Phương Pháp Thu Góp, Bảo Quản Và Xử Lý Mẫu Rong:

2.1.2. Trầm tích biển

Trầm tích là các chất có thể được các dòng chảy của chất lỏng vận chuyển đi và cuối cùng được tích tụ thành lớp trên bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nước như biển, hồ, sông, suối. Quá trình trầm tích là một quá trình tích tụ và hình thành các chất cặn lơ lửng để tạo nên các lớp trầm tích.

Các trầm tích cũng được gió vận chuyển đi. Các sa mạc, hoang thổ là các ví dụ về trầm tích do gió tạo ra.

Ao, hồ, biển, sông tích lũy các lớp trầm tích theo thời gian. Các trầm tích có thể chứa hóa thạch. Các trầm tích cũng là nơi tạo ra các nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí thiên nhiên, dầu mỏ.

Trầm tích là nơi tích lũy các kim loại nặng và các nguyên tố phóng xạ; đồng thời, cũng là nguồn thức ăn và là nơi sinh sống của các động vật ăn đáy như: sò, tôm, v.v... [4]

2.1.3. Rong biển

Có nhiều loại rong sống ở vùng biển Ninh Thuận, tuy nhiên, trong nghiên cứu này chúng tôi quan tâm đến rong Mơ, loại rong sống ở cả 2 vùng biển Vĩnh Hải và Phước Dinh; Một số đặc trưng của loại rong này được mô tả như sau:

Rong Mơ (Sargassaceae) thuộc bộ rong Đuôi ngựa (Fucales), ngành rong Nâu (Phaeophyta). Rong Mơ có đến 400 loài, ở nước ta tìm được chỉ khoảng 68 loài, các loài thường gặp và có sản lượng cao như: S. mcclurei, S. polycystum,

S. crassifolium, S. bideri,…chúng phân bố hầu hết dọc dải ven biển nước ta: Quảng Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Vũng Tàu, Kiên Giang và các đảo: Cô Tô, Cát Bà, Hòn Dấu, Ký Sơn, Cù Lao Chàm, Phú Quý, Phú Quốc,… [13]

Đa số rong Mơ phân bố ở vùng triều ven biển, có thời gian sống 1 năm, chúng phát triển thành các cánh “rừng” từ các tháng 2 đến tháng 8, sau đó sẽ bị sóng nhổ, đánh đứt tàn lụi và trôi nổi khắp nơi (từ tháng 9 đến 11), sau đó cây con mới mọc lại.

Rong Mơ có khả năng tích lũy một số nguyên tố phóng xạ, đặc biệt là

90Sr, do đó có thể dùng để làm sạch thải phóng xạ trong nước biển [13].

Cũng vì đặc tính sinh học của loại rong này (sống phổ biến ở nhiều vùng biển, độ tuổi phù hợp cho quan trắc, khả năng tích lũy các chất phóng xạ...) nên chúng được quan tâm nghiên cứu trong bản luận án này.

2.1.4. Hải sản biển

Sự xâm nhập các hạt nhân phóng xạ vào động vật chủ yếu qua thức ăn, nước uống. Sự đào thải hay tích lũy nhiều hoặc ít thì tùy thuộc vào đặc trưng sinh lý của từng loài động vật. Ví dụ đối với cá ăn nổi thường có hàm lượng các đồng vị phóng xạ nhân tạo thấp hơn nhiều lần so với các động vật ăn đáy như tôm, sò, v.v…

Trong số nhiều hạt nhân phóng xạ có mặt trong thực phẩm, các đồng vị

của U (238U, 235U, 234U), Th (232Th, 230Th, 228Th), Ra (226Ra) và Po (210Po) được

đặc biệt quan tâm vì chúng phát bức xạ alpha và là những đồng vị đóng góp chủ

yếu vào liều chiếu trong dân chúng do sử dụng lương thực thực phẩm.

Các đồng vị phóng xạ đi vào cơ thể người thông qua con đường ăn uống, cũng như qua không khí chúng ta hít thở hàng ngày hoặc qua vết thương hoặc hấp thụ qua da. Sự tích tụ và lan truyền tiếp theo trong cơ thể của các nhân phóng xạ được xác định bởi đặc trưng lý-hóa-sinh của chúng. Sự chuyển hóa của các nhân phóng xạ sau khi vào máu cũng giống như đối với các đồng vị bền tương ứng hoặc các nguyên tố bền có cùng tính chất hoạt động hóa học. Khi các nhân phóng xạ xâm nhập vào cơ thể qua ăn uống, chúng đi vào hệ tiêu hóa. Một phần có thể bị hấp thụ, và phần còn lại được bài tiết qua phân. Phần hấp thụ được chuyển vào máu, tùy từng loại nhân phóng xạ và dạng hợp chất của chúng cũng như tùy vào các cơ quan của cơ thể mà chúng được giữ lại hay chuyển tới các cơ quan khác với những thời gian khác nhau. Cuối cùng chúng được bài tiết chủ yếu qua nước tiểu và phân.

