PHD theses : Science
Permanent URI for this collectionhttps://repository.neelain.edu.sd/handle/123456789/12104
Browse
1 results
Search Results
Item Evaluation of natural radioactivity and determination of concentrations of some elements around Jebel Mun areas in Western Darfur(Al-Neelain University, 2021) Hamdi Abdelnabi Abdalla AminAbstract This study was conducted on Jebel Mun areas in Western Darfur to evaluate the concentration of natural radioactivity and to determine the concentrations of some elements. A total of about 113 samples from soil, rock, crops, leaves, and water samples were collected from this area. Activity concentrations of 238U, 232Th, 228Ra, 40K, and 137Cs have been measured by High Germanium Gamma Spectrometry (HGGS). The indoor and outdoor annual effective dose was calculated by survey meter (RD1706).Radiation hazards, the radium equivalent, and the absorbed gamma dose rate at 1 meter above the ground surface was calculated using the equation based on gamma analysis from radionuclides. XRF technique was used to determine the elements concentrations in soil, rocks, and crops. Finally some element water, soil, rocks, leaves, and water samples were measured using ICP-OES and ICP-AES techniques. The maximum concentrations activity revealed for soil samples were (283) for232Th, (273) for228Ra,(1820) for 40K, and(10.8) Bq/kg for 137Cs. While rock samples maximum values were recorded 154, 158, and 2760 Bq/kg for 232Th, 228Ra, and 40K respectively. Whereas crop samples maximum concentration activity was obtained 120, 7.30, 5.42, and 555 Bq/kg. While in leaves were ranged 22.5, 34.0, 47.8 and1340Bq/kg for 232Th, 228Ra,226Ra, and 40K respectively. The indoor and outdoor annual effective dose was found to be 0.07 to 1.96 mSv/y. However, 5 sites are above the allowable limit ICRP 1 mSv/y.Radiation hazards was estimated to be from 0.23 to 2.18. it was clearly found that four sites are highest than ICRP limit, the radium equivalent was calculated for soil and rock samples and was found to be 84.2 to 808 Bq/kg for soil samples, while in rock samples ranged between 35.1 to 555 Bq/kg .The study found that four sites higher for soil samples and fourteen sites for rock samples, were exceeded 370 Bq/kg by UNSCEAR. While the absorbed gamma dose rate at 1 meter above the ground surface, of the soil samples estimated 40.2 to372 nGy/h. Comparing the absorbed dose rate in the air and in this study with other areas in Sudan such as EL-Gash, it was 37.5nGy/h while Sinnar was 38.80 nGy/h this study the highest was estimated (107 nGy/h). The results of the XRF showed the concentrations for different soil and rocks elements in ppm as follows: K (2.980, 2.570), Ca (1.420, 0.932), Ti (0.322, 0.308), Mn (0.063, 0.042), Fe (1.940, 4.740), Cu (0.001, 0.001), Zn (0.006, 0.003), Pb(0.006,0.003) Rb(0.026,0.012), Sr (0.002,0.047), Y (0.002,0.001), Zr (0.002,0.026) and Nb (0.001,0.001). XRF results for the maximum concentrations for crops samples for