

90Sr

137Cs

239+240Pu

Cá 5 loại

11.3

163.8

2590.0

32.7

381.6

0

Nhuyễn thể

3.2

33.9

6327.5

19.6

0

0

Tôm

17.0

374.8

3086.3

32.7

26.0

100.0

Sò

99.9

646.5

28967.5

0

147.9

533.3

Rong nâu

69.9

2 44.1

7418.8

32.7

29.8

1250.0

Rong khác

22.7

1189.0

10377.5

0

73.7

0

Hệ số tích lũy sinh học

K As

An

Trong đó : As là hoạt độ riêng của mẫu sinh học (Bq/kg tươi)

6000


5000


4000


3000


2000


1000


0

239,240Pu

137Cs

90Sr

226Ra

232Th

238U

238U

232Th

226Ra

90Sr

137Cs

239,240Pu

An là hoạt độ riêng của nước biển (Bq/lít)


Fish

Mollusca

Shrimp

Oyster

Red laver

Seaweeds

Needle gracilarit

Hình 1.5. Hệ số tích lũy sinh học của một số nguyên tố phóng xạ trong sinh vật

biển Việt Nam [9], [11].

Qua việc thực hiện các đề tài, nhiệm vụ về nghiên cứu phóng xạ môi trường biển Việt Nam đã phân tích được trên 1000 chỉ tiêu về hàm lượng các nguyên tố phóng xạ U, Th, 210Po, 90Sr, 137Cs và 239+240Pu (Bảng 1.16 và 1.17) trong các đối tượng môi trường biển (nước, trầm tích và sinh vật biển) đặc biệt là


các số liệu về hàm lượng các đồng vị phóng xạ nhân tạo: 90Sr, 137Cs, 239+240Pu thích hợp góp vào bộ số liệu nền của quốc gia và khu vực, làm cơ sở cho các đánh giá xâm nhập tiếp theo của chúng.

Các kết quả này được so sánh với các số liệu cùng loại của các tác giả khác trong khu vực Châu Á - Thái Bình Dương. Nhìn chung, các số liệu về hàm lượng các đồng vị phóng xạ nhân tạo thu được trong những công trình này có xu hướng thấp hơn các số liệu cùng loại do các tác giả khác trên thế giới đưa ra cho khu vực Châu Á - Thái Bình Dương. Điều này cho thấy rằng biển Việt Nam còn ít chịu ảnh hưởng bởi thải của các nước công nghiệp hạt nhân phát triển.

Các số liệu về hàm lượng các đồng vị phóng xạ tự nhiên thu được có xu hướng cao hơn các số liệu cùng loại do các tác giả khác trên thế giới đưa ra cho khu vực Châu Á - Thái Bình Dương. Điều này được giải thích bởi ảnh hưởng của đới ven bờ.

Với bộ số liệu hiện có, chưa phát hiện thấy rõ rệt hiệu ứng vĩ độ của phân bố các đồng vị này trong biển, ảnh hưởng của công nghiệp sa khoáng chứa monazit ven biển và khai thác dầu khí cũng chưa gây ra quan ngại gì về mặt phóng xạ cho đới ven bờ.

Tỷ số 238U/232Th trong nước biển cỡ 27.5, điều này hoàn toàn phù hợp

với tính chất hoá học của chúng trong biển [9], [11].

Tỷ số 239+240Pu/137Cs trong trầm tích 0.5735±0.1035/0.03091,1328 (tử số là giá trị trung bình ± sai số, mẫu số là dải tỷ số). Giá trị này cao hơn trong đất không xáo trộn tại 5 vị trí ở phía Nam (theo số liệu của chúng tôi, tỷ số này là 0,0355±0,0142/0,02270,0408). Trong khi đó tỷ số này được đánh giá là 0.0265 [UNSCEAR] vào năm 1982 nguồn do rơi lắng phóng xạ toàn cầu và nếu hiệu chỉnh về năm 2002 là cỡ 0.0405. Điều này được giải thích bởi sự khác nhau

trong bản chất quá trình lắng đọng của 239+240Pu và 137Cs trong môi trường biển:

trong khi phần chính của 137Cs tồn tại trong cột nước, thì Pu rất dễ dàng, nhanh chóng bị hấp thụ bởi các hạt, dẫn đến tỷ số 239+240Pu/137Cs có thể tăng lên trong trầm tích của biển Đông bởi sự lắng xuống của các hạt đã được làm giàu Pu [9], [11].


