Kết quả nồng độ 226Ra trong mẫu đất trồng và trong cây trồng ngay trên mẫu đất đó được trình bày trong bảng 3.2 và bảng 3.3.
Từ nồng độ của 226Ra trong đất và cây trồng, ta thu được số liệu về hệ số vận chuyển TF như trong 3.4.
Bảng 3.2. Nồng độ 226Ra trong mẫu đất trồng Mẫu đất Nồng độ (Bq/g) Đất trồng càng cua 1.1 34,6.10-4± 1,8.10-4 1.2 33,9.10-4± 1,8.10-4 2.1 52,2.10-4± 2,7.10-4 2.2 4,8.10-4 ± 0,4.10-4 Trung bình 31,3.10-4± 1,7.10-4 Đất trồng rau muống 3.1 54,3.10-4± 2,9.10-4 3.2 31,9.10-4± 1,7.10-4 4.1 38,7.10-4± 2,1.10-4 4.2 6,2.10-4 ± 0,4.10-4 Trung bình 32,7.10-4± 1,7.10-4
Bảng3.3. Nồng độ 226Ra trong mẫu cây càng cua và rau muống Mẫu cây Nồng độ (Bq/g) Càng cua 1.1 3,4.10-4 ± 0,4.10-4 1.2 44,1.10-4± 2,3.10-4 2.1 41,4.10-4± 2,2.10-4 2.2 2,7.10-4 ± 0,4.10-4 Trung bình 22,9.10-4± 1,3.10-4 Rau muống 3.1 20,4.10-4± 1,1.10-4 3.2 35,9.10-4± 1,9.10-4 4.1 47,5.10-4± 2,5.10-4 4.2 9,6.10-4 ± 0,5.10-4 Trung bình 28,3.10-4± 1,5.10-4 Bảng 3.4. Hệ số vận chuyển TF Mẫu Hệ số TF Càng cua 1.1 0,099 ± 0,011 1.2 1,300 ± 0,097 2.1 0,793 ± 0,059 2.2 0,571 ± 0,089
Bảng 3.4. (tiếp theo) Mẫu Hệ số TF Càng cua Trung bình 0,691 ± 0,064 Rau muống 3.1 0,357 ± 0,028 3.2 1,128 ± 0,084 4.1 1,228 ± 0,092 4.2 1,555 ± 0,133 Trung bình 1,072 ± 0,084 Trung bình chung 0,881 ± 0,074 Nhận xét
Các kết quả ở bảng 3.2 cho thấy nồng độ 226Ra trong đất dao động trong khoảng 4,8.10-4 đến 54,3.10-4 Bq/g. Trong đó, ở bảng 3.3 cho thấy mẫu cây có nồng độ trong khoảng 2,7.10-4 đến 47,5.10-4 Bq/g. Nồng độ của đất và cây tại mỗi điểm là khác nhau. Các mẫu đất và cây có cùng đánh dấu (mẫu cây 1.1 được trồng trên mẫu đất 1.1) đều có sự tăng giảm nồng độ không theo quy luật (cây trồng ở đất có nồng độ phóng xạ cao thì nồng độ trong cây sẽ cao hơn), mặc dù các mẫu đều được trồng trong cùng điều kiện (tưới tiêu, phân bón).
Sự khác nhau về nồng độ của đất được lấy tại các điểm khác nhau vì đất là môi trường không đồng nhất nên sự phân bố của 226Ra trong đất là không đều. Còn ở thực vật, sự khác nhau này là do sự hấp thụ các chất một cách thụ động nên có thể trong quá trình trồng, rễ cây không tiếp cận đến nơi đất chứa 226Ra, gây ra việc có mẫu cây trồng ở mẫu đất có nồng độ phóng xạ thấp nhưng lại có nồng độ trong cây cao hơn cây trồng
ở đất có phóng xạ thấp hơn. Và một điều cần chú ý ở đây là khoảng diện tích lấy mẫu nhỏ, nên việc sai số lớn là không tránh khỏi.
Chung quy, nồng độ trung bình của đất trồng càng cua (31,3.10-4± 1,7.10-4) Bq/g và đất trồng rau muống (32,7.10-4± 1,7.10-4 ) Bq/g hay trong mẫu rau càng cua (22,9.10- 4 ± 1,3.10-4) Bq/g và trong mẫu rau muống (28,3.10-4 ± 1,5.10-4) Bq/g có chênh lệch nhau nhưng không đáng kể. Và sự chênh lệch nồng độ trung bình của đất (chênh lệch 1,4.10-4 Bq/g) thấp hơn so với cây (chênh lệch 5,4.10-4 Bq/g). Nguyên nhân nồng độ trung bình giữa mẫu đất trồng hai loại rau trên chênh lệch ít vì dùng cùng một loại đất như nhau.
