Phát Triển Kỹ Thuật Chiết Xuất Để Xác Định Vết Stronti Trong Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phát triển kỹ thuật chiết tách và xác định lượng vết strontium, ứng dụng trong phân tích mẫu môi trường và sinh học.

• Tác giả: Nguyen Hong Kien
• Người hướng dẫn: Assoc. Do Thi Lan
• Trường học: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
• Chuyên ngành: Environmental Science and Management
• Đề tài: Development of an extraction technique for determination of trace strontium
• Loại tài liệu: bachelor thesis
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thai Nguyen

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGMENT
• ABSTRACT
• 1. PART 1: RESEARCH QUESTIONS AND HYPOTHESES
• 1.1. Strontium related definitions
• 1.2. Strontium when entering the environment
• 1.3. Strontium impact on health
• 1.4. Research’s ion chromatography
• 1.5. Solid Phase Extraction (SPE) method
• 1.6. Vortex-Assisted Liquid-Liquid Microextraction (VALLME)
• 2. RESEARCH RELATED DOCUMENTS
• 2.1. Solid Phase Extraction
• 2.2. Vortex-Assisted Liquid-liquid Microextraction
• 2.3. SPE-VALLME combined method
• 3. SOLID PHASE EXTRACTION (SPE)
• 4. VORTEX-ASSISTED LIQUID-LIQUID MICROEXTRACTION (VALLME)
• 5. SPE-VALLME COMBINED METHOD
• 6. DISCUSSION AND CONCLUSION
• 6.1. Solid phase extraction (SPE)
• 6.2. Vortex-Assisted Liquid-liquid Microextraction (VALLME)
• 6.3. SPE-VALLME combined method
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ABBREVIATIONS

Tóm tắt

I. Kỹ thuật chiết xuất

Luận văn tập trung vào kỹ thuật chiết xuất để xác định vết stronti trong mẫu môi trường. Hai phương pháp chính được nghiên cứu là Solid Phase Extraction (SPE) và Vortex-Assisted Liquid-Liquid Microextraction (VALLME). SPE là phương pháp sử dụng pha rắn để tách và làm giàu stronti từ mẫu nước, trong khi VALLME tận dụng lực xoáy để tăng hiệu quả chiết xuất. Cả hai phương pháp đều có ưu điểm riêng, nhưng cũng tồn tại hạn chế về độ phục hồi và độ tin cậy. Nghiên cứu này đề xuất kết hợp SPE-VALLME để tối ưu hóa hiệu suất chiết xuất, đặc biệt trong việc xác định stronti ở nồng độ thấp.

1.1. Phương pháp SPE

Solid Phase Extraction (SPE) là phương pháp chiết xuất phổ biến trong hóa học phân tích, sử dụng pha rắn để tách stronti khỏi mẫu nước. Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện và có thể làm giàu stronti hiệu quả. Tuy nhiên, kết quả thí nghiệm cho thấy độ phục hồi của SPE chưa đạt mức tối ưu, đặc biệt khi xử lý mẫu có nồng độ stronti thấp. Điều này đòi hỏi cải tiến thêm trong quy trình chiết xuất.

1.2. Phương pháp VALLME

Vortex-Assisted Liquid-Liquid Microextraction (VALLME) là phương pháp mới, sử dụng lực xoáy để tăng hiệu quả chiết xuất stronti. Phương pháp này cho thấy tiềm năng lớn trong việc xác định stronti ở nồng độ vết, với độ phục hồi và độ tin cậy cao hơn so với SPE. Tuy nhiên, VALLME cũng có hạn chế về thời gian xử lý mẫu và yêu cầu thiết bị chuyên dụng.

II. Xác định vết stronti

Việc xác định vết stronti trong mẫu môi trường là mục tiêu chính của luận văn. Stronti, đặc biệt là 90Sr, là chất phóng xạ nguy hiểm, có thể gây ung thư xương và các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tích ion chromatography để định lượng stronti sau quá trình chiết xuất. Kết quả cho thấy, SPE-VALLME kết hợp mang lại hiệu quả cao hơn so với từng phương pháp riêng lẻ, đặc biệt trong việc xác định stronti ở nồng độ thấp (ppb).

