Kim loại nặng và các hóa chất độc hại thải ra môi trường gây ô nhiễm không khí, nước và đất, gây hại cho hệ thực vật và động vật. Để kiểm soát các yếu tố đó, chúng ta cần hiểu rõ những biến đổi và các quá trình hóa – lý xung quanh chúng. Máy gia tốc hoàn toàn có thể giúp giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng chùm hạt điện tích để phân tích hay biến đổi bề mặt, thành phần, cấu trúc hoặc các đặc tính khác của chúng.
Román Padilla, nhà Vật lý đo đạc hạt nhân của IAEA cho biết: Các kỹ thuật dựa trên máy gia tốc mang lại nhiều khả năng độc đáo và cung cấp nhanh chóng những thông tin về ô nhiễm, không phá hủy vật chất, tiết kiệm chi phí. Máy gia tốc hạt được sử dụng để tìm hiểu và cải thiện môi trường ở đủ hình dạng và kích cỡ, đặc biệt là phương pháp chùm ion dựa trên máy gia tốc có thể giúp chúng ta xác định đặc điểm của các mẫu từ đất, trầm tích, quần thể sinh vật, nước hoặc các hạt không khí mịn. Máy gia tốc được sử dụng phổ biến nhất để xác định đặc tính của các mẫu từ quan trắc môi trường là máy gia tốc tĩnh điện.
Đánh giá ô nhiễm không khí và nước có vai trò rất quan trọng nhằm giải quyết vấn đề sức khỏe toàn cầu. Châu Á là nơi sinh sống của hơn 60% dân số với 13 thành phố lớn bậc nhất thế giới. Ô nhiễm không khí và nước ở đây đã ở mức cao khi các khu vực đô thị hóa thế giới phần lớn nằm trên lục địa này. Để giúp các chuyên gia xác định đặc điểm của các mẫu không khí, IAEA đã hợp tác với 15 quốc gia châu Á hàng tuần thu thập các mẫu hạt mịn và thô trong không khí, tác động đến hơn 110 triệu người. Từ năm 2002 đến năm 2017, kỹ thuật chùm tia ion dựa trên máy gia tốc không chỉ tìm ra sự hiện diện của nhiều nguyên tố trong các mẫu thu thập được mà còn giúp xác định các nguồn có khả năng gây ô nhiễm không khí.
Ngoài ra, chùm điện tử còn có thể sử dụng để xử lý nước thải hoặc nhựa. Kỹ thuật này có lợi thế hơn so với các công nghệ xử lý nước thông thường, chẳng hạn như xử lý hóa học và sinh học, bởi với chùm tia điện tử, chúng ta không cần chất khử trùng hóa học để tiêu diệt vi sinh vật. Tại tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc, có một cơ sở xử lý chuyên biệt sử dụng công nghệ tia điện tử để khử trùng nước thải y tế và phân hủy thuốc kháng sinh. Với công suất xử lý 30 triệu lít nước thải công nghiệp mỗi ngày, đây là công trình xử lý nước thải dựa trên công nghệ chiếu xạ lớn nhất trên thế giới hiện này. Quá trình xử lý tiết kiệm 4,5 tỷ lít nước ngọt hàng năm, đủ để làm dịu cơn khát của 100.000 người.
Trong khi đó, synctron, máy gia tốc vòng đặc biệt, cũng được sử dụng trong các nghiên cứu môi trường và giúp các chuyên gia phân tích các nguyên tố, lập bản đồ phân bố và xác định dạng hóa học của chúng. Bằng cách sử dụng tia X, các máy gia tốc này có thể được triển khai trong các quy trình khai thác công nghiệp, nơi các phương pháp truyền thống không thể cung cấp đủ dữ liệu để dự đoán các hệ quả có thể xảy ra với môi trường, khả năng sinh học hoặc các rủi ro do ô nhiễm gây ra. Ví dụ, trong khai thác mỏ, synctron giúp dự đoán nhiều biến đổi trong tương lai, như chuyển đổi hoặc hòa tan của kim loại hoặc khoáng chất.
Elettra-Sincrotrone Trieste ở Ý
Trong hơn 07 năm, IAEA đã cùng với Elettra Sincrotrone Trieste (EST) của Ý vận hành một cơ sở máy gia tốc đa năng huỳnh quang tia X (XRF), đồng thời phát triển phần cứng và các phương pháp phân tích mới. Thông qua những hợp tác như vậy, IAEA hỗ trợ và thúc đẩy các hoạt động nghiên cứu và đào tạo dựa trên bức xạ synctron cho các nhóm nghiên cứu, đặc biệt là ở các nước có kinh nghiệm và nguồn lực hạn chế để tiếp cận và sử dụng các cơ sở bức xạ synctron. Những thí nghiệm như vậy giúp ích trong việc nghiên cứu các vấn đề môi trường ở một số quốc gia, bao gồm các hạt mịn trong khí quyển; sự phân bố của chì trong thảm thực vật xung quanh các mỏ khai thác; sự phân bố và trạng thái hóa học của cadmium tích tụ trong hàu và sò điệp; titan trong đất nông nghiệp được bổ sung bùn từ các nhà máy xử lý nước và các quá trình vi mô liên quan đến việc giảm các chất ô nhiễm ở các con sông bị ô nhiễm từ các mỏ khai thác.
Từ khóa: ô nhiễm; máy gia tốc; synctron; kim loại nặng
– CMD&DND –