Tỷ số 137Cs/90Sr trong trầm tích của các mẫu quan trắc hiện là 5.1040±1.5397/0.222017.4933 cũng cao hơn tỷ số này trong đất không xáo trộn (cỡ 1.5649). Điều này được giải thích bởi tính tan của Sr cao hơn [9].

Tỷ số các cặp đồng vị 238U/232Th, 239+240Pu/137Cs và 137Cs/90Sr trong nước

và trầm tích là hợp lý, song cũng cần nghiên cứu sâu hơn về hành vi của chúng.

Căn cứ vào hệ số tích luỹ sinh học (Bảng 1.18 và Hình 1.5), ta thấy rong nâu và sò có hệ số tích luỹ sinh học tương đối cao đối với nhiều đồng vị phóng xạ, chúng cần được nghiên cứu tiếp theo để sử dụng làm chỉ thị sinh học cho ô nhiễm phóng xạ biển nhằm đơn giản hoá các thủ tục, chương trình cảnh báo [9], [11].

1.1.3. Tính chất của rađi, các đặc trưng địa hóa và sự phân bố của rađi trong

môi trường biển

1.1.3.1. Tính chất vật lý, hóa học, phóng xạ, tác dụng sinh học và ứng dụng của rađi

1.1.3.1a. Tính chất vật lí của rađi:

Rađi thuộc nhóm IIA, ngoài các tính chất điển hình của một nguyên tố kiềm thổ, rađi còn mang tính phóng xạ. Ở vị trí 88 Bảng Hệ thống tuần hoàn, rađi tinh khiết tồn tại dạng kim loại rắn, thu được khi điện phân muối nóng

chảy hoặc dung dịch chứa Ra2+. Rađi có màu trắng bạc, bóng, nhưng dễ bị

đen trong không khí; cả kim loại và muối của nó đều phát quang mạnh [26], [29].

Các hằng số vật lý quan trọng của rađi bao gồm:


Khối lượng nguyên tử:

Cấu hình điện tử ngoài cùng: Bán kính nguyên tử:

Bán kính ion:

Nhiệt độ nóng chảy:

Nhiệt độ sôi:

Khối lượng riêng (ở 200C): Năng lượng phân rã giải phóng: Chu kỳ bán rã (Ra-226):

226.05 g/mol 7s2

2.35 A0

1.40 A0 1150 0C 700 0C

6.0 g/cm3

132.26 cal/h/g

1599.7 năm


1.1.3.1b. Tính chất hoá học của rađi:

Là một nguyên tố kiềm thổ, rađi mang các tính chất hoá học tương đối đơn giản và điển hình. Nguyên tố này gần giống như bari nhưng hoạt động mạnh hơn. Với cấu trúc lớp điện tử là [5s2 5p6 5d10 6s2 6p6 7s2], rađi chỉ có duy nhất một trạng thái oxihoá là +2. Ở dạng kim loại tinh khiết, rađi tồn tại

dưới dạng tinh thể có cấu trúc mạng, hay là mang cấu trúc lập phương tâm

khối.

Rađi dễ dàng bị oxihoá trong không khí, kết hợp với oxy không khí

tạo thành oxyt - RaO, kết hợp với khí nitơ tạo thành nitrit - Ra3N2.

Rađi là một thành viên trong nhóm kiềm thổ, cũng giống như bari, stronti và canxi nó hình thành nên các muối không tan sunphat, cacbonat và cromat. Các muối clo, brom, nitrat và hydroxit của rađi là tan được trong nước. Nhìn chung, các muối rađi ít tan hơn các muối bari và phương pháp đầu tiên để tách dựa trên các quá trình kết tinh từng phần.