Mặt khác, cơ thể con người được cấu tạo nên bởi các tế bào của nhiều mô

khác nhau. Thành phần chủ yếu của tế bào gồm các nguyên tố chính: C, H, O, N

và các nguyên tố khác với tỉ lệ ít hơn. Khi bức xạ tương tác với tế bào, chúng gây nên sự kích thích ion hóa các nguyên tử của các chất cấu thành tế bào. Trên 70% trọng lượng cơ thể là nước, các phân tử nước khi bị ion hóa sẽ tạo nên các gốc tự do và các chất oxi hóa mạnh. Những chất này sẽ oxi hóa các enzyme của tế bào làm cho các quá trình hóa sinh bình thường trong tế bào bị vi phạm, gây cho tế bào các thương tổn với các mức độ khác nhau dẫn đến mất khả năng phát triển, sinh sản. Nếu nhiều tế bào bị thương tổn nghiêm trọng, cơ thể không thể phục hồi được thì sẽ mắc các bệnh bức xạ lành tính hay ác tính. Ngoài ra, tác hại của bức xạ lên tế bào sinh dục có thể gây nên những hậu quả di truyền cho các thế hệ con cháu [2], [9].

Trong hệ thống môi trường biển: nước, trầm tích, rong, hải sản đều là những mắt xích quan trọng trong chuỗi lương thực thực phẩm có nguồn gốc từ biển: Nước - Trầm tích - Sinh vật (cá, tôm, mực, sò...), hoặc là: Nước - Rong - và cuối cùng là Người.

Vì vậy, nước biển, trầm tích biển, rong biển và hải sản biển đều là những đối tượng được quan tâm. Các loại hải sản được chọn để nghiên cứu là các loại có khả năng sinh sống định cư, được dùng làm nguồn thức ăn chính của dân địa phương cũng như các vùng lân cận, như: cá Nục, Bạc má, sò,… là các loại hải sản dùng để nghiên cứu trong bản luận án này.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thu góp, xử lý và bảo quản mẫu

2.2.1.1. Phương pháp thu góp và xử lý mẫu nước:

a. Vị trí lấy mẫu: Vị trí lấy mẫu được trình bày trong Bảng 2.2 và H. 2.1.

Bảng 2.2. Vị trí lấy mẫu nước bề mặt

STT

Tên mẫu

Ký hiệu

Tọa độ vị trí lấy mẫu

Mô tả Vị trí lấy mẫu

Nước biển

Vĩnh Hải

NVH

Vĩ độ: 11o39’50’’ N

Kinh độ: 109o10’40’’E

Cách vị trí nhà máy ĐHN

2 km về phía Đông- Bắc

Nước biển

Phước Dinh

NPD

Vĩ độ: 11o25’40’’ N

Kinh độ: 109o01’50’’E

Cách vị trí nhà máy ĐHN

2 km về phía Đông- Bắc

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 168 trang tài liệu này.

b. Thu góp mẫu: Dùng bơm để lấy mẫu. Độ sâu lấy mẫu là 1 m tính từ bề mặt nước. Khoảng cách từ bờ đến vị trí thu góp mẫu khoảng từ 1-5 km. Mỗi vị trí thu góp ít nhất là ở 3 điểm, mỗi điểm cách nhau khoảng 100 m. Mỗi mẫu lấy 50 L cho vào can nhựa trắng, đánh dấu, chuyển về phòng thí nghiệm trên đất liền.

