FPI ICP-MS/MS rileva con precisione i radionuclidi negli effluenti nucleari per la regolamentazione della sicurezza alimentare

Come possiamo proteggerci di fronte all'acqua contaminata e poco chiara?

La Tokyo Electric Power Company, la cosiddetta TEPCO, ha tenuto una conferenza stampa per annunciare che alle 13:00 ora locale del 24 agosto, la centrale nucleare giapponese di Fukushima Daiichi inizierà a scaricare l'acqua contaminata dal nucleare. Il primo scarico in mare scaricherà circa 460 tonnellate al giorno, per una durata di 17 giorni, per un totale di circa 7800 metri cubi di acqua contaminata dal nucleare.

La centrale nucleare di Fukushima Daiichi si trova vicino al mare. Lo scarico di una grande quantità di acqua contaminata dal nucleare, unito agli effetti delle correnti oceaniche già presenti lungo la costa di Fukushima, farà sì che le sostanze radioattive si diffondano in metà dell'Oceano Pacifico entro 57 giorni dallo scarico. Gli effetti della contaminazione nucleare inizieranno a farsi sentire in Nord America tre anni dopo e si diffonderanno negli oceani di tutto il mondo in dieci anni, influenzando tutti gli aspetti delle migrazioni ittiche, della pesca pelagica, della salute umana e della sicurezza ecologica.

Gao Zhiguo, presidente della Società cinese per il diritto del mare, ha dichiarato ai media che la comunità accademica internazionale è ormai relativamente unanime nel ritenere che nell'acqua contaminata di Fukushima siano presenti 64 tipi di sostanze radioattive nucleari. Secondo la distinzione iniziale basata sulla durata dell'emivita del loro decadimento, sulla quota prodotta, sulla quantità che può essere presente e sulla possibilità di migrazione a lunga distanza e altri fattori, otto di questi nuclidi - trizio (3H o T), cesio-137 (137Cs), cesio-134 (134Cs), stronzio-90 (90Sr), stronzio-89 (89Sr), cobalto-60 (60Co), iodio-129 (129I), antimonio-125 (125Sb) e rutenio-106 (106Ru) sono indicati collettivamente come nuclidi caratteristici degli incidenti nucleari.

Non sono solo i frutti di mare al largo delle coste del Giappone a essere interessati dagli scarichi di effluenti nucleari. Con il movimento delle correnti oceaniche, sono coinvolti anche i frutti di mare provenienti dalle zone di pesca dell'area del Pacifico. Uno degli isotopi dei suddetti nuclidi che ha l'impatto ambientale più significativo è lo stronzio-90 (90Sr), che è un prodotto di fissione dell'uranio e del plutonio e ha un'emivita di 29 anni, per cui può rimanere nell'ambiente totale per un periodo considerevole. Quando il 90Sr viene ingerito da un organismo, l'elemento si accumula nello scheletro e continua a produrre radiazioni beta, che possono causare gravi danni all'organismo. Pertanto, la valutazione della contaminazione ambientale da 90Sr è fondamentale per le questioni di salute umana e ambientale a livello locale.

Metodi analitici per i radionuclidi

Attualmente esistono diversi strumenti utilizzati per analizzare il contenuto di elementi radioattivi, tra i quali la spettrometria di massa con emissione di plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-MS) presenta molti vantaggi, come l'ampio intervallo lineare, il limite di rilevamento molto basso, l'elevata sensibilità, la velocità di analisi, ecc.

La maggior parte degli ICP-MS è dominata dal quadrupolo singolo, ma l'ICP-MS a quadrupolo singolo nell'analisi dei radioisotopi incontra facilmente l'interferenza di ioni multiatomici e la sfida più significativa dell'interferenza di ioni isotopi omogenei, come l'interferenza di Zr90 con Sr90 e l'interferenza di Ba137 con Cs137, ecc, la componente di interferenza e il numero di massa dello ione da misurare è troppo vicino al singolo quadrupolo ICP-MS per l'eliminazione di tali interferenze è molto limitato, nel qual caso è necessario utilizzare il triplo quadrupolo ICP-MS per la completa eliminazione delle interferenze.

