Vai trò chỉ thị của đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu các quá trình môi trường

Với đặc trưng là rất nhạy với các thiết bị ghi đo, các đồng vị phóng xạ là những chất chỉ thị lý tưởng cho phép chúng ta xác định được nhiều đặc trưng quan trọng của các quá trình môi trường. Các đồng vị phóng xạ rơi lắng như 7 Be, 137Cs, 210Pb đã được ứng dụng để nghiên cứu sự phân bố lại đất bề mặt trong lưu vực, đánh giá tốc độ xói mòn đất nông nghiệp, xác định hiệu suất các giải pháp chống xói mòn, đánh giá tốc độ trầm tích, xác định nguồn gốc “địa tầng” của trầm tích trên quy mô lưu vực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vai trò chỉ thị của đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu các quá trình môi trường THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN VAI TRÒ CHỈ THỊ CỦA ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG NGHIÊN CỨU CÁC QUÁ TRÌNH MÔI TRƯỜNG Với đặc trưng là rất nhạy với các thiết bị ghi đo, các đồng vị phóng xạ là những chất chỉ thị lý tưởng cho phép chúng ta xác định được nhiều đặc trưng quan trọng của các quá trình môi trường. Các đồng vị phóng xạ rơi lắng như 7Be, 137Cs, 210Pb đã được ứng dụng để nghiên cứu sự phân bố lại đất bề mặt trong lưu vực, đánh giá tốc độ xói mòn đất nông nghiệp, xác định hiệu suất các giải pháp chống xói mòn, đánh giá tốc độ trầm tích, xác định nguồn gốc “địa tầng” của trầm tích trên quy mô lưu vực. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên như 238U, 226Ra, 232Th, 230Th và một số nguyên tố vết như Zn, Ba, La, Ce, Rb, v.v... đã được sử dụng để nghiên cứu nguồn gốc không gian của trầm tích và các độc chất hấp phụ trên bề mặt trầm tích. Các đồng vị phóng xạ nhân tạo như 46Sc, 51Cr, 192Ir, 182Ta và 198Au là các chất chỉ thị lý tưởng để nghiên cứu động học trầm tích và chất thải công nghiệp vào môi trường nước. Các đồng vị radi tự nhiên 223Ra, 224Ra, 226Ra và 228Ra được sử dụng làm chất chỉ thị để nghiên cứu động học nước biển ven bờ và sự khuếch tán, vận chuyển của vật chất được đưa vào môi trường biển. Các chất chỉ thị phóng xạ nói trên cho phép chúng ta nghiên cứu, dự báo được xu thế diễn biến trong tương lai của nhiều quá trình môi trường. I. MỞ ĐẦU có mặt một cách tự nhiên trong đối tượng nghiên cứu hoặc do chúng được đưa thêm vào, nhưng Đồng vị phóng xạ đã được sử dụng làm chúng đều có tính chất giống nhau là có đặc trưng chất chỉ thị để nghiên cứu các quá trình diễn ra động học giống với đối tượng nghiên cứu dưới trong môi trường tại các nước phát triển khá sớm. tác động của các điều kiện môi trường. Trong các Tại Việt Nam, kỹ thuật này được đầu tư nghiên khảo sát quy mô lớn, trong một vùng rộng lớn cứu vào những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ hoặc thậm chí toàn cầu, người ta thường dùng các trước. Từ đó đến nay, các đồng vị phóng xạ đã chất chỉ thị tự nhiên, đó là các chất được tìm thấy được ứng dụng hiệu quả để nghiên cứu, đánh giá một cách tự nhiên trong môi trường mà đối với các quá trình môi trường như xói mòn rửa trôi đất chúng con người không điều khiển hoặc không bề mặt, bồi lắng hồ chứa nước, bồi lấp cảng biển còn điều khiển nữa. Các chỉ thị phóng xạ nhân hoặc kênh dẫn tàu, quá trình xói lở hoặc bồi tụ tạo thường được sử dụng trong các khảo sát quy vùng ven biển, quá trình khuếch tán của vật chất mô nhỏ. đi theo pha nước trong vùng biển ven bờ, v.v... Trong khuôn khổ bài viết này, tác giả chỉ Với đặc trưng là rất nhạy với các thiết bị ghi đo, đề cập đến một số kết quả điển hình đã được triển các đồng vị phóng xạ đã và đang đóng vai trò khai áp dụng tại Viện Nghiên cứu hạt nhân trong quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu môi trường. thời gian qua và triển vọng phát triển trong thời Các chất chỉ thị phóng xạ được sử dụng có thể gian tới. Số 59 - Tháng 06/2019 9  THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN II. HIỆN TRẠNG VỀ ỨNG DỤNG ĐỒNG VỊ Đồng vị 7Be cung cấp thông tin xói mòn trong PHÓNG XẠ TRONG NGHIÊN CỨU MÔI một giai đoạn ngắn, vài tuần đến vài tháng; 137Cs TRƯỜNG có thể cho biết lịch sử xói mòn trong khoảng 50 năm gần đây và 210Pb cung cấp thông tin xói mòn 2.1. Nghiên cứu xói mòn, rửa trôi đất trong khoảng 100 năm. bề mặt Các đồng vị phóng xạ 137Cs, 210Pb và 7Be có mặt trong khí quyển từ các nguyên nhân khác nhau, trong đó 137Cs xuất hiện do thử vũ khí hạt nhân trong khí quyển vào những năm thập kỷ 50 và 60 của thế kỷ XX, 7Be sinh ra do tia vũ trụ tương tác với các nguyên tử oxy và nitơ trong khí quyển, còn 210Pb được sinh ra từ đồng vị mẹ 238U có sẵn trong đất đá. Tất cả ba đồng vị này khi rơi Hình 1. Khảo sát xói mòn đất trên các lắng xuống mặt đất đều bị các hạt đất hấp phụ rất cây trồng và độ dốc khác nhau đối với vùng Lâm nhanh bằng cách trao đổi vị trí với các nguyên tố Đồng ~ 10.000 km2 (biểu thị vị trí khảo sát) khác và rất khó giải hấp trong hầu hết các môi trường. Do đó, mỗi khi có sự vận chuyển, phân Các đồng vị 7Be và 137Cs đã được sử bố lại đất bề mặt đều dẫn đến sự vận chuyển, dụng để khảo sát, đánh giá tốc độ xói mòn đất phân bố lại 7Be, 137Cs và 210Pb. Vì thế, các đồng cho nhiều vùng trong khu vực Tây Nguyên nói vị phóng xạ này đóng vai trò là chất chỉ thị cho chung và tỉnh Lâm Đồng nói riêng trong những quá trình xói mòn đất bề mặt và vận chuyển trầm năm ...