Nghiên cứu đánh giá tương quan giữa hoạt độ 14C và hoạt độ urani trong mẫu nước dưới đất tại đồng bằng Nam Bộ

Nghiên cứu này được thực hiện để khảo sát hoạt độ đồng vị 14C và đồng vị urani trong 6 mẫu nước dưới đất đã được lấy từ sáu tầng chứa nước thuộc trạm Q602 tại Tiền Giang, nhằm đánh giá tương quan giữa hoạt độ 14C và hoạt độ urani trong mẫu nước dưới đất, qua đó đánh giá khả năng ứng dụng các đồng vị 238U và 234U trong việc xác định tuổi nước dưới đất ở đồng bằng Nam Bộ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu đánh giá tương quan giữa hoạt độ 14C và hoạt độ urani trong mẫu nước dưới đất tại đồng bằng Nam Bộ TẠP CHÍ KHOA HỌC HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATION TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH JOURNAL OF SCIENCE Tập 21, Số 4 (2024): 604-616 Vol. 21, No. 4 (2024): 604-616 ISSN: Website: https://journal.hcmue.edu.vn https://doi.org/10.54607/hcmue.js.21.4.4007(2024) 2734-9918 Bài báo nghiên cứu 1 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TƯƠNG QUAN GIỮA HOẠT ĐỘ 14C VÀ HOẠT ĐỘ URANI TRONG MẪU NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI ĐỒNG BẰNG NAM BỘ Nguyễn Phạm Tường Minh*, Trần Thị Bích Liên, Lâm Hoàng Quốc Việt, Nguyễn Văn Phức, Đào Văn Hoàng Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Tác giả liên hệ: Nguyễn Phạm Tường Minh – Email: nptuongminh1002@gmail.com * Ngày nhận bài: 31-10-2023; ngày nhận bài sửa: 21-02-2024; ngày duyệt đăng: 23-02-2024TÓM TẮT Nghiên cứu này được thực hiện để khảo sát hoạt độ đồng vị 14C và đồng vị urani trong 6 mẫunước dưới đất đã được lấy từ sáu tầng chứa nước thuộc trạm Q602 tại Tiền Giang, nhằm đánh giátương quan giữa hoạt độ 14C và hoạt độ urani trong mẫu nước dưới đất, qua đó đánh giá khả năngứng dụng các đồng vị 238U và 234U trong việc xác định tuổi nước dưới đất ở đồng bằng Nam Bộ.Urani hòa tan trong các mẫu nước được tách chiết bằng phương pháp trao đổi ion, dùng nhựa cationC100, và đo hoạt độ đồng vị 238U và 234U bằng hệ phổ kế alpha. Đồng vị phóng xạ 14C trong các mẫunước được phân tích bằng phổ kế nhấp nháy lỏng phông thấp sau khi chuyển carbon vô cơ hòa tantrong mẫu về dạng benzene. Kết quả thu được cho thấy: 1) hoạt độ riêng của đồng vị 238U thay đổitừ 0,970 - 6,771 mBq/L, hoạt độ riêng của đồng vị 234U thay đổi từ 1,250 - 13,461 mBq/L, và đều đạtcao nhất tại TCN qp1. 2) trong mẫu nước thuộc các tầng chứa nước Pleistocene, sự tương quan giữahoạt độ 14C và độ sâu, giữa hoạt độ 14C và hoạt độ riêng của đồng vị 238U hay 234U đều là nghịchbiến. 3) trong mẫu nước thuộc các tầng chứa nước Pliocene, sự tương quan giữa hoạt độ 14C và độsâu cũng là nghịch biến, trong khi giữa hoạt độ 14C và hoạt độ riêng của đồng vị 238U hay 234U đềulà đồng biến. Từ khóa: 14C; đồng bằng Nam Bộ; nước dưới đất; hóa phóng xạ; urani1. Giới thiệu Trong địa chất thủy văn, tuổi của nước là một thông số quan trọng để nghiên cứu động họcnước dưới đất (NDĐ). Tuổi NDĐ được dùng để xác định tốc độ và hướng vận động của nướctrong tầng chứa; xác định miền bổ cấp và nguồn bổ cấp NDĐ. Các thông tin này là rất quan trọngđể đánh giá tiềm năng nước, quy hoạch và khai thác bền vững nguồn tài nguyên NDĐ. Các nghiên cứu NDĐ ở đồng bằng Nam Bộ (ĐBNB) thời gian qua bằng kĩ thuật đồngvị thủy văn, với cơ sở vật chất và kĩ thuật hiện có, gặp một khó khăn lớn khi xác định tuổiCite this article as: Nguyen Pham Tuong Minh, Tran Thi Bich Lien, Lam Hoang Quoc Viet, Nguyen Van Phuc,& Dao Van Hoang (2024). A study on the correlation between 14C activity and uranium activity in thegroundwater in Nambo plain. Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 21(4), 604-616. 604Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Tập 21, Số 4 (2024): 604-616của NDĐ, đặc biệt là các tầng chứa nước (TCN) sâu. Số liệu thu được cho thấy, tuổi củaNDĐ ở một số vị trí, một số TCN hiện hữu được xác định bằng kĩ thuật 14C ghi nhận tuổilớn hơn 40.000 năm, tuy nhiên sai số rất lớn. Điều này khẳng định, để nghiên cứu động họcNDĐ tại ĐBNB, ngoài 14C, cần thiết phải sử dụng đồng vị khác, phù hợp để xác định tuổi.Các đồng vị 81Kr hay 36Cl đòi hỏi kĩ thuật lấy mẫu, tách chiết, đo đạc phức tạp, chi phí caovà hiện mới chỉ được sử dụng tại một vài nước phát triển. Trong khi đó, đồng vị urani đượcxem là phù hợp khi thỏa mãn yêu cầu về thời gian bán rã lớn (105-109 năm) và tính tan trongnước để có thể xác định tuổi NDĐ từ trăm ngàn năm (International Atomic Energy Agency– IAEA, 2013). Nghiên cứu tách chiết urani trong các mẫu nước bằng phương pháp trao đổi ion đãdiễn ra mạnh mẽ. Trong đó, một số nhựa anion đã được nghiên cứu như: Amberlite IRA-402 (Abdel, 2014), Amberlite IRA-425 (Abd et al., 1994), Dowex-IX8 (Barnes et al., 1974)đều đạt kết quả tốt và hiệu suất cao khoảng 80%. Nhựa cation cũng đã được thử nghiệm,Bhattacharyya và cộng sự (2006) sử dụng cation Dowex 50Wx4 cùng Dowex 50Wx8(Bhattacharyya et al., 2006) hay (Kiliari & Pashalidis, 2010) dùng Chelex-100. Đáng chú ý,nhóm Khawassek (2017) nghiên cứu sự hấp phụ của urani trên bề mặt nhựa Amberjet 1200H (AHR) cho kết quả khoảng ~9 ...