2.1. Phương pháp đo lường

Phương pháp đo lường sử dụng trong nghiên cứu là ion chromatography, một kỹ thuật phân tích hiện đại và chính xác. Phương pháp này cho phép định lượng stronti với độ nhạy cao, phù hợp với việc xác định vết stronti trong mẫu môi trường. Kết quả thí nghiệm cho thấy, SPE-VALLME kết hợp giúp tăng cường tín hiệu phân tích, cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của kết quả.

2.2. Định lượng stronti

Định lượng stronti là bước quan trọng trong nghiên cứu, đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy cao. Kết quả thí nghiệm cho thấy, SPE-VALLME kết hợp giúp tăng hiệu suất chiết xuất và định lượng stronti, đặc biệt ở nồng độ thấp. Phương pháp này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong việc giám sát môi trường, đặc biệt tại các khu vực có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ.

III. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc giám sát và quản lý môi trường, đặc biệt tại các khu vực có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ. SPE-VALLME kết hợp không chỉ áp dụng cho stronti mà còn có thể mở rộng cho các chất khác, mang lại giá trị cao trong nghiên cứu khoa học và ứng dụng thực tế. Phương pháp này cũng góp phần nâng cao nhận thức về độc tính của stronti và các chất phóng xạ khác.

3.1. Giám sát môi trường

SPE-VALLME kết hợp có tiềm năng lớn trong việc giám sát môi trường, đặc biệt tại các khu vực có nguy cơ ô nhiễm phóng xạ. Phương pháp này giúp xác định stronti và các chất phóng xạ khác với độ chính xác cao, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

3.2. Nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu này đóng góp vào nghiên cứu khoa học bằng cách phát triển và cải tiến các phương pháp chiết xuất hiện có. SPE-VALLME kết hợp không chỉ áp dụng cho stronti mà còn có thể mở rộng cho các chất khác, mang lại giá trị cao trong nghiên cứu và ứng dụng thực tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Strontium là một nguyên tố hóa học phổ biến trong tự nhiên với nhiều dạng đồng vị, trong đó có đồng vị phóng xạ 90Sr gây độc hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người. Nồng độ strontium trong môi trường nước và đất thường ở mức vài phần triệu (ppm), tuy nhiên, sự tồn tại của 90Sr do các hoạt động nhân tạo như thử nghiệm vũ khí hạt nhân, sự cố nhà máy điện hạt nhân đã làm tăng nguy cơ ô nhiễm và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng. Theo báo cáo của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), nồng độ 90Sr trong nước uống tại nhiều khu vực ở Mỹ dưới 0.004 Bq/l, nhưng vẫn cần có phương pháp phát hiện và chiết tách hiệu quả để giám sát và xử lý.

Mục tiêu nghiên cứu là phát triển kỹ thuật chiết tách hiệu quả nhằm xác định dấu vết strontium trong mẫu nước và môi trường, tập trung vào hai phương pháp hiện đại: chiết tách pha rắn (SPE) và chiết tách lỏng-lỏng vi thể hỗ trợ xoáy (VALLME), cũng như kết hợp hai phương pháp này để nâng cao hiệu quả chiết tách. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2010-2015 tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, với phạm vi áp dụng chủ yếu cho các mẫu nước môi trường tại Việt Nam, nơi đang phát triển các nhà máy điện hạt nhân và có nhu cầu giám sát phóng xạ.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp phương pháp nhanh, chính xác, ít tốn kém cho việc phát hiện strontium, đặc biệt là 90Sr, góp phần nâng cao nhận thức và bảo vệ sức khỏe cộng đồng, đồng thời hỗ trợ các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý môi trường trong việc kiểm soát ô nhiễm phóng xạ.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