Từ kết quả của bảng 3.4, ta thấy rằng hệ số vận chuyển 226Ra từ đất lên cây là khác nhau ở mỗi mẫu, dao động từ 0,099 đến 1,555. Có những cây hấp thụ 226Ra từ đất rất ít (mẫu 1.1 chỉ 0,099 ± 0,011), nhưng có những cây tỉ số vượt trên 1 do nồng độ trong cây cao hơn cả trong đất (mẫu 4.2 đến 1,555 ± 0,133). Có sự khác nhau này vì trong quá trình trồng cây, nước tưới và phân bón cũng có chứa một lượng phóng xạ và được cây hấp thụ tốt. Hơn nữa, mẫu cây trồng khi xử lý ngoài thân, lá, hoa, hạt (nếu có) là những phần ăn được của cây rau, thì em còn lấy luôn cả rễ cây để đo nên nồng độ trong cây sẽ cao.
So sánh
Trước đó, vào năm 2006, Uchida và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu, tính toán và đưa ra số liệu về hệ số chuyển đổi nồng độ từ đất vào cây của một số phóng xạ, trong đó có Strontium [14]. Nhận thấy, Strontium cùng Barium và Radium đều là kim loại kiềm thổ có tính chất giống nhau, vì vậy có thể so sánh kết quả của hệ số vận chuyển trong bài luận này với kết quả từ bài báo của Uchida.
Hình 3.5 thể hiện sự so sánh về hệ số vận chuyển giữa các giá trị trong loạt báo cáo kỹ thuật TRS-364 (được biên soạn bởi IAEA vào năm 1994) và giá trị thu được trong bài báo của Uchida dành cho rau xanh [14] [9]. Theo đồ thị trong hình, hệ số vận chuyển
dành cho rau xanh của phóng xạ Strontium trong tính toán của Uchida nằm trong khoảng từ 0,1 đến 1 và số liệu của TRS-364 đưa ra nằm trong khoảng 1 đến 10.
Đối chiếu kết quả từ bài báo của Uchida và TRS-364 với kết quả trong khóa luận này trị trung bình hệ số vận chuyển 226Ra của rau càng cua (0,691 ± 0,064) và của rau muống (1,072 ± 0,084) hay trung bình chung của cả hai loại rau (0,881 ± 0,074), đều nằm trong khoảng giá trị phù hợp với số liệu đưa ra từ bài báo của Uchida và TRS-364.
Ngoài ra, nếu rau càng cua (thực vật) thuộc nhóm thảo mộc với tính dược liệu cao, theo tài liệu chuẩn của IAEA (IAEA-472) [10], thì hệ số vận chuyển nồng độ 226Ra trong các mẫu rau càng cua (0,691 ± 0,064) hoàn toàn phù hợp và nằm trong vùng dữ liệu mà IAEA đã đưa ra (TF của nhóm thực vật nhóm thảo dược từ 0,01 đến 3).[10]
Hình 3.6: So sánh hệ số vận chuyển giữa các giá trị trong TRS-364 và giá trị thu được trong bài báo của Uchida dành cho rau xanh [14]
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Khóa luận đã áp dụng phương pháp và xác định hoạt độ phóng xạ của 226Ra trong mẫu đất trồng và hai loại thực vật bằng phương pháp quang phổ Alpha, đo bởi hệ Alpha Analyst.
Về mặt lý thuyết, đã tổng quan về phóng xạ Radium, ảnh hưởng của Radium đến môi trường và con người. Xem xét các phương pháp để tạo mẫu và đo hoạt độ 226Ra để lựa chọn phương pháp tối ưu và hợp với điều kiện thực nghiệm.
Về mặt thực nghiệm:
− Đã bố trí trồng cây và theo dõi quá trình phát triển của cây trồng, chủ động, kiểm soát trong việc tưới tiêu và bón phân, cung cấp chất dinh dưỡng cho cây.
− Đã tiến hành tạo mẫu, tìm hiểu và nghiên cứu tách chiết hóa học, xử lý các mẫu và những lưu ý cần thiết trong quá trình xử lý mẫu.
