IAEA đang mời các tổ chức nghiên cứu tham gia Dự án nghiên cứu phối hợp (CRP) về phát triển các phương pháp đo phóng xạ để đo thủy động lực học các vùng đất ngập nước. Các vùng đất ngập nước nhân tạo (CW) là các hệ thống kỹ thuật, được thiết kế để sử dụng các chức năng tự nhiên của thảm thực vật tại vùng đất ngập nước, đất và quần thể vi sinh vật để xử lý các chất gây ô nhiễm trong nước mặt, nước ngầm hay các dòng nước thải. Các yếu tố đó trong 5 thập kỷ qua đã dần trở thành “công nghệ” xử lý đáng tin cậy, áp dụng cho tất cả các loại nước thải, bao gồm nước thải công nghiệp và nông nghiệp, nước rò rỉ từ bãi chôn lấp và nước mưa.
Sơ đồ khu vực xây dựng trên một vùng đất ngập nước. Kỹ thuật bức xạ hỗ trợ xử lý chất gây ô nhiễm nước mặt (Đồ họa của IAEA dựa trên Graphithèque/Adobe Stock)
Không giống như ở các vùng đất ngập nước thông thường, vấn đề ô nhiễm được “xử lý” thông qua các quá trình tự nhiên, trong CW, quá trình này diễn ra với các điều kiện được kiểm soát. Do đó, CW giúp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, tăng cường cung cấp nước và bảo vệ môi trường, góp phần đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên hợp quốc (SDGs). Mặc dù có những ưu điểm so với các nhà máy xử lý nước thải thông thường, chủ yếu là dạng công nghệ xanh, nhưng sự hiểu biết không đầy đủ về thủy-động lực học sẽ khiến việc vận hành các CW gặp rất nhiều khó khăn. Thủy-động lực học trong CW phụ thuộc vào hình dạng, nhiệt độ và tính chất vật lý của nước thải, cũng như trầm tích xốp, nơi diễn ra hầu hết các hoạt động của vi sinh vật. Các công cụ theo dõi thông thường bao gồm các công cụ theo dõi huỳnh quang, không phù hợp với các phép đo thủy động lực trong CW do kích thước và thời gian lưu dài. Do đó, việc sử dụng các công cụ theo dõi phóng xạ hay kỹ thuật bức xạ trong thủy-động lực học CW sẽ cung cấp dữ liệu quan trọng nhằm hiểu đúng các vùng đất ngập nước nhân tạo và tối ưu hóa hoạt động của chúng.
Kỹ thuật bức xạ – Phương pháp phân phối thời gian lưu (RTD)
Phương pháp phân phối thời gian lưu (RTD) được ứng dụng như một loại kỹ thuật đánh dấu phóng xạ (Tracer) cơ bản, đo chính xác phân bố thời gian lưu. Nguyên lý RTD dựa trên sự đáp ứng xung phổ biến: tiêm chất đánh dấu ở đầu vào của hệ thống và ghi lại đường cong nồng độ-thời gian C(t) ở đầu ra. Xung ghi nhận từ chất đánh dấu phóng xạ được bơm vào và đầu dò đặt ở đầu vào được đánh dấu thời gian bằng không. Đầu dò thứ hai, nằm ở đầu ra, ghi lại quá trình di chuyển của chất đánh dấu. Phản ứng của đầu dò này cho kết quả là phân phối thời gian lưu (cư trú).
Nguyên lý của phương pháp RTD
Việc tiêm tức thời chất đánh dấu (tạo xung) thường được áp dụng trong thực tế nhằm cung cấp trực tiếp kết quả RTD, yêu cầu một lượng nhỏ chất đánh dấu, đơn giản và nhiều thông tin. Một lần tiêm tức thời có thời lượng nhỏ hơn 3% toàn bộ thời gian lưu trung bình trong hệ thống. Phân bố thời gian lưu và thời gian lưu trung bình (MRT) là các tham số quan trọng đối với hoạt động của các lò phản ứng hóa học, ảnh hưởng đến cả năng suất và chất lượng của sản phẩm.
Từ khóa: Kỹ thuật đánh dấu; Tracer; đất ngập nước; xử lý nước thải;
– CMD&DND –