• Đặc tính hóa học của strontium: Strontium là kim loại kiềm thổ, chủ yếu tồn tại ở trạng thái oxi hóa +2, dễ hòa tan trong nước, có khả năng tích tụ trong xương do cấu trúc hóa học tương tự canxi.
• Độc tính của strontium phóng xạ 90Sr: 90Sr có chu kỳ bán rã khoảng 29 năm, phát xạ beta gây tổn thương mô xương và các cơ quan lân cận, làm giảm tế bào máu và tăng nguy cơ ung thư.
• Phương pháp chiết tách pha rắn (SPE): Sử dụng nhựa resin đặc biệt chứa crown ether để hấp thụ ion strontium từ mẫu, gồm các bước chuẩn bị, tải mẫu, rửa và elution.
• Phương pháp chiết tách lỏng-lỏng vi thể hỗ trợ xoáy (VALLME): Kết hợp chiết tách và biến đổi hóa học, sử dụng dung môi hữu cơ và thiết bị xoáy để tăng diện tích tiếp xúc, nâng cao hiệu quả chiết tách.
• Kết hợp SPE và VALLME: Tận dụng ưu điểm của cả hai phương pháp để tăng độ nhạy và độ chính xác trong việc phát hiện strontium ở nồng độ rất thấp.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu nước chuẩn chứa strontium nitrate với nồng độ từ 1 ppb đến 1 ppm, dung dịch chuẩn 3M nitric acid, nhựa resin Sr.spec, dung môi octanol, tetraphenylborate (TPB) làm counter ion.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng máy sắc ký ion (Ion Chromatography - IC) với cột IonPac CS12A, detector điện hóa dẫn điện, dòng chảy 1 ml/phút, mẫu 100 μl.
• Thiết kế thí nghiệm:
  • SPE: Chuẩn bị cartridge chứa 525 mg Sr resin, thực hiện các bước conditioning, sample loading, washing, elution với 2 ml mẫu 1 ppm strontium.
  • VALLME: Chiết tách với dung môi hữu cơ chứa crown ether, sử dụng máy xoáy và ly tâm, thử nghiệm với nhiều nồng độ khác nhau.
  • Kết hợp SPE-VALLME: Áp dụng cho mẫu lớn 100 ml với nồng độ thấp (1-40 ppb).
• Cỡ mẫu: Mỗi thí nghiệm lặp lại ít nhất 3-4 lần để đánh giá độ lặp lại và độ tin cậy.
• Timeline: Nghiên cứu thực hiện trong 5 năm (2010-2015), bao gồm giai đoạn thử nghiệm, phân tích và đánh giá kết quả.

---

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

• Hiệu quả của SPE: Tỷ lệ thu hồi strontium đạt từ 85% đến 96%, trung bình 90.5%, vượt mức 80% theo tiêu chuẩn nghiên cứu trước đó. Enrichment factor đạt khoảng 43-47 lần khi sử dụng 100 ml mẫu và 2 ml elution.
• Hiệu quả của VALLME: Enrichment factor thực tế đạt 3-4 lần, gần với giá trị lý thuyết 5 lần. Độ tin cậy cao với hệ số xác định (R²) đạt 0.9988, chứng tỏ tính lặp lại và ổn định của phương pháp.
• Kết hợp SPE-VALLME: Tăng đáng kể độ nhạy với enrichment factor lý thuyết lên đến 250 lần, thực tế dao động từ 127 đến 192 lần tùy theo tỷ lệ thu hồi và enrichment factor từng phương pháp. Tuy nhiên, tỷ lệ thu hồi giảm xuống còn khoảng 19.79% ở nồng độ thấp 20-40 ppb, cần nghiên cứu thêm để tối ưu.
• Độ tin cậy của phương pháp kết hợp: R² đạt 0.9763, cho thấy phương pháp có tính ổn định cao dù có nhiều biến số phức tạp hơn so với từng phương pháp riêng lẻ.

