FPI ICP-MS/MS detecta con precisión radionucleidos en efluentes nucleares para regular la seguridad alimentaria

¿Cómo podemos protegernos frente al agua contaminada?

La empresa japonesa Tokyo Electric Power Company, denominada TEPCO, celebró una rueda de prensa para anunciar que a las 13:00 hora local del 24 de agosto, la central nuclear japonesa de Fukushima Daiichi iniciará la descarga de agua contaminada por energía nuclear. El primer vertido al mar descargará unas 460 toneladas diarias, con una duración de 17 días, un total de unos 7800 metros cúbicos de agua contaminada por energía nuclear.

La central nuclear de Fukushima Daiichi está situada cerca del mar. El vertido de una gran cantidad de agua contaminada con material nuclear, unido a los efectos de las corrientes marinas que ya existen a lo largo de la costa de Fukushima, hará que las sustancias radiactivas se extiendan a la mitad del océano Pacífico en un plazo de 57 días desde el vertido. Los efectos de la contaminación nuclear empezarán a notarse en Norteamérica tres años después y se extenderán a los océanos del mundo en diez años, afectando a todos los aspectos de las migraciones de peces del mundo, la pesca pelágica, la salud humana y la seguridad ecológica.

Gao Zhiguo, presidente de la Sociedad China para el Derecho del Mar, declaró a los medios de comunicación que actualmente existe una opinión relativamente unánime en la comunidad académica internacional de que hay 64 tipos de sustancias radiactivas nucleares en el agua contaminada de Fukushima. Según la distinción inicial basada en la duración de la semivida de su desintegración, la parte producida, la cantidad que puede estar presente y la posibilidad de migración a larga distancia y otros factores, ocho de estos nucleidos - tritio (3H o T) cesio-137 (137Cs), cesio-134 (134Cs), estroncio-90 (90Sr), estroncio-89 ( 89Sr), cobalto-60 (60Co), yodo-129 (129I), antimonio-125 (125Sb) y rutenio-106 (106Ru) se denominan colectivamente nucleidos característicos de accidentes nucleares.

No sólo el marisco de la costa de Japón se ve afectado por los vertidos de efluentes nucleares. Con el movimiento de las corrientes oceánicas, también se ven afectados los mariscos de los caladeros de la cuenca del Pacífico. Uno de los isótopos de los nucleidos anteriores que tiene un impacto medioambiental más significativo es el estroncio-90 (90Sr), que es un producto de fisión del uranio y el plutonio y tiene una vida media de 29 años, por lo que puede permanecer en el medio ambiente total durante un periodo considerable. Cuando el 90Sr es ingerido por un organismo, el elemento se acumula en el esqueleto y sigue produciendo radiación beta, que puede causar graves daños al organismo. Por lo tanto, la evaluación de la contaminación ambiental por 90Sr es fundamental para los problemas locales de salud humana y ambiental.

Métodos analíticos para radionucleidos

En la actualidad, existen varios instrumentos utilizados para analizar el contenido de elementos radiactivos, entre los cuales la espectrometría de masas por emisión de plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS) tiene muchas ventajas, como un amplio rango lineal, un límite de detección muy bajo, una alta sensibilidad, una rápida velocidad de análisis, etc., que se utiliza ampliamente en el análisis de radioisótopos con vida media prolongada.

La mayoría de los ICP-MS están dominados por un solo cuadrupolo, pero el ICP-MS de un solo cuadrupolo en el análisis de radioisótopos se encuentra fácilmente con interferencias de iones multiatómicos, y el reto más importante de la interferencia de iones de isótopos homogéneos, como la interferencia de Zr90 a Sr90 y la interferencia de Ba137 a Cs137, etc., el componente de interferencia y el número másico del ion a medir está demasiado cerca del ICP-MS de cuadrupolo simple para la eliminación de dichas interferencias es muy limitado, en cuyo caso es necesario utilizar el ICP-MS de triple cuadrupolo para la eliminación completa de las interferencias.