− Đã tính được nồng độ 226Ra trong mẫu đất trồng cùng hai loại cây rau là càng cua và rau muống thông qua việc đo phổ bằng hệ Alpha Analyst và xử lý bằng phần mềm Genie 2000 Alpha Acquistion & Analyst. Kết quả cho thấy, mặc dù có xuất hiện phóng xạ trong đất và cây trồng nhưng liều lượng không đáng kể (cao nhất chỉ 54,3.10-4± 2,9.10-4 Bq/g của mẫu đất 3.1).
Từ các giá trị nồng độ hoạt độ, đã xác định được hệ số vận chuyển 226Ra từ đất vào cây rau xanh với bộ số liệu phù hợp với các giá trị từ bài báo của Uchida và TRS-364 cũng như IAEA-472 đã trình bày ở phần so sánh.
Bên cạnh đó, xét về mặt nghiên cứu khoa học, bài báo của Uchida trình bày vẫn còn thiếu một số hạt nhân phóng xạ do những khó khăn về phân tích và phương pháp, bao gồm Hidro-3, Carbon-14, Clo-36, Zirconi-93, Tecneti-99,…và cả Radium-226 [14]. Vì vậy, em mong rằng các kết quả nghiên cứu, tính toán trong bài luận này về 226Ra sẽ trở thành một tài liệu tham khảo hữu ích, góp phần xây dựng và hoàn thiện các nghiên cứu chuyên sâu sau này và các công trình khoa học trong tương lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Lê Công Hảo, Nguyễn Đình Gẫm, Hồ Viết Sinh, Mai Văn Nhơn (2018), Khai thác và vận hành hệ phân tích Alpha Analyst với bộ mẫu chuẩn, tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ, tập 11.
2. Nguyễn Thanh Hiển (2015), Nghiên cứu xây dựng quy trình tách 226Ra trong một số mẫu nước giếng ở khu vực Thủ Đức bằng thiết bị RAD7, Luận văn Thạc sĩ, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh.
3. Hoàng Đức Tâm, Phương pháp ghi đo bức xạ, Khoa Vật lý, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
4. Lê Thị Tuyết Trinh (2013), Xác định nồng độ 226Ra và 210Po trong mọt số loại phân bón lá kích thích tăng trưởng, Luận văn tốt nghiệp Đại học, khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
Tiếng Anh
5. Adam Khatir Sam (1993), Radium-226 levels in some Sudanese plannts and soils, University of Khartoum, Sudan.
6. R.J. Guimond, “Radium in fertilizers”, The environmental behaviour of Radium, Vol.2, International Atomic Energy Agency, Vienna.
7. Hao. L.C, Tao.C.V, Dong.N.V, Thong.N.V, Linh.D.M (2011), Determination of natural uanium, thorium and Radium isotopes in water and soil samples by alpha spectroscopy, Kerntechnik, 04, 285-191.
8. International Atomic Energy Agency (2010), Analytical Methodology for the Determination of Radium Isotopes in Enviromental Samples, IAEA, Series No.19.
9. International Atomic Energy Agency (1994), Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in Temperate Enviroments, Technical Report Series 364, IAEA, Vienna, 74.
10. International Atomic Energy Agency (2010), Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Enviroments, Technical Report Series 472, IAEA, Vienna.
11. R.Kritsananuwat, S.Chanyotha, C.Kranrod and P.Pengvanich (2017), Transfer factor of 226Ra, 232Th, 40K from soil to Alpha Galangal plant grown in northern Thailand, Journal of Physics Conference Series860 . June 2017.
12. Timothy P.Hanusa, Radium chemical element, Department of Chemistry, Vanderbilt University, Nashville, Tennessee.
13. S.Uchida and K.Tagami (2007), Soil to crop Transfer Factors of Radium in Japanese Agricultural Fields, Journal of Nuclear and Radiatiochemical Sciences, Vol. 8, No.2, pp. 137-142, 2007.
14. S.Uchida, K.Tagami, I.Hirai (2007), Soil-to-Plant Transfer Factors of Stable Elements and Naturally Occuring Radionuclides Upland Field Crops Collected in Japan, Journal of Nuclear Science and Technology, Vol.44, No.4, p.628-640.
15. William C.Roberts, The Radium girls, Baylor University Medical Center Proceedings.
Các trang web tra cứu dữ liệu và tìm thông tin được sử dụng cho bài và ngày truy cập
16. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/element/Radium (03/07/2020) 17. https://www-nds.iaea.org/amdc/ (03/07/2020)
18. https://www.lenntech.com/periodic/elements/ra.htm (19/06/2020)
XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN
XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
PGS.TS. LÊ CÔNG HẢO
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2020
Sinh viên thực hiện