Thảo luận kết quả

• Kết quả SPE phù hợp với các nghiên cứu trước, khẳng định khả năng thu hồi cao và độ tin cậy trong việc chiết tách strontium từ mẫu nước.
• VALLME thể hiện ưu điểm trong việc tăng nồng độ mẫu, rút ngắn thời gian phân tích và giảm lượng dung môi sử dụng, phù hợp với các mẫu có nồng độ thấp.
• Phương pháp kết hợp SPE-VALLME mở ra hướng đi mới cho việc chiết tách các chất dấu vết trong môi trường, đặc biệt là các đồng vị phóng xạ như 90Sr, tuy nhiên cần cải tiến để nâng cao tỷ lệ thu hồi ở nồng độ rất thấp.
• Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường cong elution, bảng so sánh tỷ lệ thu hồi và enrichment factor giữa các phương pháp, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả và độ tin cậy của từng kỹ thuật.

---

Đề xuất và khuyến nghị

• Tối ưu hóa quy trình kết hợp SPE-VALLME: Nghiên cứu thêm các điều kiện hóa học và vật lý để nâng cao tỷ lệ thu hồi, đặc biệt ở nồng độ thấp dưới 20 ppb.
• Phát triển bộ kit chiết tách strontium: Thiết kế bộ dụng cụ chuẩn hóa, dễ sử dụng cho các phòng thí nghiệm môi trường và y tế nhằm tăng khả năng ứng dụng thực tiễn.
• Đào tạo và chuyển giao công nghệ: Tổ chức các khóa đào tạo cho cán bộ kỹ thuật và nhà nghiên cứu về kỹ thuật SPE và VALLME, đảm bảo áp dụng hiệu quả trong giám sát môi trường.
• Mở rộng ứng dụng: Áp dụng phương pháp cho các mẫu môi trường khác như đất, trầm tích, thực vật để đánh giá toàn diện ô nhiễm strontium.
• Thời gian thực hiện: Các giải pháp trên nên được triển khai trong vòng 2-3 năm tới, phối hợp giữa các viện nghiên cứu, trường đại học và cơ quan quản lý môi trường.

---

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Nhà nghiên cứu môi trường: Nắm bắt kỹ thuật chiết tách hiện đại, áp dụng trong nghiên cứu ô nhiễm phóng xạ và các chất độc hại khác.
• Cơ quan quản lý môi trường: Sử dụng kết quả để xây dựng quy trình giám sát và xử lý ô nhiễm strontium, đặc biệt trong bối cảnh phát triển năng lượng hạt nhân.
• Phòng thí nghiệm phân tích: Áp dụng phương pháp SPE và VALLME để nâng cao độ nhạy và chính xác trong phân tích mẫu nước và môi trường.
• Sinh viên và học viên cao học: Tham khảo để hiểu rõ về phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật phân tích và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực khoa học môi trường.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp SPE có ưu điểm gì so với chiết tách lỏng-lỏng truyền thống?
   SPE sử dụng ít dung môi hơn, nhanh hơn, dễ tự động hóa và giảm thiểu ô nhiễm môi trường so với chiết tách lỏng-lỏng truyền thống.

2. VALLME có thể áp dụng cho các chất khác ngoài strontium không?
   Có, VALLME là kỹ thuật linh hoạt, đã được áp dụng thành công cho nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ trong mẫu nước và nước thải.

3. Tại sao cần kết hợp SPE và VALLME?
   Kết hợp giúp tận dụng ưu điểm của cả hai phương pháp, tăng độ nhạy, cải thiện tỷ lệ thu hồi và phù hợp với mẫu có nồng độ rất thấp.

4. Độ nhạy của phương pháp này đạt mức nào?
   Phương pháp kết hợp có thể phát hiện strontium ở nồng độ thấp đến vài ppb với độ tin cậy cao, phù hợp cho giám sát môi trường.

5. Có thể áp dụng phương pháp này trong giám sát môi trường thực tế không?
   Có, phương pháp đã được thử nghiệm với mẫu nước môi trường và có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong giám sát ô nhiễm phóng xạ.

