Bài viết phân tích sự phân bố của một số đồng vị kim loại như Br-82, Na-24, K-40, Zn-65 trong rêu, nấm và địa y dựa vào những mẫu chuẩn sẵn có. Hy vọng qua đó sẽ đánh giá được đâu là sinh vật chỉ thị tốt nhất nhằm giúp ích cho những nghiên cứu chuyên sâu về môi trường sinh thái.
Ý kiến trao đổi Thái Khắc Định, Hoàng Thị Hải Thanh KHẢO SÁT SỰ HẤP THỤ KIM LOẠI TRONG SINH VẬT CHỈ THỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NEUTRON Thái Khắc Định1, Hoàng Thị Hải Thanh2 Mở đầu Trong năm gần đây, với nhịp độ phát triển xã hội, môi trường sống người ngày bị phá hủy nhiều nguyên nhân khác Sự ô nhiễm môi trường kim loại nặng nguyên tố độc gây vấn đề nhức nhối thu hút quan tâm nhiều người Theo vòng tuần hồn kim loại hấp thụ tích lũy độc tố chủ yếu nằm thực vật không mạch thực vật bậc thấp rêu, địa y loại nấm lớn gọi chung sinh vật thị [1], [2], [5] Hiện việc đánh giá ô nhiễm môi trường sinh vật thị phương pháp sử dụng rộng rãi nhằm định lượng kim loại nặng môi trường xung quanh Qua biết mức độ gây nguy hại đến sức khỏe người động thực vật Tuy nhiên phương pháp chưa sử dụng rộng rãi nước Vì vậy, đề tài có tham vọng phân tích phân bố số đồng vị kim loại Br-82, Na-24, K-40, Zn-65 rêu, nấm địa y dựa vào mẫu chuẩn sẵn có Hy vọng qua đánh giá đâu sinh vật thị tốt nhằm giúp ích cho nghiên cứu chun sâu mơi trường sinh thái Đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu sinh vật thị điển rêu, nấm địa y thu thập công viên Tao Đàn, Thảo Cầm Viên Đầm Sen Trong gồm mẫu rêu, mẫu nấm mẫu địa y Hình Mẫu rêu TS – Trường ĐHSP TP HCM Khoa Vật lý – Trường ĐHSP TP HCM 104 Hình Nấm trắng Hình Địa y Ý kiến trao đổi Số 14 năm 2008 Sau thu thập, mẫu xử lý sơ bộ: Nhặt thật sạch, sấy nhiệt độ phòng khoảng ngày sấy đèn hồng ngoại cho mẫu thật khô, cân mẫu 200 mg, đóng gói chiếu kích hoạt 2.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích kích hoạt neutron đề tài chọn làm phương pháp nghiên cứu ưu điểm so với phương pháp tương tự: Phân tích hầu hết ngun tố hóa học bảng tuần hồn với độ nhạy độ xác cao, mẫu phân tích khơng bị phá hủy nhiễm bẩn, có khả phân tích đồng thời nhiều ngun tố tự động hóa tồn quy trình phân tích Hệ phân tích NAA đề tài sử dụng hệ phân tích lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt với thông số sau [4] Bảng 1: Vùng hoạt Loại bó nhiên liệu (BNL) Độ giàu nhiên liệu Cấu hình tới hạn vùng hoạt VVR-M2 36% 235U Uran72BNL; 2897,4 gr 235U Berili 26,25 kg Bảng 2: Thơng lượng neutron lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Vị trí Thơng lượng neutron Nhiệt T (n/cm2 s) Nhanh f (n/cm3 s) Bẫy neutron 2,1.1013 2,75.1012 Kênh đứng ô 7-1 9,0.1012 1,79.1012 Mâm quay 3,5.1012 1,06.1011 Cột nhiệt 9,2.1010 5,35.107 Kênh ngang số 1,3.1012 1,35.1010 Kênh ngang số 5,85.1012 2,44.109 Kênh ngang số 9,6.1011 9,35.109 Kênh ngang số 3,32.1012 8,75.1010 105 Ý kiến trao đổi Thái Khắc Định, Hoàng Thị Hải Thanh Kết thảo