different elements in ppm were K(1748), Ca (3085), Ti (53.00), V (99.00), Mn (74.00), Co (32.00) , and Ni (3.000), Cu (9.000) and Zn (237.0), the maximum values of heavy metals are Se (7.000) , Rb (24.00) , Sr (26.00) , Zr (7.000) Mo (23.00), Sb (249.0) ,Ba (1184) , Hg (14.00) and Pb (42.00). Inductively Coupled Plasma Atomic Emission spectroscopy the concentration for different leaves, soil and rocks elements in ppm of macronutrients were Mg (1.60) , P (11.0) ,S (0.12), K(0.34) and Ca (1.50 ), whereas micronutrient concentrations revealed Mn (0.12),Fe (4.60), Ni (0.02) ,Cu ( 0.09) and Zn (0.02). While non-essential elements for B and Si were recorded (0.14 and 0.05) respectively. Showing strong correlation coefficient values was found relationships between heavy metals in leaves in the study area. The stronger significant relation between Ba- Cs (r =99), Th-Co (r = 98), Co –Al (r =97), Ba – Sr ( r = 97) , Cs – Sr ( r = 97) , Th –Al (r= 93 ) ,Sr –As (r = 91) , Cs – As (r = 0.88 ) , Pb – Rb ( r = 0.60 ) and Cd – Cr ,while trace and major elements in soil samples were found a greater values than 0.90 for the following pairs : Ca-S (r =0.98) Ti- Na (r = 0.95) , P-Mg (r =0.95 ) , Ca- Si ( r =0.94 ), Ti- P ( r = 0.94 ) , Ca - Na (r = 0.93 ), and S- Si ( r =0.92 )whereas in rock samples Fe - Al (r= 0.99 ) ,S- Si ( r = 0.92 , Ca-Mn ( r = 0.98 ), Co- Al ( r = 0.93 ) , Ca-S ( r= 0.98) . Finally 21 metals were determined in drinking water using ICP-OES. Concentrations of detected heavy metals and trace elements are descending in the following order Fe>Cd> Al>Mn > Pb> Ba> Cu > Zn >V. Based on the above-mentioned results; a radiation map for Jebel Mun areas in Western Darfur has been established however, more research must be carried out in the future . مستخلص البحث أجريت هذه الدراسة على مناطق جبل مون بغرب دارفور لتقييم تركيز النشاط الإشعاعي الطبيعي وتحديد تراكيز بعض العناصر. تم جمع حوالي 113 عينة من التربة والصخور والمحاصيل والأوراق وعينات المياه من هذه المنطقة. تم تركيزات النشاط.228Ra, 232Th 40K و 137Cs بواسطة مطياف غاماعالي الجرمانيوم. تم حساب الجرعة الفعالة السنوية الداخلية والخارجية بواسطة مقياس جهاز المسح الاشعاعي .RD1706 تم حساب مخاطر الإشعاع ومكافئ الراديوم ومعدل جرعة جاما الممتصة على ارتفاع 1 متر فوق سطح الأرض تم حسابها باستخدام المعادلة بنا ء على تحليل جاما من النويدات المشعة .لقياس . تم استخدام تقنية الاشعة السينة المتفلورة لتحديد تركيزات العناصر في التربة والصخور والمحاصيل. أخيرًا تم قياس بعض عينات المياه والتربة والصخور والأوراق والمياه باستخدام تقنيات. تقنيات طيف البلازما المقترنة .اعلي نشاط تم الكشف عنه لعينات التربة بيكريل /كجم للثوريوم والراديوم والبوتاسيوم والسيزيوم , , 273 ,228,1820 and 10.8بينما تم الحصول على أقصى تراكيز للنشاط لعينات الصخور 1540 ، 158 ، 2760 بيكريل/ كغم للثوريوم والراديوم والبوتاسيوم . بينما تم الحصول على أقصى تركيز لعينات المحاصيل 120 و 7.30 و 5.42 و 555 بيكريل / كجم. بينما في الأوراق تراوحت بين 22.5 و 34.0 و 47.8 و 1340 بيكريل / كغم لـ 232Th و Ra 228 و Ra 226 K 40 بيكريل /كجم على التوالي. في اوراق النبات تراوحت 