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FPI ICP-MS/MS weist Radionuklide in nuklearen Abwässern zur Regelung der Lebensmittelsicherheit genau nach

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Wie können wir uns vor dem unklar verseuchten Wasser schützen?

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Das japanische Elektrizitätswerk Tokyo Electric Power Company, kurz TEPCO, gab auf einer Pressekonferenz bekannt, dass das japanische Kernkraftwerk Fukushima Daiichi am 24. August um 13.00 Uhr Ortszeit mit der Einleitung von nuklear verseuchtem Wasser beginnen wird. Bei der ersten Ableitung über das Meer werden 17 Tage lang täglich etwa 460 Tonnen abgelassen, insgesamt etwa 7800 Kubikmeter nuklear verseuchtes Wasser.

Das Kernkraftwerk Fukushima Daiichi befindet sich in unmittelbarer Nähe zum Meer. Die Einleitung einer großen Menge an nuklear verseuchtem Wasser wird in Verbindung mit den Auswirkungen der Meeresströmungen, die bereits entlang der Küste von Fukushima bestehen, dazu führen, dass sich die radioaktiven Stoffe innerhalb von 57 Tagen nach der Einleitung auf die Hälfte des Pazifischen Ozeans verteilen. Die Auswirkungen der nuklearen Verseuchung werden drei Jahre später in Nordamerika zu spüren sein und sich innerhalb von zehn Jahren auf die Weltmeere ausbreiten und alle Aspekte der weltweiten Fischwanderungen, der pelagischen Fischerei, der menschlichen Gesundheit und der ökologischen Sicherheit beeinträchtigen.

Gao Zhiguo, Präsident der Chinesischen Gesellschaft für Seerecht, erklärte gegenüber den Medien, dass es in der internationalen akademischen Gemeinschaft inzwischen eine relativ einhellige Meinung darüber gebe, dass das kontaminierte Wasser in Fukushima 64 Arten von radioaktiven Stoffen enthalte. Nach der ersten Unterscheidung, die auf der Länge der Halbwertszeit ihres Zerfalls, dem produzierten Anteil, der möglicherweise vorhandenen Menge und der Möglichkeit der Fernwanderung sowie anderen Faktoren beruht, sind acht dieser Nuklide - Tritium (3H oder T), cäsium-137 (137Cs), Cäsium-134 (134Cs), Strontium-90 (90Sr), Strontium-89 ( 89Sr), Kobalt-60 (60Co), Jod-129 (129I), Antimon-125 (125Sb) und Ruthenium-106 (106Ru) - gemeinsam als für nukleare Unfälle charakteristische Nuklide bezeichnet.

Nicht nur die Meeresfrüchte vor der Küste Japans sind von nuklearen Abwässern betroffen. Durch die Bewegung der Meeresströmungen sind auch Meeresfrüchte aus den Fischgründen der Pazifikregion betroffen. Eines der Isotope der oben genannten Nuklide, das sich am stärksten auf die Umwelt auswirkt, ist Strontium-90 (90Sr), ein Spaltprodukt von Uran und Plutonium mit einer Halbwertszeit von 29 Jahren, da es über einen längeren Zeitraum in der gesamten Umwelt verbleiben kann. Wenn 90Sr von einem Organismus aufgenommen wird, reichert sich das Element im Skelett an und erzeugt weiterhin Betastrahlung, die dem Organismus schweren Schaden zufügen kann. Daher ist die Bewertung der 90Sr-Umweltkontamination von entscheidender Bedeutung für die lokale Gesundheit von Mensch und Umwelt.

Analysemethoden für Radionuklide

Derzeit gibt es verschiedene Instrumente zur Analyse des Gehalts an radioaktiven Elementen, von denen die induktiv gekoppelte Plasma-Emissions-Massenspektrometrie (ICP-MS) viele Vorteile hat, wie z. B. einen großen linearen Bereich, eine sehr niedrige Nachweisgrenze, hohe Empfindlichkeit, schnelle Analysegeschwindigkeit usw., die bei der Analyse von Radioisotopen mit verlängerter Halbwertszeit weit verbreitet ist.

Die meisten ICP-MS werden von einem einzigen Quadrupol dominiert, aber bei der Analyse von Radioisotopen stößt das ICP-MS mit einem einzigen Quadrupol leicht auf die Interferenz mehrerer Ionen und auf die größere Herausforderung der Interferenz homogener Isotope, wie z. B. die Interferenz von Zr90 zu Sr90 und die Interferenz von Ba137 zu Cs137, usw, die Interferenzkomponente und die Massenzahl des zu messenden Ions zu nahe am Ein-Quadrupol-ICP-MS liegt, um solche Interferenzen zu beseitigen, ist sehr begrenzt; in diesem Fall ist es notwendig, das Dreifach-Quadrupol-ICP-MS für die vollständige Beseitigung von Interferenzen einzusetzen.

