GBT 35190-2017 海水中碘-131的测定 β计数法

海水中碘-131的测定β计数法2017-12-29发布2018-04-01实施I前言 2规范性引用文件 13术语和定义 14方法原理 25试剂与材料 26仪器及设备 37样品的采集与贮存 48分析步骤 49结果计算 510空白试验 711精密度和准确度 附录A(规范性附录)海水中18II的记录与计算表 8参考文献 9Ⅲ本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由国家海洋局提出。本标准由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本标准起草单位：国家海洋局南海环境监测中心、厦门大学。1海水中碘-131的测定β计数法警告——使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。本标准规定了采用β计数法测定海水中碘-131(以下简写为l3II)的方法。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB17378.3海洋监测规范第3部分：样品采集、贮存和运输3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。放射性核素放射出粒子后变成另一种核素的现象，通常包括放出质子、中子、α粒子、β粒子或γ本底计数率backgroundcountrate在一定探测条件下，探测器探测到的粒子数，与在同一时间间隔内由辐射源发射出的该种粒子总数2在给定的置信度下，低本底β测量仪可以探测到的最低活度。4方法原理131I衰变方式有β衰变和γ衰变，其中β衰变的能量及分支比为：0.606MeV(分支比89.2%)、0.334MeV(分支比7.27%)、0.248MeV(分支比2.1%);γ衰变的能量及分支比为：0.364MeV(分支比81.7%)、0.637MeV(分支比7.17%)、0.284MeV(分支比6.14%),因此可以利用低本底β测量仪测定环境样品中的l31I放射性。对海水样品用次氯酸钠氧化、盐酸羟胺和亚硫酸氢钠还原、强碱性阴离子交换树脂富集、次氯酸钠5试剂与材料除非另有说明，本标准中所用试剂均为分析纯。水均为去离子水或同等纯度的水：电阻率大于5.1碘化钾(KI)。5.2ISII参考溶液：放射性核纯度大于99%,比活度为10Bq/mL～30Bq/mL.5.3187Cs参考溶液：放射性核纯度大于99%,比活度为10Bq/mL～30Bq/mL。5.4无水碳酸钠(Na₂CO₃)。5.5无水乙醇(CH₃CH₂OH)。5.7次氯酸钠溶液(NaClO):有效氯≥7.5%。5.8盐酸羟胺(NH₂OH·HCl)。5.10硝酸(HNO₃):p=1.42g/mL。5.11亚硝酸钠(NaNO₂)。5.12亚硫酸氢钠(NaHSO₃)。5.13硝酸银(AgNO₃)。5.14盐酸(HCl):p=1.19g/mL。5.15硝酸钠(NaNO₃)。量取220mL次氯酸钠溶液(5.7),溶解于500mL水中，稀释至1000mL,移入棕色试剂瓶中，避光称取40.0g氢氧化钠(5.9),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL。量取64mL硝酸(5.10),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL,移入棕色试剂瓶中，避光量取384mL硝酸(5.10),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL,移入棕色试剂瓶中，避光3称取345.0g亚硝酸钠(5.11),溶解于500mL水中，稀释至1000mL,移入棕色试剂瓶中，避光保存。5.21亚硫酸氢钠溶液：5%(质量分数)。称取5.0g亚硫酸氢钠(5.12),完全溶解于95mL水中，移入棕色试剂瓶中，避光保存。5.22硝酸银溶液：1%(质量分数)。称取10.0g硝酸银(5.13),溶解于20.0mL硝酸溶液(5.19)中，稀释至1000mL,移入棕色试剂瓶量取84mL盐酸(5.14),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL。称取255g硝酸钠(5.15),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL。5.25碘载体溶液：碘含量为10.00mg/mL。配制和标定如a)配制。用分析天平(6.3)称取13.080g的碘化钾(5.1)于去离子水中溶解，转入1000mL棕色容量瓶中。