Theo Weigel, người ta ít chú ý đến mối liên quan giữa các tính chất hóa học của kim loại rađi và các hợp chất rắn của nó bởi vì nó được xem cũng là một nguyên tố kim loại kiềm thổ sẽ có tính chất hóa học giống như bari. Cũng theo tác giả này, người đã có những nghiên cứu về tính chất hóa học của rađi và hóa học chất lỏng, đã nhận thấy tầm quan trọng trong các quy trình tách và cô lập, và đặc biệt là quy trình tách Ra/Ba đã được nghiên cứu với một qui mô lớn.

Tuy nhiên, các vấn đề liên quan đến tính chất hóa học và địa hóa học của rađi và các cơ chế liên quan tới sự tương tác giữa chất rắn và dung dịch của nó vẫn đang được nghiên cứu. Điểm quan trọng ở đây là liệu rằng nó có phải là một thành phần đa lượng, trung lượng hoặc vết trong môi trường riêng biệt nào đó không? Trong nước tự nhiên, hàm lượng 226Ra dao động từ các giá trị cao là 105 pCi/m3 (4×103 Bq/m3) trong hệ thống thoát nước cặn của nhà máy sản xuất uran đến các giá trị thấp hơn 1 pCi/m3 (0,04 Bq/m3). Tính trên phân tử gam, các giá trị này dao động từ 410-13M đến 410-18M. Mức hàm lượng thấp 410-18M tương ứng với một vài nguyên tử trên lít (210-6 nguyên tử/ lít). Trong thực nghiệm, mức hàm lượng 226Ra từ 10-3 đến 10-6 mg/lít (410-9M đến 410-12 M)


thường xảy ra. Trong các vật liệu địa chất, hàm lượng tiêu biểu của nó dao động

trong khoảng 410-7 đến 510-8 g/g.

Ở mức hàm lượng như thế, 226Ra như một nguyên tố vết mà tính chất hóa học của nó liên quan tới sự đồng kết tủa với các nguyên tố khác, hoặc bởi các quá trình tương tự khác hơn là dựa trên 226Ra có hoạt động hóa học độc lập với các ion khác. Kết quả là tính chất hóa học và tính chất địa hóa học của 226Ra đã được trình bày sơ bộ với vai trò của tính hấp thụ và đồng kết tủa như là các tính chất liên quan dựa trên cử chỉ của 226Ra trong pha rắn và pha lỏng. Sự đồng kết tủa phải được chú ý đặc biệt do vai trò của nó liên quan tới tính chất của 226Ra trong các chất cặn lắng. Sự khác nhau giữa hai thuật ngữ “dung dịch rắn” và “sự tương tác của dung dịch rắn” cũng được nhấn mạnh. Dung dịch rắn, như đã biết là sự đồng kết tủa, gồm sự kết hợp chặt chẽ của một ion (226Ra) vào thành phần của một tinh thể mẹ. Sự tương tác của dung dịch rắn gồm sự hòa tan của pha rắn vào pha dung dịch và sự dịch chuyển kế tiếp của nó [26], [29], [43], [61].

Tuy nhiên, là một nguyên tố kiềm thổ, rađi có tính chất hóa học tương đối đơn giản, chỉ với trạng thái hóa trị hai được biết. Tính chất hóa học của rađi được xem xét qua một số đặc trưng sau đây:

a. Tính tan:

Các muối rađi trong các axit mạnh như HCl và HNO3 là tan khá tốt (Bảng 1.19). Nhìn chung, đây cũng là trường hợp của các cation kiềm thổ khác (BaCl2). Các muối sunphat, cacbonat và photphat của rađi là ít tan hơn các muối clo và nitrat của nó (Bảng 1.20). Thứ tự về tính tan thay đổi theo anion. Đối với các muối sunphat, tính tan giảm theo thứ tự: Ca2+ > Sr2+ > Pb2+ >Ra2+.

Nhìn chung, tính tan của các muối chứa oxy là thấp và các cation kiềm thổ bị kết tủa khi hàm lượng các anion tồn tại là lớn. Có sự gần giống nhau trong tính tan của RaSO4 và BaSO4 (Bảng 1.20) [29], [61].


Bảng 1.19. Các muối tan của rađi ở 200C.