---

Kết luận

• Phương pháp SPE đạt tỷ lệ thu hồi trung bình 90.5% với độ tin cậy cao, phù hợp cho chiết tách strontium trong mẫu nước.
• VALLME thể hiện khả năng tăng nồng độ mẫu lên 3-4 lần với độ lặp lại rất tốt (R² = 0.9988).
• Kết hợp SPE và VALLME nâng cao đáng kể độ nhạy, với enrichment factor lý thuyết lên đến 250 lần, mở ra hướng nghiên cứu mới cho chiết tách dấu vết.
• Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện tỷ lệ thu hồi ở nồng độ thấp và tối ưu hóa quy trình kết hợp.
• Khuyến nghị triển khai ứng dụng phương pháp trong giám sát môi trường và đào tạo kỹ thuật cho cán bộ chuyên môn.

Hành động tiếp theo là hoàn thiện nghiên cứu kết hợp SPE-VALLME, phát triển bộ kit ứng dụng và mở rộng thử nghiệm trên các mẫu môi trường thực tế nhằm góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

THAI NGUYEN UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY NGUYEN HONG KIEN TOPIC TITLE: DEVELOPMENT OF AN EXTRACTION TECHNIQUE FOR DETERMINATION OF TRACE STRONIUM BACHELOR THESIS Study mode : Full-time Major : Environmental Science and Management Faculty : International Training and Development Center Batch : 2010-2015 Supervisor : Assoc. Do Thi Lan Prof. Wu, Chien Hou Thai Nguyen, 15/01/2015 n THAI NGUYEN UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY INTERNATIONAL DEVELOPMENT AND TRAINING CENTER DEVELOPMENT OF AN EXTRACTION TECHNIQUE FOR DETERMINATION OF TRACE STRONIUM BACHELOR THESIS Student name : Nguyen Hong Kien Major : Environmental Science and Management Faculty : International Training and Development Batch : 2010-2015 Supervisor : Assoc. Do Thi Lan Prof.

Wu, Chien Hou Thai Nguyen - 2015 n DOCUMENTATION PAGE WITH ABSTRACT Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Degree Program Bachelor of Environment Science and Management Student name Nguyen Hong Kien Student ID DTN1053180064 Development of an extraction technique of determination Thesis title of trace strontium Professor Wu, Chien-Hou and Assoc. Professor Do Thi Supervisors Lan Abstract: Strontium with its availability in environment and harmfulness to human health has pulled a lot of attention as well as the studies from researchers all around the world. Even though there are a lot of extraction methods for substance traces in general and for strontium in particular, they still show their own drawbacks and strengths. Therefore, it is very essential to develop more techniques for extraction with the improvements from the previous methods.

SPE and VALLME methods are two of new extraction methods which are under progress of development, which requires a lot of work in scientific field study. This study delivers an overview picture for strontium toxicity which is currently got the low awareness from people. Along with strontium toxicity, two extraction methods which are solid phase extraction (SPE) and vortex-assisted liquid-liquid microextraction method (VALLME) are presented with methodology, results and discussion. The SPE-VALLME combined technique in order to maximize the efficiency from SPE and VALLME had also been experimented.

This study has contributed knowledge and confirmation to SPE and VALLME about its potential capacity in extraction and its reliability and accuracy for extraction method study, especially for strontium extraction in water sample or environmental sample. i n Strontium toxicity, extraction method, SPE, VALLME, Keywords chromatography Number of pages 44 pages Date of submission Jan 15th 2015 ii n ACKNOWLEDGMENT First of all, I would like to express sincere thanks to the school board Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry, Faculty of International Training and Development; Advanced Education program, thanks to the teachers who has imparted to me the knowledge and valuable experience during the process of learning and researching here. This study was also supported and instructed by professor Do Thi Lan (Dean of Faculty of Environment, Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry, Vietnam) and professor Wu, Chien-Hou (Department of Biomedical Engineering and Environmental Sciences, College of Nuclear Science, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan). I would like to give a special appreciation to Mr Wang Chin-Yi for helping me in time of doing this study.

I sincerely thank you! Taiwan, 2014 Student signature NGUYEN HONG KIEN iii n TABLE OF CONTENT PART 1. RESEARCH QUESTIONS AND HYPOTHESES. Strontium related definitions. Strontium when entering the environment.