luận Phân tích định tính có mặt vài ngun tố dựa phổ gamma mẫu chiếu Từ tính tốn hàm lượng vài nguyên tố 82Br, 24 Na, 40Ka, 65Zn dựa mẫu chuẩn sẵn có Bảng 3: Hàm lượng đồng vị 82Br Tên mẫu Khối Diện tích lượng đỉnh phổ mẫu (xung) (g) Mẫu Br-776 Nấm Địa y Chuẩn Rêu tường Rêu nước Rêu tường Rêu tản Rêu tường Nấm trắng Địa y Rye Flour V8 0,13258 0,12431 0,11896 0,12397 0,11428 0,14089 0,13329 0,10986 Hàm lượng (ppm) Sai số (ppm) 28,02 6,15 6,33 28,89 11,50 19,50 0,38 0.62 0.34 0.35 0.66 0.45 2.89 0.07 2581 531 523 2488 913 1806 29 Hàm lượng đồng vị Br-82 đỉnh 776 keV 35 30 Hàm lượng (ppm) 25 20 15 10 Rêu tường Rêu nước Rêu tường Rêu tản Rêu tường Nấm trắng Địa y Tên mẫu Hình 4: Đồ thị biểu diễn hàm lượng đồng vị 82Br 106 Chuẩn Ý kiến trao đổi Số 14 năm 2008 Bảng 4: Hàm lượng đồng vị 24Na Mẫu Tên mẫu Rêu tường Rêu nước Rêu tường Rêu tản Rêu tường Nấm trắng Địa y Rye Flour V8 Na1368 Nấm Địa y Chuẩn Khối lượng mẫu (g) 0,13258 Diện tích đỉnh phổ (xung) 41331 Hàm lượng (ppm) 406,59 Sai số (ppm) 0,12431 0,11896 12812 10589 134,42 116,09 1.21 1.16 0,12397 0,11428 45947 11386 483,40 129,95 2.42 1.17 0,14089 0,13329 0,10986 10059 12097 219 93,12 118,37 2,60 0.93 2.02 0.21 2.03 Hàm lượng đồng vị Na-24 đỉnh 1368 keV 600 Hàm lượng (ppm) 500 400 300 200 100 Rêu tường Rêu nước Rêu tường Rêu tản Rêu tường Nấm trắng Địa y Chuẩn Tên mẫu Hình 5: Đồ thị biểu diễn hàm lượng đồng vị 24Na 107 Ý kiến trao đổi Thái Khắc Định, Hoàng Thị Hải Thanh Bảng 5: Hàm lượng đồng vị 40K K1524 Mẫu Tên mẫu Nấm Địa y Chuẩn Rêu tường Rêu nước Rêu tường Rêu tản Rêu tường Nấm trắng Địa y Rye Flour V8 Diện tích đỉnh phổ (xung) 3169 2679 1590 5655 2758 6400 1613 344 Khối lượng mẫu (g) 0,13258 0,12431 0,11896 0,12397 0,11428 0,14089 0,13329 0,10986 Hàm lượng (ppm) 14694,54 13248,86 8216,90 28043,22 14836,65 27926,19 7439,58 1925,00 Hàm lượng đồng vị K-40 đỉnh 1524 keV 300000 H m lư ợ n g (p p m ) 250000 200000 150000 100000 50000 Rêu tường Rêu nước Rêu tường Rêu tản Rêu tường Nấm trắng Địa y Tên mẫu Hình 6: Đồ thị biểu diễn hàm lượng đồng vị 40 K 108 Chuẩn Sai số (ppm) 27.91 25.17 21.36 39.26 28.19 33.51 28.27 10.20 Ý kiến trao đổi Số 14 năm 2008 Bảng 6: Hàm lượng đồng vị 65Zn Mẫu Zn1115 Nấm Địa y Chuẩn Tên mẫu Khối lượng mẫu (g) Rêu tường 0,13258 Rêu nước 0,12431 Rêu tường 0,11896 Rêu tản 0,12397 Rêu tường 0,11428 Nấm trắng 0,14089 Địa y 0,13329 Rye Flour V8 0,10986 Diện tích đỉnh phổ (xung) 13.,3 13,3 52,6 38,3 56,4 63,8 76,7 40,6 Hàm lượng (ppm) 0,69 0,73 3,03 2,12 3,38 3,10 3,94 2,53 Sai số (ppm) 0.38 0.09 0.49 0.56 0.53 0.44 0.54 0.43 Hàm lượng đồng vị Zn-65 đỉnh 1115 keV 4.5 H àmlượng(ppm ) 3.5 2.5 1.5 0.5 Rêu tường Rêu nước Rêu tường Rêu tản Rêu tường Nấm trắng Địa y Chuẩn Tên mẫu Hình 7: Đồ thị biểu diễn hàm lượng đồng vị 65Zn Theo kết phân tích định tính định lượng số nguyên tố ta thấy: Số đồng vị nấm nấm khơng có chất diệp lục, quang hợp để hút nguyên tố khí mà