Muối

Độ tan (g/100 H2O)

RaCl2

24,5

BaCl2

30,7

RaBr2

70,6

Ra(NO3)2

13,9

Bảng 1.20. Các sản phẩm có khả năng tan (log KSP) của các cation kiềm thổ

với các anion thông thường.


Ion

SO42-

CO32-

PO43-

HPO43-

Mg2+

-

-7,46

-23,77

-

Ca2+

-4,625

-8,03

-28,70

-6,66

Sr2+

-6,55

-8,80

-27,39

-7,06

Ba2+

-10,00

-8,31

-22,47

-7,04

Ra2+

-10,37

-

-

-

b. Bán kính ion:

Bán kính tinh thể ion và ion hydrat đối với các cation kiềm thổ được trình bày trong Bảng 1.21. Bán kính tinh thể tăng và bán kính hydrat giảm từ Be2+ đến Ra2+. Cột cuối cùng trong Bảng 1.21 cho thấy tỉ số bán kính điện tích/tinh thể. Trong trường hợp của Be2+, mật độ điện tích cao trên ion làm tăng sự thủy phân của các muối berili trong dung dịch. Mật độ điện tích cao này tạo nên các tính

chất riêng biệt trên Be2+ khi được so sánh với các cation khác là không có cation nào cho thấy xu hướng thủy phân. Như vậy Be2+ được kết luận là không có các tính chất của nguyên tố kiềm thổ và mối quan hệ của chúng với 226Ra [29], [61]. Bảng 1.21. Bán kính ion và tỉ số điện tích của các cation kiềm thổ



Ion

Bán

kính ion (A0)

Tỉ số điện tích đối với

bán kính tinh thể

Tinh thể

Hydrat

Be2+

0,31

4,59

6,45

Mg2+

0,65

4,28

3,01

Ca2+

0,99

4,12

2,02

Sr2+

1,13

4,12

1,77

Ba2+

1,35

4,04

1,48

Ra2+

1,52

3,98

1,32


c. Sự tạo phức:

Khuynh hướng tạo thành các phức giảm khi bán kính cation tăng. Điều này là không rõ ràng đối với phức của các anion vô cơ (xem Bảng 1.22), nhưng lại rõ ràng hơn với các ligan hữu cơ (xem Bảng 1.23). Nhìn chung, sự tạo phức bởi các anion vô cơ là yếu hơn khi so sánh với sự tạo phức bởi các axit hữu cơ, với rađi thì khuynh hướng tạo phức là thấp nhất. Hằng số phức càng nhỏ hơn đối

với Mg2+ với EDTA là do sự tập trung của axit Stearic, ion Mg2+ chứa 4 nhóm

cacboxylat càng nhỏ [29], [61].

Bảng 1.22. Các hằng số bền (log K1)(a) đối với các phức của các cation nhóm IIA và các anion vô cơ.

Ion

F-

Cl-

SO42-

CO32-

HPO 2-

4

Mg2+

1,8

0,6

2,27

3,4

2,50

Ca2+

1,0

-

2,28

3,2

2,70

Sr2+

-

-

2,55

-


Ba2+

0,45

- 0,13

2,30

-


Ra2+

-

-

2,43

2,48


(a): K1 = [MA]/[M2+][An-] (dm3/mol)

Bảng 1.23. Các hằng số bền (log K1)a đối với các phức của các cation nhóm IIA

và các phối tử hữu cơ.


Ion

Oxalate

Tartarate(b)

Citrate(c)

EDTA(d)

DTPA(d,e)

Mg2+

3,43

1,36

3,2

9,12

-

Ca2+

3,00

1,80

3,15

11,0

10,63

Sr2+

2,54

1,94

2,70

8,80

9,68

Ba2+

2,31

1,62

2,54

7,78

8,63

Ra2+

1,2

1,24

2,36

7,07

8,5

Trong đó: (a) K1 = [MA]/[M2+][An-] (dm3/mol).

(b) Các giá trị ghi được tại 0,2 dm3/mol KCl.

(c) M2+ + HL3- MHL-.

(d) Dinatriumdihydrogenethylenediaminetetraacetat.

(e) Diethylenetriaminepentaacetate.

Xem tất cả 168 trang.

Ngày đăng: 10/05/2022
Trang chủ Tài liệu miễn phí