Strontium impact on health. Research’s ion chromatography. Solid Phase Extraction (SPE) method. Vorted-Assisted Liquid-Liquid Mircoextraction (VALLME).

RESEARCH RELATED DOCUMENTS. Solid Phase Extraction. Vortex-Assisted Liquid-liquid Microextraction. SPE-VALLME combined method.

SOLID PHASE EXTRACTION (SPE). VORTEX-ASSISTED LIQUID-LIQUID MICROEXTRATION (VALLME). SPE-VALLME COMBINED METHOD. DISCUSSION AND CONCLUSION.

Solid phase extraction (SPE). Vortex-Assisted Liquid-liquid Microextration (VALLME). SPE-VALLME combined method .44 iv n LIST OF FIGURES Figure 2.2 Crown ether of Sr resin .2 Illustration of study experiment (SPE + VALLME).1: Elution curves of strontium with repeated condition (1ppm sr in 3m nitrate acid, 2ml of sample, 2ml of elution.2 Recoveries of SPE processes with repetition (2 ml of 1ppm sr sample in 3m nitric acid, 6 ml of elution) .3 The improvement in signals from standard solution, solution with SPE applied and solution of SPE-VALLME combined method (100 ml of 20ppb strontium sample) .1 Illustration of VALLME experiment data for reliability (experiment with 10ppb, 25ppb, 50ppb, 100ppb, 300ppb, 500ppb, 1ppm, 1.2 The connection of SPE-VALLME combined method experiments’ results and reliability of the result (concentrations: 1ppb, 10ppb, 20ppb and 40ppb). 39 1 n LIST OF TABLES Table 4.1 Data for SPE experiment with peak area, peak height, recovery (experiment with: 2 ml of 1ppm Sr sample in 3M nitric acid, 6 ml of elution) .2 Data for VALLME experiment with concentration and peak area (experiment with 10ppb, 25ppb, 50ppb, 100ppb, 300ppb, 500ppb, 1ppm, 1.3 Peak areas of standard and SPE-VALLME applied solutions with concentration of 1ppb, 10ppb, 20ppb, 40ppb.

34 2 n LIST OF ABBREVIATIONS DIW : Deioned water; SPE : Solid phase extraction; VALLME : Vortex-Assisted Liquid-liquid Microextraction. Research rationale Strontium extraction is rising as a hot topic in scientific study field. Strontium has two types: the neutral and the radioactive. Both of them have significant impacts to human health.

While the toxicity of strontium is still mysterious to human understanding due to its long-term impact for number of reasons, extraction method for strontium is very essential. Currently, there are many extraction methods for strontium available, however each of them has its own strengths and weakness while the development of extraction method is never enough for scientific study, SPE and VALME could be a suggestion contributing to lists of extraction methods for not only strontium but for other substances (Chang W. et al, 2012; Jakopic R and Benedik L, 2005). In addition, even Vietnamese people are not familiar with the strontium especially strontium toxicity due to low level of strontium in its natural condition, Vietnamese government is planning to build couple of nuclear power plants which would accidently release some radioactive fallouts- one of them could be strontium ninety.

With study of SPE and VALLME for strontium extraction, it could help to extract strontium ninety from environmental sample while with modification, SPE and VALLME are able to work not only with strontium but other substances or compounds. Research’s objectives - To study on the extraction methods for strontium which mostly focus on SPE, VALLME and the combination of those two methods 4 n 1. Research questions and hypotheses - What are the possible enrichment factor, recovery and reliability of SPE method? - What are the possible enrichment factor, recovery and reliability of VALLME method? - What are the possible enrichment factor, recovery and reliability of SPE- VALLME combined method? - What are the limitations of extraction method of SPE-VALLME combined? 1. Scientific significance With strontium toxicity and development of extraction techniques which focus on SPE and VALLME, this study has succeeded some other studies’ knowledge with further technical work and more specific substance trace.

