Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên tính chất hấp thụ chọn lọc đối với Cs lên các hợp chất hexacyanoferrate của một số nguyên tố kim loại chuyển tiếp khác nhau như Co, Ni, Cu và Zn, trong đó, phức đồng hexacyanoferrate - Cu2[Fe(CN)6] (viết tắt là CuHCF) được lựa chọn (Hình 1 mô tả cách chuẩn bị sợi CuHCF và cartridge). 137Cs trong nước biển được tách và làm giàu tại hiện trường bằng cách bơm 300 lít nước biển qua cartridge chứa 40 gam sợi acrylic tẩm CuHCF do nhóm tác giả chế tạo, với lưu lượng 2 lít/phút, sau đó chuyển sợi acrylic tẩm CuHCF đã hấp thụ 137Cs này đo trên thiết bị phổ kế gamma phông thấp để xác định hoạt độ 137Cs. Phương pháp có hiệu suất tách 137Cs đạt trên 99%, giới hạn phát hiện là 0,12 Bq/m3.
Hình 1. Chuẩn bị cartridge chứa sợi CuHCF
a. Sợi acrylic được ngâm trong hỗn hợp dung dịch 0,05M K4[Fe(CN)6] và 0,10M Cu(NO3)2;
b. Sợi acrylic đã được tẩm CuHCF;
c. Cartridge CuHCF.
Áp dụng phương pháp này để xác định 137Cs trong nước biển Phước Dinh và Vĩnh Hải, tỉnh Ninh Thuận; kết quả thu được cho thấy dải hoạt độ riêng của đồng vị phóng xạ 137Cs trong các mẫu thực nghiệm nằm trong khoảng 1,14 ÷ 1,44 Bq/m3. Kết quả phân tích trong công trình này cũng phù hợp với các kết quả phân tích bằng phương pháp đồng kết tủa (1,05÷1,57 Bq/m3) đã thực hiện cùng thời gian trong khuôn khổ Chương trình quan trắc phóng xạ môi trường biển thường niên do Viện Nghiên cứu hạt nhân chủ trì thực hiện; đồng thời cũng tương đồng với các kết quả cùng loại do các tác giả khác trên thế giới thực hiện trong khu vực biển Đông (như Trung Quốc, Thái Lan…).
Ưu điểm vượt trội của phương pháp này là mẫu nước biển được lọc trực tiếp qua cartridge chứa sợi acrylic tẩm CuHCF trong điều kiện môi trường tự nhiên (không cần điều chỉnh pH của mẫu), việc thu góp, tách và làm giàu mẫu thực hiện ngay tại hiện trường dễ dàng, nhanh chóng (chỉ mất khoảng 3 giờ/mẫu); có thể thực hiện tự động, đồng loạt và tiết kiệm chi phí cũng như thời gian phân tích. So với phương pháp kết tủa, thời gian thực hiện tại hiện trường mất khoảng 10 giờ; sau khi đưa về phòng thí nghiệm phải xử lý nhiều công đoạn như sấy, nung, nghiền khoảng 48 giờ trước khi đo phổ gamma.
Kết quả nghiên cứu là cơ sở để xây dựng hệ thiết bị quan trắc phóng xạ 137Cs trong nước biển trực tuyến phục vụ cảnh báo nhanh. Phương pháp có thể đưa vào áp dụng cho các Chương trình quan trắc, nghiên cứu môi trường của Quốc gia trong thời gian tới./.