hấp thụ chủ yếu từ giá thể Các nguyên tố xuất mẫu rêu khơng nhiều địa y rêu có thời gian sống ngắn địa y (chỉ sống vào khoảng tháng mùa mưa) Trong địa y xuất nhiều nguyên tố địa y thực vật bậc thấp lưu niên nên hấp thụ nhiều nguyên tố với hàm lượng tăng dần theo thời gian Điều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết sinh vật thị [3] 109 Ý kiến trao đổi Thái Khắc Định, Hoàng Thị Hải Thanh Kết luận Đề tài hoàn thành mục tiêu đặt phân tích định tính có mặt nguyên tố ba loại sinh vật thị chọn định lượng vài nguyên tố dựa mẫu chuẩn sẵn có Qua đó, đề tài địa y cơng cụ quan trọng để đánh giá tình trạng mơi trường Nếu có điều kiện thuận lợi, mong muốn mở rộng phạm vi nghiên cứu đề tài để từ kết hợp với nghiên cứu chuyên sâu môi trường sinh thái, đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường sống thành phố Hồ Chí Minh vùng lân cận TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Ngô Quang Huy (2004), An tồn xạ ion hóa, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [3] Trần Văn Luyến (2005), Nghiên cứu phơng phóng xạ vùng lãnh thổ Nam Việt Nam, Luận án tiến sỹ, Trường ĐHKHTN – ĐHQG TP HCM [4] Trần Võ Trung (2005), Ứng dụng phương pháp phân tích kích hoạt neutron để lập đồ phân bố Asen vùng Đông Nam Bộ, Luận văn tốt nghiệp, Trường ĐHKHTN – ĐHQG TP HCM [5] Nhiều tác giả (1999), Con người khoa học sống, Nhà xuất Thanh niên Tóm tắt Báo cáo đề cập đến việc sử dụng phương pháp phân tích kích hoạt neutron để khảo sát hấp thụ kim loại loại sinh vật thị rêu, nấm địa y thu thập công viên Tao Đàn, Thảo Cầm Viên Đầm Sen thành phố Hồ Chí Minh Theo kết phân tích, nguyên tố xuất nấm nhất, nguyên tố xuất rêu không nhiều địa y Như vậy, đề tài ba loại sinh vật thị sử dụng địa y lựa chọn tốt việc nghiên cứu, đánh giá ô nhiễm môi trường Abstract Study on the accumulation of metals in bioindicator by neutron activation analysis The report concerned with the utilization of Neutron activation analysis to study on the accumulation of the metals in bioindicator such as moss, fungi and lichen collected at Ho Chi Minh city (Tao Dan, Dam Sen, Thao Cam Vien parts) The results show that the most elements appear in lichen then moss and the last is fungi Accodingly, the lichen is the first chosen for metals contamination study 110 ... dụng phương pháp phân tích kích hoạt neutron để khảo sát hấp thụ kim loại loại sinh vật thị rêu, nấm địa y thu thập công viên Tao Đàn, Thảo Cầm Viên Đầm Sen thành phố Hồ Chí Minh Theo kết phân tích, ... mg, đóng gói chiếu kích hoạt 2.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích kích hoạt neutron đề tài chọn làm phương pháp nghiên cứu ưu điểm so với phương pháp tương tự: Phân tích hầu hết ngun... với lý thuyết sinh vật thị [3] 109 Ý kiến trao đổi Thái Khắc Định, Hoàng Thị Hải Thanh Kết luận Đề tài hoàn thành mục tiêu đặt phân tích định tính có mặt nguyên tố ba loại sinh vật thị chọn định