c. Xử lý mẫu: Mẫu sau khi thu góp được đo đạc ngay tại hiện trường các thông số hóa lý như: pH, độ muối… axít hóa để tránh sự hấp thụ của các chất cần xác định lên thành bình bằng cách thêm vào 0,2 mL axít HCl (hoặc HNO3) đậm đặc/lít mẫu. Khi cần phân tích thêm các anion thì mẫu được tách riêng ra cỡ 10 lít và không axít hóa. Mẫu sau khi chuyển về phòng thí nghiệm được lọc bỏ cặn bằng cách lọc qua phin lọc có kích thước lỗ 0,15µm, tiếp theo xử lý bằng phương pháp hóa học để tạo mẫu đo gamma hoặc alpha (Phương pháp xử lý để đo alpha được trình bày trong Mục 3.1. Phát triển phương pháp). Phương pháp tách tạo mẫu đo gamma được trình bày như sau: Thêm từ từ vào 20 L mẫu nước

biển 10 mL axit H2SO4 đậm đặc, khuấy đều; thêm tiếp 0,4 gam chất mang Ba2+

(dạng BaCl2), khuấy đều; chỉnh pH về 3 với dung dịch NaOH 2M, khuấy kỹ, để yên cho tủa lắng. Lọc tủa qua phin lọc có kích thước lỗ 0,15µm, rửa tủa bằng nước cất, sấy ở 100oC đến khô (khoảng 5 giờ). Mẫu sau khi sấy, nghiền mịn, giữ để xác định 226Ra.

2.2.1.2. Phương pháp thu góp và xử lý mẫu trầm tích:

a. Vị trí lấy mẫu: Vị trí lấy mẫu cùng với vị trí lấy mẫu nước được trình bày trong Bảng 2.2 và Hình 2.1.

b. Thu góp mẫu: Dùng gàu để lấy mẫu. Độ sâu lấy mẫu là từ 3-5 cm tính từ bề mặt trầm tích. Mỗi mẫu lấy khoảng 3 kg cho vào túi polyethylene, buộc chặt, đánh dấu, chuyển về phòng thí nghiệm.

c. Xử lý mẫu: Mẫu sau khi đưa về phòng thí nghiệm được sấy ở 70oC đến

khô, nghiền mịn và rây qua rây có kích thước lỗ 1 mm, nung mẫu ở 450oC trong 8 giờ.

2.2.1.3. Phương pháp thu góp, bảo quản và xử lý mẫu rong:

a. Thu góp mẫu: Mẫu được chọn để thu góp là rong Mơ và một số loại rong khác (độ tuổi khoảng 1 năm) sống tại vùng biển cần đánh giá. Dùng các dụng cụ thích hợp hoặc tay hái các cây rong sống trên các rạn san hô cho vào túi polyethylene, Khối lượng tươi mỗi mẫu cần thu góp khoảng 5 kg.

Vị trí lấy mẫu rong biển được trình bày trong Bảng 2.3.

Hình 2.1. Các vị trí thu góp mẫu.

Bảng 2.3. Vị trí lấy mẫu rong biển

STT

Tên mẫu

Ký hiệu

Tọa độ vị trí lấy mẫu

Mô tả Vị trí lấy mẫu

Rong Mơ

Vĩnh Hải

RMVH

Vĩ độ: 11o 39’ N

Kinh độ: 109o 10’ E

Cách vị trí nhà máy ĐHN

1 km về phía Đông - Bắc

Rong Mơ

Phước Dinh

RMPD

Vĩ độ: 11o 25’ N

Kinh độ: 109o 01’ E

Cách vị trí nhà máy ĐHN

1 km về phía Đông - Bắc

b. Xử lý mẫu:

- Mẫu sau khi chuyển về phòng thí nghiệm trên đất liền được làm sạch khỏi các mảnh vụn đá vôi, sò,... Sau đó rửa bằng nước cất, vớt mẫu ra cho vào các rổ nhựa để cho ráo nước, cân để xác định khối lượng tươi của mẫu.

- Trong trường hợp ở xa phòng thí nghiệm phân tích, mẫu sau khi cân được đem phơi nắng đến khô, sau đó cho vào túi polyethylene, dán nhãn, chuyển về phòng thí nghiệm.

- Dùng các khay bằng thép không gỉ để sấy và nung mẫu. Mẫu được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 70oC đến khô, sau đó nung ở 450oC trong 24 giờ (tro có màu xám trắng).

2.2.1.4. Phương pháp thu góp, bảo quản và xử lý mẫu hải sản:

a. Thu góp mẫu:

- Mẫu được chọn để thu góp là các loại cá thông dụng (Nục, Bạc má, Mối, Thu, Ngừ, Cơm …) và hải sản khác (sò, tôm, mực) sống tại vùng biển cần đánh giá, có độ tuổi khoảng 1 năm. Dùng các phương tiện đánh bắt thông thường như lưới, câu... để thu góp mẫu cá và các loại hải sản khác tại các vùng nghiên cứu. Trong trường hợp điều kiện khó khăn, có thể mua trên thị trường nhưng phải biết được nguồn gốc của các loại đó. Khối lượng tươi mỗi mẫu cần thu góp khoảng 5 kg, đảm bảo tính đại diện: cá Nục, Mối, Bạc má chọn lấy mẫu với khoảng 10 con/kg; cá Thu, Ngừ chọn lấy mẫu với 2-3 kg/con; Tôm chọn lấy mẫu với khoảng 50 con/kg; Mực chọn lấy mẫu với khoảng 5 con/kg; Sò chọn lấy mẫu với khoảng 30 con/kg.