El ICP-MS de triple cuadrupolo puede ajustarse en Q1 para que sólo permita el paso de un número de masa m/z específico de 135, rechazando así 119Sn+, y a continuación el gas de reacción pasa a través de la célula de reacción de colisión, y Q2 se ajusta para que sólo permita el paso de un número de masa m/z de 135, rechazando así 151BaO+, lo que realiza la eliminación completa de las interferencias mediante el doble efecto de cribado de dos cuadrupolos.

El ICP-MS de triple cuadrupolo de FPI cuenta con dos filtros de masa cuadrupolares independientes de molibdeno puro HF. El primer cuadrupolo (Q1) rechazará todos los iones que no sean los iones del analito objetivo, simplificando así el proceso de reacción en la celda de reacción; el segundo cuadrupolo (Q2) filtrará los iones que aparecen en la salida de la celda, permitiendo que sólo los iones del analito objetivo o los iones del producto pasen para llegar al detector, y al mismo tiempo con la celda de reacción de colisión de alto rendimiento, puede realizar una variedad de modos de reacción de gas, como oxígeno, amoníaco, hidrógeno, etc., y lograr la eliminación completa de sustancias interferentes. La eliminación completa de las sustancias interferentes puede realizarse combinando la célula de reacción de colisión de alto rendimiento.

El producto de espectrometría de masas inorgánicas de alta gama ICP-MS/MS de triple cuadrupolo de cuarta generación, desarrollado independientemente por FPI, ha superado sistemáticamente las principales dificultades técnicas de la espectrometría de masas, como el control del campo de flujo de gas a alta temperatura, el vacío de gradiente multietapa, las interfaces de iones de alta sensibilidad, la célula de reacción de colisión distribuida y los analizadores de masas cuadrupolares resistentes a la temperatura y la humedad, etc. Se combina con acoplamiento de cromatografía líquida, sistema de dilución en línea de gases, muestreo rápido automático, combustión oxigenada, stripping láser, inyección atmosférica directa, inyección orgánica y otras tecnologías específicas para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones profesionales.

Es adecuado para el análisis elemental, análisis de isótopos, y el análisis de morfología elemental de todo tipo de muestras en diferentes campos de aplicación y cumple con los requisitos analíticos de medio ambiente, alimentos, geología, industria química, biología, materiales, metales, semiconductores, industria nuclear, y así sucesivamente.

El vertido de aguas residuales nucleares de Japón en el mar ha causado pánico entre la población de los países vecinos, y existe un alto grado de preocupación por los peligros que supone el vertido de aguas residuales nucleares en el mar. Los países vecinos han emitido los decretos pertinentes para prohibir las importaciones de alimentos procedentes de Fukushima y sus diez prefecturas cercanas y han examinado estrictamente los documentos justificativos de los vídeos, especialmente de productos acuáticos, procedentes de otras partes de Japón. La gente no puede evitar preguntarse: ¿podremos seguir comiendo marisco? ¿Cómo afectará a la vida de la gente el vertido de aguas residuales nucleares al mar?

Algunos expertos dijeron que los isótopos radiactivos son sustancias volátiles que no sólo contaminan el océano, sino que pueden existir en el suelo y el aire, ya se trate de alimentos, productos para el cuidado de la piel, ropa, etc., a largo plazo, al parecer, se verán afectados en cierta medida. Sin embargo, los departamentos gubernamentales pueden combinar la aplicación de instrumentos científicos en el video de mercado y productos de consumo para una evaluación completa y pruebas. En ese caso, será capaz de detectar los problemas con prontitud y proporcionar una base científica para la gestión de la toma de decisiones sobre el flujo de mercancías para proteger mejor el medio ambiente y la salud humana.

Creamos en la ciencia, respetemos la ciencia y tomemos decisiones informadas sobre la protección del medio marino mundial mediante un enfoque transparente y basado en la ciencia de los vertidos de aguas residuales nucleares.