With its contribution, this study also suggested a new way of study as well as the practical extraction method- the combination of two extraction methods with their own modification as crown ether applied in VALLME. Practical significance In context of globalization, environmental issues will become the hot topic not only in single region but also in the world. As the increase of human awareness to substance toxicity, the extraction methods for specific trace are highly required. More choices and more applications for extraction methods will be studied and applied by researchers all around the world.

By the strength of SPE and VALLME and its flexibility in modification, SPE and VALLME are promised to be a fast, simple 5 n extraction method with high accuracy especially in context of Vietnam’s building nuclear power plants and establishment of ASEAN community which possibly leads to a lot of environment issues not only for Vietnamese but also for ASEAN researchers. Strontium related definitions Strontium is a chemical element with atomic number of 38 and symbol Sr. It is an earth alkaline metal and has highly reactive chemical ability in group IIA. Strontium in pure form has soft silver-white color and turn to yellow just in condition of exposure to air.

Strontium is stable in nature under form of compound with another element because of its highly reactivity to air and water. However synthetic 90Sr is a radioactive fallout with half-life of 28.90 years in naturally physical process and 49.3 years in biological process. In nature, strontium is a common occurring element with two oxidation levels: 0 and +2. Mostly, in nature, due to high chemical ability, only +2 oxidation state of strontium is stable and important.

Pure strontium is a hard, white-colored metal, but this form is not commonly existed in environment, but in form of compounds in minerals. There are variety forms of strontium which do not give any smell exactly. People can categorize strontium compounds in two different types: soluble and non- soluble. Strontium in nature is not radioactive and exists in four different isotopes which are strontium eighty-four, eighty-six, eighty-seven, eighty-eight, symbolized as 84 Sr, 86Sr, 87Sr, 88Sr.

They have the same chemical behavior which leads them get the same effects on health when entering the body. Minerals in general (rocks, soil, dust, coal, oil, surface, ground water), air, plant, animal or even human bodies contain certain amount of strontium. Typical concentration in most of them are few parts per million (ppm). For industrial production, strontium ore is taken from minerals of celestite (SrSO4) and strontianite (SrCO3).

After extracting from strontium ore, strontium is stored in form of compound 7 n with other acid groups, such as carbonate, nitrate… through number of chemical processes. The compound of strontium has varied applications in daily life products, for instrance, glass products, pyrotechnics, paint paigments, fluorescent lights, medicines and other… There are several radioactive isotopes of strontium and one of those is strontium ninety or 90Sr, which is most dangerous isotopes of strontium. Strontium ninety can be formed in processes in nuclear reactors or nuclear weapon bomb. Radioactive chemicals in general and strontium ninety in specific give off radiation to environment which transform those chemical to other isotope of same or other element, named decay process.

Strontium ninety gives off radiation to turn to yttrium ninety (90Y) which decays again to zirconium ninety (90Zr), being more stable isotope. The first decay process (from 90Sr to 90Y) has half-life of 29 years, which contributes more to strontium toxicity. Because 90Sr has very limited use, it is considered as the waste of production while 89Sr is used as a cancer therapeutic to alleviate bone pain and 85Sr is used in medical treatment1. For radioactive 90Sr, it is formed via nuclear fission processes and has been released to natural environment by atmospheric nuclear explosion, nuclear plant waste discharge, nuclear weapon testing and Chernobyl accident in 1986.

90Sr has its daughter which is 90Y and the process of decay into 90Y takes 28.90 years but 90Y decays to 90Zr taking only 64 hours. Additionally in human body, 90Sr mostly accumulates in bone tissues because of its biochemical, atomic structure similarity with its neighbor elements Calcium and Barium. Most of Sr in human body deposits in bone, which is possibly the reason for bone cancer and nearby tissue cancer. Because of its danger to health, 90Sr has got a lot of attention from scientific field.

8 n Agency for toxic substances and disease registry (ATSDR) of United Stated has given their own health statement for strontium toxicity. There are a lot of disposal places in the world and most of them are not authorized to anyone for cleanup activities. Just in the US, at least 102 and 12 of 1,636 sites of National Priorities List (NPL) sites, which contain names and places of all the waste site with hazardous in US have been found strontium and strontium-90 in current list and former list, respectively.