L'ICP-MS a triplo quadrupolo può essere impostato in Q1 per consentire il passaggio solo di uno specifico numero di massa m/z pari a 135, respingendo così 119Sn+, e poi il gas di reazione viene fatto passare attraverso la cella di reazione per collisione, e Q2 è impostato per consentire il passaggio solo del numero di massa m/z pari a 135, respingendo così 151BaO+, realizzando così l'eliminazione completa delle interferenze attraverso il doppio effetto di screening dei due quadrupoli.

L'ICP-MS a triplo quadrupolo di FPI è dotato di due filtri di massa indipendenti a quadrupolo di molibdeno puro HF. Il primo quadrupolo (Q1) respinge tutti gli ioni diversi da quelli dell'analita bersaglio, semplificando così il processo di reazione nella cella di reazione; il secondo quadrupolo (Q2) filtra gli ioni che appaiono all'uscita della cella, consentendo solo agli ioni dell'analita bersaglio o agli ioni prodotto di passare attraverso per raggiungere il rivelatore. La rimozione completa delle sostanze interferenti può essere realizzata combinando la cella di reazione per collisione ad alte prestazioni.

La quarta generazione di prodotti di spettrometria di massa inorganica di fascia alta a triplo quadrupolo ICP-MS/MS, sviluppata in modo indipendente dalla FPI, ha sistematicamente superato le principali difficoltà tecniche della spettrometria di massa, come il controllo del campo di flusso del gas ad alta temperatura, il vuoto a gradiente multistadio, le interfacce ioniche altamente sensibili, la cella di reazione di collisione distribuita e gli analizzatori di massa a quadrupolo resistenti a temperatura e umidità, ecc. È combinato con l'accoppiamento della cromatografia liquida, il sistema di diluizione in linea del gas, il campionamento rapido automatico, la combustione ossigenata, lo stripping laser, l'iniezione atmosferica diretta, l'iniezione organica e altre tecnologie dedicate per soddisfare le esigenze di varie applicazioni professionali.

È adatto per l'analisi elementare, l'analisi isotopica e l'analisi della morfologia elementare di tutti i tipi di campioni in diversi campi di applicazione e soddisfa i requisiti analitici di ambiente, alimentazione, geologia, industria chimica, biologia, materiali, metalli, semiconduttori, industria nucleare e così via.

Lo scarico di acque reflue nucleari in mare da parte del Giappone ha scatenato il panico tra le popolazioni dei Paesi limitrofi e la preoccupazione per i rischi derivanti dallo scarico di acque reflue nucleari in mare è elevata. I Paesi vicini hanno emesso decreti per vietare le importazioni di prodotti alimentari da Fukushima e dalle dieci prefetture vicine e hanno esaminato rigorosamente i documenti giustificativi dei video, soprattutto dei prodotti acquatici, provenienti da altre parti del Giappone. La gente non può fare a meno di chiedersi: possiamo ancora mangiare i frutti di mare? In che modo lo scarico delle acque reflue nucleari in mare influenzerà la vita delle persone?

Alcuni esperti hanno affermato che gli isotopi radioattivi sono sostanze volatili che non solo inquinano l'oceano, ma possono esistere nel suolo e nell'aria, sia che si tratti di alimenti, prodotti per la cura della pelle, indumenti, eccetera, a lungo termine, sembra che saranno influenzati in una certa misura. Tuttavia, i dipartimenti governativi possono combinare l'applicazione di strumenti scientifici sul mercato video e sui prodotti di consumo per una valutazione e un test completi. In tal caso, saranno in grado di rilevare tempestivamente i problemi e di fornire una base scientifica per la gestione del processo decisionale sul flusso di merci per proteggere meglio l'ambiente e la salute umana.

Crediamo nella scienza, rispettiamo la scienza e prendiamo decisioni informate sulla protezione dell'ambiente marino globale attraverso un approccio trasparente e basato sulla scienza agli scarichi di acque reflue nucleari.