- Ô nhiễm do các chất vô cơ:
e. Phóng xạ trong môi trường nước:
Việcsản xuất một khối lượng lớncác đồng vị phóng xạ để phụcvụ cho việcsản xuất vũ khí hạt nhân và hoạt động của các lò phản ứng hạt nhân (đặc biệt từ sau Thế chiến II) đã tạo ra mối quan tâm ngàycàng tăng về ảnh hưởng phóng xạ đối với sứckhoẻ và môi trường.
Ởthời đại ngày nay, việc tùy tiện thải bỏ với khối lượng ngày càng lớn các chất thải phóng xạ đã làm nảy sinh tranh luận rằng có nên sử dụng rộng rãi năng lượng hạt nhân hay không? Có thể khẳng định không thể loại trừ hoàn toàn sự ô nhiễm phóng xạ đối với môi trườngnói chungvà môi trường nướcnói riêng.
Về bản chất,có hailoại tia bứcxạionhoá:
- Bức xạ ionhóacó bản chất sóng điện từ bao gồm bứcxạ Roengent (tia X) và bức xạ gama (γ).
- Bức xạ ion hóa có bản chất hạt: tia alpha (α), tia beta (β), chùm neutron, proton, deutron…
• Bức xạ α: thực chất là hạt nhân 2 4
He có 2 proton và 2 neutron, xuất hiện trong tác động hạt nhânmạnhví dụ trongquá trình phânhủyphóngxạUran238:
238
92U 23490Th +42α + E
Dokích thước lớn nêncáchạtα không thể đi sâuvào vật chất nhưng chúng lạicó khả năng tạo ra một lượng lớn các sản phẩm ion hóa chỉ cần sau một thời gian thâm nhập rất ngắn. Do vậy, cáchạt α biểu hiện rấtít khả năng độchại ngoài cơ thể nhưng chúng lại rất nguy hiểm qua đường tiêu hóa.
• Bứcxạβ gồm hai loại: β+ và β-
,β-
là dòng các electron (e-) (đượcký hiệu 0-1β)và β+ là dòng các positron (e+) (được ký hiệu01β). Một trong các chất phát xạ βđặc trưng là Cl38, nó cóthể đượctạo ra khi cho Cl tác dụng với neutron; hạt nhân Cl37 (hàm lượng trong tự nhiênlà24,5%) hấpthụmột neutron sản sinh ra Cl38 và phóng xạγ:
3717Cl 3817Cl +γ 17Cl 3817Cl +γ Hạt nhânphóngxạCl38 chuyểnthành Ar38và phátxạ β- : 38 17Cl 3818Ar +0-1β
Tiaβ có khả năng thâm nhập lớn hơn các hạt α nhưng chúng tạo ra ít ion hơn nhiều tính theo đơn vịchiềudài đường đi.
• Bứcxạ γ là các bứcxạ điện từ tượng tự tia X nhưng có năng lượng cao hơn.Các tiaγ
có khả năng thâm nhậpmạnh hơn nhiều so với các tia phóng xạ khácvà tỷlệthuận với mức năng lượngcủachúng.
Bứcxạ ionhóahủyhoại các cơ thểsống bởi vì khơi mào cácphảnứng hóahọc nguy hiểm đối vớicác mô vàtế bào,ví dụ bẻ gãycác liên kết trong các cấutrúc cao phân tử. Trong trường hợp ngộ độc phóng xạ cấp tính, tủy xương bị hủy hoại gây giảm hồng cầuvàthiếumáu.Phóngxạ làm tổn thương cấutrúcgénemà cóthểkhôngcóbiểu hiện rõ sau nhiều năm bị nhiễm xạ và đây trở thành một mối quan tâm hàng đầu của nhân loại.
Ảnh hưởng củacáchạt nhânphóng xạ đối với hệsinh tháivà sức khỏe con ngườitùy thuộc loại chất phóng xạ, mức năng lượng phóng xạ và chu kỳ bán rã của nguồn. Các hạt nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã rất ngắn có thể rất nguy hại do mức năng lượng cao nhưng thời gian tồntại lại ngắn. Cachạt nhân phóng xạ với chu kỳ bánrã quá dài bền trong môi trường nhưng tác động hủyhoại môi trường nhỏ do năng lực hoạt động thấp. Do vậy, các hạt nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã trung bình có thể là những tác nhân nguy hiểm nhất do tương đối bền khi thâm nhậpvàocác hệthống sinhhọc nhưng vẫn duy trì năng lực hoạt động cao. Nhờ đó, chúng có thểkết hợp trong các mô và tế bào sống.
Bảng 1.11. Các đồng vị phóng xạtrong môi trường nước. Đồng vị phóng
xạ
Chukỳ bán rã
Nguồn
C14 5.730 năm Các neutron nhiệt từ các nguồn vũ khí hạt nhân hoặc tiavũ trụ phảnứng với N2.
Si32 ~300 năm Các mãnh vụn hạt nhân (phân rã hạt nhân) của Argonkhíquyển docác protonvũ trụ.
năm Xuất hiện từ họUran238
Ra226 1620 năm Khuyếchtán từ quặng trầmtíchvàtừ khíquyển. Pb210 21 năm Chuyểnhoá từRa226 (qua 6 bước).
Th230 75.200
năm
Chuyểnhóa từU238(qua 3 bước) Th234 24 ngày Chuyểnhóa trực tiếp từ U238 Từ cáclò phảnứng và sản xuấtvũ khí hạt nhân St90 28 năm I131 8 ngày Cs137 30 năm Đây là các đồng vị phóng xạ có ý nghĩa quan trọng nhất do hiệu suất và hoạttính sinhhọc cao. Ba140 13 ngày Zi95 65 ngày Cs141 33 ngày St89 51 ngày Ru103 40 ngày Kr85 10,3 năm
Các đồng vị từ Ba140 đến Kr85được liệt kê trong bảnnày thường theotrình tự hiệu suất phânhủy.
Co60 5,25 năm
Mn54 310 năm
Từ các phản ứng neut ron không phân hủy trong lò phảnứng.
Fe55 2,7 năm Từ tác động neutron năng lượng cao lên sắt trong chế tạovũ khí hạt nhân.
Pl239 24.300
năm
Uran thu neutron .
(Nguồn:Đặng Kim Chi, 1999)