- Mẫu sau khi thu góp được giữ trong điều kiện nhiệt độ dưới 5oC.

b. Xử lý mẫu:

- Mẫu sau khi đưa về phòng thí nghiệm được rửa bằng nước cất, bỏ phần đuôi và ruột, sau đó để ráo nước, hoặc dùng giấy lọc để thấm khô nước bám dính phía mặt ngoài của mẫu rồi xác định khối lượng tươi trước khi đưa vào sấy. Đối với các loại nghêu, sò phải ngâm trong nước cất 12 giờ để loại bỏ bùn đất ra trước khi mổ xẻ.

2.2.2. Phương pháp định lượng 226Ra trong phòng thí nghiệm

Có nhiều phương pháp phân tích 226Ra như đã đề cập ở phần tổng quan; Mỗi phương pháp đều có các mặt ưu và nhược điểm khác nhau. Luận án không phân tích, đánh giá và so sánh các phương pháp mà sẽ chọn phương pháp nào phù hợp nhất với điều kiện phòng thí nghiệm, quỹ thời gian và nguồn tài chính cho phép.

Trong bản luận án này, áp dụng phương pháp phổ alpha dựa trên các quy trình đã được chính tác giả nghiên cứu phát triển (các quy trình này sẽ được trình bày ở phần tiếp theo) kết hợp với phương pháp phổ gamma phông thấp sau khi tạo mẫu đo để xác định hàm lượng 226Ra (áp dụng cho các mẫu trầm tích, rong); phương pháp đã được mô tả chi tiết ở mục 1.2.6 của Phần Tổng quan.

2.2.2.1. Phương pháp định lượng 226Ra bằng phương pháp phổ alpha:

2.2.2.1a. Hệ thu nhận phổ alpha:

Hiện nay, hầu hết hệ thống thu nhận phổ alpha thường dùng các detector hàng rào mặt silic do khả năng phân giải cao và kích thước gọn của loại detector này. Ngoài ra, các buồng ion hóa cũng được dùng để đo các nguồn kích thước lớn. Sơ đồ khối của một hệ phổ kế alpha dùng detector hàng rào mặt được đưa ra trên Hình 2.2. Detector và nguồn được để trong buồng chân không để giảm sự hấp thụ chùm hạt alpha của không khí và làm giảm độ ồn của detector. Dùng

Chương trình thu nhận và xử lý phổ do nhà chế tạo cung cấp (Genie – PC – Model S409: Alpha Spectroscopy Analysis).

AMP

MCA

DET

Vacuum chamber

PAMP

Hình 2.2. Sơ đồ khối của hệ phổ kế alpha [5].

2.2.2.1b. Hình học đo:

Các mẫu môi trường thường có hoạt độ phóng xạ thấp. Do đó, hiệu suất đo thường là mối quan tâm chính trong phép phân tích dựa trên sự thu nhận phổ alpha. Đối với nguồn đĩa bán kính a, đặt cách detector có bán kính r một khoảng cách h, hiệu suất đo được biểu thị bằng công thức sau [5]:

h 

3 ar 2 h 5

h2 r 2

E  0, 51

2 

h2 r 2 

16 h



Có thể tăng hiệu suất đo bằng cách tăng diện tích detector, giảm diện tích

nguồn hoặc giảm khoảng cách nguồn đến detector.

2.2.2.1c. Diện tích detector:

Hình 2.3 biểu diễn hiệu suất đo thay đổi theo khoảng cách nguồn – detector đối với một số kích thước detector thông dụng. Khi tăng kích thước detector, hiệu suất đo tăng lên.

Tuy nhiên, độ phân giải năng lượng sẽ xấu đi chút ít khi kích thước detector tăng do tăng điện dung của detector. Các detector PIPS 600mm2 thường có hiệu suất

36% với khoảng cách nguồn –

detector là 3mm và đường kính

nguồn là 25 mm [5], [51].

Hình 2.3. Thay đổi hiệu suất đo theo khoảng cách nguồn – detector đối với 4 loại detector phổ biến (đường kính nguồn 17,5 mm)