22.5 ، 34.0 ، 47.8 ، 1340 بيكريل / كجم على التوالي. تم حساب الجرعة الفعالة السنوية الداخلية والخارجية ترواحت بين 0.07 إلى 1.96 ملي سيفيرت/السنة. ومع ذلك ، وجد خمسة مواقع أعلى من الحد المسموح به من قبل اللجنة الدولية للوقاية من الاشعاع واحد ملي سيفر/السنة . قدرت مخاطر الإشعاع وكانت 0.23 الي 2.18 وجد أربعة مواقع أعلى من الحد المسموح به حسب اللجنة الدولية للوقاية من الاشعاع . قد تم حساب مكافئ الراديوم لعينات التربة وترواحت بين 84.2 الي 808 بيكريل / كجم وبينما كانت في عينات الصخور 35.1 الي 555 بيكريل /كجم. وجدت الدراسة تجاوز أربعة مواقع لعينات التربة وأربعة عشرلعينات الصخور اعلي من الحد المسموح به 370 بيكريل /كجم حسب اللجنة الدولية العلمية لاثار الاشعة الذرية .في حين أن معدل جرعة جاما الممتصة على ارتفاع 1 متر فوق سطح الأرض ، من عينات التربة قدرت 40.2 الي 372 نانوجراي /الساعة بمقارنة معدل الجرعات الممتصة في الهواء في هذه الدراسة بمناطق أخرى في السودان مثل القاش وسنار 37.5و38.80نانوجراي /الساعة , هذه الدراسة هي الأعلى اعلي تقدير للجرعة الممتصة 107 نانوجراي / الساعة . يجب أن يكون خطر الإشعاع الناتج عن التعرض الخارجي لأشعة جاما أقل من الوحدة لاحتمال الخطر. اظهرت نتائج الاشعة السينة المتفلورة لعينات التربة والصخور والمحاصيل جزءمن المليون علي النحو التالي : K (2.980, 2.570), Ca (1.420, 0.932), Ti (0.322, 0.308), Mn (0.063, 0.042), Fe (1.940, 4.740),Cu (0.001, )0.001), Zn (0.006, 0.003), Pb(0.006,0.003) Rb(0.026,0.012), Sr (0.002,0.047), Y (0.002,0.001), Zr (0.002,0.026) and Nb (0.001,0.001) بينما اعلي تراكيز لعينات المحاصيل للعناصر بجزء من المليون كانت : (7.000) , Rb (24.00) , Sr (26.00) , Zr (7.000) , Mo (23.00), Sb (249.0) ,Ba (1184) , Hg (14.00) and Pb (42.00) التحليل الطيفي للانبعاث الذري للبلازما المقترنة حثيًا كان تركيز العناصر المختلفة للأوراق والتربة والصخور في جزء في المليون من المغذيات الكبيرة حيث سجلت المغذيات الكبيرة.(1.60) , P (11.0) ,S (0.12), K(0.34) and Ca(1.50 ) Mg بينما كشفت ترا كيز المغذيات الدقيقة Mn (0.12),Fe (4.60), Ni (0.02) ,Cu ( 0.09) and Zn (0.02) بينما كان تراكيز العناصر الغير ضرورية في اوراق النبات (0.14 and 0.05) ، أظهرت قيم معامل الارتباط وجود علاقات قوية بين المعادن الثقيلة في الأوراق في منطقة الدراسةحيث سجلت أقوى علاقة كبيرة بين المعادن كالاتي : Ba- Cs (r =99), Th-Co (r = 98), Co –Al (r =97), Ba – Sr ( r = 97) , Cs – Sr ( r = 97) , Th –Al (r= 93 ) ,Sr –As (r = 91) , Cs – As (r = 0.88 ) , Pb – Rb ( r = 0.60 ) and Cd – Cr بينما تم العثور على العناصر النزرة والعناصر الرئيسية في عينات التربة بقيم أكبر من 0.90 للأزواج التالية: Ca-S (r = 0.98) Ti- Na (r = 0.95) , P-Mg (r =0.95 ) , Ca- Si ( r =0.94 ) , Ti- P ( r = 0.94 ) ,Ca - Na (r = 0.93 ) , and S- Si ( r =0.92 ) بينما في عينات الصخور كانت كالتالي :. Fe - Al (r= 0.99 ) ,S- Si ( r = 0.92 , Ca-Mn ( r = 0.98 ), Co- Al ( r = 0.93 ) 0.93 Ca-S ( r= 0.98) . أخيرًا ، تم تحديد 21 معدنًا في مياه الشرب باستخدام باستخدام طيف البازما المقترنة وتنخفض تراكيزالعناصر النزرة و المعادن الثقيلة المكتشفة على النحو التالي : Fe>Cd> Al>Mn > Pb> Ba> Cu > Zn >V> بناء على النتائج المذكورة أعلاه ؛ تم وضع خريطة إشعاعية لمناطق جبل مون في غرب دارفور ، ومع ذلك يجب إجراء المزيد من البحوث في المستقبل.