Ứng dụng của phân tích phóng xạ trong nước

www.trungtamnhoc.edu.vn
PHÂN TÍCH PHÓNG XẠ
ỨNG DỤNG CỦA PHÂN TÍCH PHÓNG XẠ TRONG NƯỚC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
GVHD: Th.S Nguyễn Quốc Thắng
Lớp : DHPT6
SVTH : Nhóm 6
1
www.trungtamnhoc.edu.vn
Danh sách nhóm 6
1. Trang Thanh Chiến 10034541
2. Ngô Lương Mỹ Dung 10077701
3. Bùi Trình Thu Hiền 10232531
4. Đỗ Thị Mỹ Hoa 10048651
5. Nguyễn Linh Tâm 10043861
6. Đỗ Thị Kim Thoa 10058501
7. Huỳnh Hoàng Sang 10219501
8. Phan Văn Vĩnh 10046061
2
www.trungtamnhoc.edu.vn
NỘI DUNG
1. TỔNG QUAN PHÓNG XẠ
2. ỨNG DỤNG BỨC XẠ ION HÓA XỬ LÝ THUỐC TRỪ SÂU TRONG NƯỚC NGẦM VÀ NƯỚC THẢI
3. ĐO TỔNG HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ ALPHA TRONG NƯỚC KHÔNG MẶN – PHƯƠNG PHÁP NGUỒN
DÀY
3
www.trungtamnhoc.edu.vn
1. TỔNG QUAN PHÓNG XẠ
◙
Khái niệm

◙
Các loại bức xạ thường gặp
◙
Đơn vị đo lường phóng xạ
◙
Các nguồn phóng xạ
◙
Các yếu tố phát tán phóng xạ trong nước
4
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.1. Khái niệm
Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi và phát ra các bức xạ hạt nhân.
5
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.2. Các loại bức xạ thường gặp
a. Bức xạ Alpha: là dòng hạt nhân của nguyên tử
2
4
He, mang điện tích dương. Khả năng đâm xuyên
yếu, cần tránh khi làm việc với nguồn hở.
6
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.2. Các loại bức xạ thường gặp
b. Bức xạ beta: là bức xạ ion hóa phát ra trong quá trình phân rã của hạt nhân. Có khả năng đâm
xuyên mạnh hơn bức xạ Có hai loại bức xạ là và
.

7
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.2. Các loại bức xạ thường gặp

c. Tia X, tia gamma: là bức xạ điện từ, khả năng đâm xuyên mạnh, rất nguy hiểm, gây tổn thương cục
bộ.
8
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.2. Các loại bức xạ thường gặp
d. Bức xạ neutron (n): là chùm hạt có khả năng đâm xuyên cực mạnh, rất nguy hiểm và có nhiều loại
neutron ( neutron nhanh, neutron nhiệt)
9
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.3. Đơn vị đo lường phóng xạ
a. Hoạt độ phóng xạ: là số phân rã của nguồn phóng xạ trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu là A. Đơn vị
là Bq hoặc Ci.
b. Nồng độ phóng xạ: là hoạt độ phóng xạ tính cho một đơn vị thể tích (lít) hay khối lượng (kg) của nguồn
phóng xạ đó. Đơn vị đo: Bq/L, Bq/kg, pCi/L.
10
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.4. Các nguồn phóng xạ
a. Nguồn phóng xạ tự nhiên:
.
Phông phóng xạ tự nhiên trong đất: Th
232
(t
1/2
= 1,39.10
10
năm), U
238
(t
1/2
= 4,49.10

9
năm), K
40
(t
1/2
=
1,3.10
9
năm).
.
Bức xạ vũ trụ: C14 (5600 năm), H3 (12,3 năm), Be7 (53,28 ngày).
.
Trong cơ thể con người: U
238
, Th
232
, K
40
, C
14
,
11
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.4. Các nguồn phóng xạ
b. Nguồn nhân tạo:

Nguồn phóng xạ kín là nguồn phóng xạ được bọc kín trong vỏ thép không gỉ như Co
60
, Cs
137

, Ir
192
.

Nguồn phóng xạ hở được sản xuất dưới dạng lỏng, rắn, bột được chứa trong lọ thủy tinh hay plastic mà không có
vỏ bọc kín như I
131
, Cr
51
,P
32
.
12
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.5. Các yếu tố phát tán phóng xạ trong nước

Các thân quặng sa khoáng có chứa chất phóng xạ bị phong hóa, bị nước mưa, nước mặt, nước ngầm
tác động phá hủy thường xuyên.

Sản phẩm của các quá trình phong hóa, phá hủy đó bị phát tán và đưa vào môi trường dưới dạng các
vành phân tán.