Das Dreifach-Quadrupol-ICP-MS kann in Q1 so eingestellt werden, dass nur eine bestimmte m/z-Massenzahl von 135 durchgelassen wird, wodurch 119Sn+ zurückgewiesen wird, und dann wird das Reaktionsgas durch die Kollisionsreaktionszelle geleitet, und Q2 wird so eingestellt, dass nur eine m/z-Massenzahl von 135 durchgelassen wird, wodurch 151BaO+ zurückgewiesen wird, wodurch die gründliche Beseitigung von Störungen durch den doppelten Abschirmeffekt von zwei Quadrupolen erreicht wird.

Das Dreifach-Quadrupol-ICP-MS von FPI verfügt über zwei unabhängige HF-Quadrupol-Massenfilter aus reinem Molybdän. Der erste Quadrupol (Q1) weist alle Ionen außer den Zielanalyten-Ionen zurück und vereinfacht so den Reaktionsprozess in der Reaktionszelle; der zweite Quadrupol (Q2) filtert die am Ausgang der Zelle auftretenden Ionen, so dass nur die Zielanalyten-Ionen oder Produkt-Ionen den Detektor erreichen können. Die vollständige Beseitigung von Störstoffen kann durch die Kombination mit der Hochleistungskollisionsreaktionszelle erreicht werden.

Die vierte Generation des Triple-Quadrupol-High-End-Produkts für die anorganische Massenspektrometrie ICP-MS/MS, das unabhängig vom FPI entwickelt wurde, hat systematisch die zentralen technischen Schwierigkeiten der Massenspektrometrie überwunden, wie z. B. die Steuerung des Hochtemperatur-Gasflussfelds, das mehrstufige Gradientenvakuum, die hochempfindlichen Ionenschnittstellen, die verteilte Kollisionsreaktionszelle und die temperatur- und feuchtigkeitsbeständigen Quadrupol-Massenanalysatoren usw. Es wird mit Flüssigchromatographie-Kopplung, Gas-Online-Verdünnungssystem, automatischer schneller Probenahme, sauerstoffhaltiger Verbrennung, Laser-Stripping, direkter atmosphärischer Injektion, organischer Injektion und anderen speziellen Technologien kombiniert, um die Anforderungen verschiedener professioneller Anwendungen zu erfüllen.

Es eignet sich für die Elementaranalyse, Isotopenanalyse und elementare Morphologieanalyse aller Arten von Proben in verschiedenen Anwendungsbereichen und erfüllt die analytischen Anforderungen von Umwelt, Lebensmitteln, Geologie, chemischer Industrie, Biologie, Werkstoffen, Metallen, Halbleitern, Nuklearindustrie und so weiter.

Die Einleitung nuklearer Abwässer Japans in das Meer hat bei den Menschen in den Nachbarländern Panik ausgelöst, und es herrscht große Besorgnis über die Gefahren, die von der Einleitung nuklearer Abwässer in das Meer ausgehen. Die Nachbarländer haben entsprechende Verordnungen erlassen, um die Einfuhr von Lebensmitteln aus Fukushima und den zehn umliegenden Präfekturen zu verbieten, und haben die Belege für Videos, insbesondere von Wasserprodukten, aus anderen Teilen Japans streng geprüft. Die Menschen fragen sich unweigerlich: Können wir noch Meeresfrüchte essen? Wie wird sich die Einleitung von nuklearen Abwässern ins Meer auf das Leben der Menschen auswirken?

Einige Experten sagten, dass radioaktive Isotope flüchtige Substanzen sind, die nicht nur das Meer verschmutzen, sondern auch im Boden und in der Luft vorkommen können, so dass Lebensmittel, Hautpflegeprodukte, Kleidung usw. langfristig in gewissem Maße betroffen sein werden. Die staatlichen Stellen können jedoch die Anwendung wissenschaftlicher Instrumente auf dem Markt für Video- und Verbraucherprodukte für eine umfassende Bewertung und Prüfung kombinieren. In diesem Fall können Probleme rechtzeitig erkannt und eine wissenschaftliche Grundlage für die Verwaltung von Entscheidungen über den Warenverkehr geschaffen werden, um die Umwelt und die menschliche Gesundheit besser zu schützen.

Glauben wir an die Wissenschaft, respektieren wir die Wissenschaft und treffen wir fundierte Entscheidungen zum Schutz der globalen Meeresumwelt durch einen transparenten, wissenschaftlich fundierten Ansatz bei der Einleitung von nuklearen Abwässern.