Khi các thân quặng sa khoáng nằm gần nguồn nước thì vật chất trong các vành phân tán quặng dễ
dàng xâm nhập, gây ô nhiễm nước.
13
www.trungtamnhoc.edu.vn
1.5. Các yếu tố phát tán phóng xạ trong nước

Sự rò rỉ chất phóng xạ trong các lò phản ứng hạt nhân


Chiến tranh

Vũ khí hạt nhân

Nhà máy điện hạt nhân
14
www.trungtamnhoc.edu.vn
2. Ứng dung bức xạ ion hóa xử lý thuốc trừ sâu trong nước ngầm và nước
thải
Giới thiệu chung
2
3
1
Quy trình phân tích
Kết luận
15
Ứng dụng bức xạ ion hóa đặc biệt hiệu quả đối với quá trình oxy hóa nâng cao (AOP) để loại bỏ các chất ô nhiễm
hữu cơ từ nước và chất thải, dựa trên phản ứng nhanh với các gốc hydroxyl. Ứng dụng đặc trưng như:

Phân hủy của thuốc trừ sâu chlorfenvinphos

Phân hủy của thuốc không steroid diclofenac.
Nước ô nhiễm do thuốc trừ sâu
2.1. Giới thiệu chung
16

Quy trình nâng cao oxy hóa (AOP) đã tìm thấy trong thập kỷ gần đây đã đưa vào các ứng dụng như các
công nghệ bổ sung cho lý hóa thông thường, hóa học và phương pháp sinh học để xử lý chất thải và xử lý
nước cho sử dụng thành phố và công nghiệp.


Việc sử dụng bức xạ ion hóa (γ-quang từ
60
Co từ nguồn hoặc các điện tử năng lượng cao) là một phương
pháp đặc biệt hiệu quả và nhanh chóng, mà không yêu cầu việc sử dụng các thuốc thử bổ sung, và có thể
được dựa trên cả oxy hóa và quá trình triệt để khử.
2.1. Giới thiệu chung
Giới thiệu phương pháp
17

Quy trình nâng cao oxy hóa (AOP) đã tìm thấy trong thập kỷ gần đây đã đưa vào các ứng dụng như các
công nghệ bổ sung cho lý hóa thông thường, hóa học và phương pháp sinh học để xử lý chất thải và xử lý
nước cho sử dụng thành phố và công nghiệp.

Việc sử dụng bức xạ ion hóa (γ-quang từ
60
Co từ nguồn hoặc các điện tử năng lượng cao) là một phương
pháp đặc biệt hiệu quả và nhanh chóng, mà không yêu cầu việc sử dụng các thuốc thử bổ sung, và có thể
được dựa trên cả oxy hóa và quá trình triệt để khử.
2.1. Giới thiệu chung
Giới thiệu phương pháp
18
Chlorfen-vinphos (CFV) và Diclofenac là 2 loại chất độc hại được xác định trong phương pháp này:
1. Chlorfen-vinphos

Nó thường được sử dụng làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp và cũng chống lại bọ ve và ruồi ngựa, dê cũng
như bọ chét trên chó.

Hòa tan trong nước (120 mg/l) và điển hình trong đất, chu kỳ bán rã đã được báo cáo từ khoảng 14-161 ngày.
Tổ chức Y tế thế giới xem CVF đủ trở thành chất mang độc tính.
2.1. Giới thiệu chung

Giới thiệu phương pháp
19
2. Diclofenac (DCF)

Là axit axetic benzen, sử dụng chủ yếu ở dạng natri muối hoặc methyl ester.

Nó được sử dụng rộng rãi trong chăm sóc y tế như một hợp chất analgestic, antiarthretic và antirheumatic thuộc
nhóm các thuốc chống viêm không steroid.

Trong dược phẩm đạt 1,2 µg/l, và trong nước thải 2,1 µg/l

Đa số các phương pháp AOP báo cáo cho sự phân hủy của DCF đòi hỏi thời gian tương đối dài. Yếu tố khác nhau
ảnh hưởng đến hiệu quả của radiolytic phân hủy và thay đổi độc tính trong quá trình chiếu xạ của dung dịch nước
là mục tiêu kiểm tra.
2.1. Giới thiệu chung
Giới thiệu phương pháp
20

Hóa chất sử dụng

Thiết bị phân tích

Tiến hành

Đánh giá
2.2. Quy trình phân tích
21
Tất cả các hóa chất được sử dụng là loại có độ tinh khiết cao nhất về mặt thương mại.

Chlorfenvinphos (CFV);


Diclofenac;

2,2’,4’-trichloroaceton;

2,4-dichlorophenol;

2,4-dichloro-benzoic acid;

2,4-dichoroacetophenon;

Diethyl phosphate;

Nước khử ion và được bảo quản ở 4
o
C trong tối;

Rửa giải cho HPLC lớp acetonitrile (ACN) được lọc bằng bộ lọc 0,2μm.
2.2.1. Hóa chất sử dụng
22
Gamma Chamber
Microtox M500 Phân tích độc tính
Chiếu xạ, cung cấp một khối lượng chiếu xạ.
Kiểm tra các mẫu có chứa chất độc sinh học, nước thải
công nghiệp, nước xử lý trong công nghiệp, đầu ra nước
thải sinh hoạt, các mẫu độc học sinh thái, nước uống,
2.2.2. Thiết bị sử dụng
23
LC/MS: sắc ký HPLC Shimadzu
LC 20 với hệ thống khối phổ

3200 Q-Trap
GC/MS Saturn 3900 với detector phát
hiện ion Trap Varian Saturn 2100
HPLC: bơm LC-10AT, trộn rửa giải FCV-
10AL ,diol UV/Vis detector SPD-10A. Cột
phân tích Luna ODS2 C18
(5μm250x4,6mm)
2.2.2. Thiết bị sử dụng
24
Mẫu
Chiếu xạ
Chạy sắc kýĐo độc tính
Kết quả

Kết hợp nguồn:
60
Co cường độ 1.7kGy/h và gamma cường
độ 8.0kGy/h
50mg/L chứa CFV và DCF đựng
trong bình Winkler 300mL
•
HPLC
•
LC/MS
•
GC/MS
2.2.3. Tiến hành
25