加入0.5g无水碳酸钠(5.4),稀释至刻度。保存于棕色试剂瓶中，使用前标定。b)标定。分别用移液管吸取5.00mL的碘载体溶液加入至6个100mL烧杯中，然后加入50mL水，在搅拌下滴加硝酸(5.10)至溶液呈金黄色，再加入10.0mL硝酸银溶液(5.22),生成黄色沉淀，加热至微沸，自然冷却后用已称重的玻璃砂芯坩埚(6.5)抽滤，用5mL水和5mL无水乙醇(5.5)交替洗涤3次。将带有沉淀的玻璃砂芯坩埚置于烘箱(6.6)中100℃烘干(约15min),在干燥皿中冷却(约30min)后称重，通过碘化银的重量计算碘载体溶液中碘的浓度。新树脂处理和树脂装柱及树脂再生步骤如下：a)新树脂处理。将新树脂(5.26)于去离子水中浸泡2h,洗涤并除去漂浮在水面的树脂。用氢氧化钠溶液(5.17)浸泡16h,弃氢氧化钠溶液。去离子水洗涤树脂至中性。再用1.0mol/L盐酸溶液(5.23)浸泡2h后，弃盐酸溶液，树脂转为Cl-型。用去离子水洗至中性。b)树脂装柱。将经处理后树脂装入玻璃交换柱中(6.4),柱床高为210mm,柱的上端用少量玻璃纤维丝(5.29)填塞。取50mL水洗涤离子树脂交换柱，再取100.0mL硝酸溶液(5.19)通过离子树脂交换柱，流速控制为(35±5)mL/min,树脂转为NO₃-型。最后用50mL硝酸钠溶液c)树脂再生。取200mL水洗涤离子树脂交换柱，再取100mL的硝酸溶液(5.19)通过离子树脂交换柱，流速控制为(35±5)mL/min,树脂转为NO₃-型。最后取50mL硝酸钠溶液(5.24)将树脂洗至中性。5.29玻璃纤维丝。6仪器及设备6.1低本底β测量仪：使用Sr-Yβ源，2π效率比不小于50%时，本底不大于0.15计数/46.3分析天平：感量0.1mg。6.4玻璃交换柱：内径φ35mm,长450mm玻璃柱。6.6烘箱。6.7一般实验室常用仪器及设备。7样品的采集与贮存样品采集与贮存按照GB17378.3的规定执行。采集样品时，样品中不应添加防腐剂，不应添加盐酸酸化。从样品采集到分析完成的时间间隔不能够超过14d。采样后样品应尽快分析，以缩短贮存时间、减少贮存的容器对核素吸附。8分析步骤8.1样品制备量取5.0L澄清海水，加入2.00mL碘载体溶液(5.25),搅匀，再加入约8mL次氯酸钠溶液(5.16)搅拌，充分搅拦均匀(约5min)。加入1.5g盐酸羟胺(5.8),搅拌至全部溶解后，再加入1.5g的亚硫酸氢钠(5.12)。用氢氧化钠溶液(5.17)或硝酸溶液(5.19)调pH值至6～7。继续搅拌至反应完全(约将溶液(8.1)通过离子交换柱(5.26b)]。流速控制为(35±5)mL/min。用100mL水洗涤离子交换8.3解吸用250mL次氯酸钠溶液(5.16)通过离子交换柱，流速控制为(35±5)mL/min,收集流出液。用100mL水洗涤交换柱，流速控制为(50±5)mL/min,收集流出液。合并流出液，转入1000mL分液漏斗中。注：次氯酸钠溶液解吸效率与温度有关，适宜温度在10℃~32℃,次氯酸钠溶液在35℃将分解失效；8.4萃取在通风橱中，向解吸后的分液漏斗中依次加入20mL四氯化碳(5.6)、30mL亚硝酸钠溶液(5.20),再用硝酸溶液(5.18)调pH值至1。充分振荡混匀(约2min),并放气，此时四氯化碳呈紫色。静置15min后分离，将下层有机相转移到250mL分液漏斗中。依次用20mL四氯化碳(5.6)对水相进行第8.5水洗用等体积的水洗涤有机相，充分振荡(约2min),并放气。静置10min后分离，将有机相转移到另一个250mL分液漏斗中，弃去水相。8.6反萃取在有机相中加入等体积的水，加8滴亚硫酸氢钠溶液(5.21)。充分振荡(约2min),并放气，待有机相紫色消退，静置10min后分离，将上层水相转移到100mL烧杯中，弃有机相。5GB/T35190—20178.7沉淀将反萃取后的烧杯中溶液加热至微沸，除去剩余的四氯化碳。自然冷却至室温后，在搅拌下滴加硝取下自然冷却至室温。8.8制源8.8.1用不锈钢可拆卸漏斗(6.2)将碘化银沉淀过滤在已称重不锈钢滤纸套圈。分别取5mL水和5mL无水乙醇(5.5)交替洗涤3次。取下载有沉淀的样品盘，在100℃下烘干。放入干燥皿中，冷却至室温(约30min),称重。8.8.2将载有沉淀源的不锈钢垫圈放置到透明胶带上，盖上一层质量厚度为3.0mg/cm²的塑料膜，压实垫圈周围的空隙，粘牢后剪齐外缘，制得样品源。8.9测定8.9.1自吸收曲线的绘制8.9.1.1量取0.10mL³II参考溶液(5.2)滴在不锈钢样品盘内，加1滴氢氧化钠溶液(5.17),在烘箱内烘干(约100℃),制成与样品测定条件一致的参考源，在低本底β测量仪(6.1)上测定，其放射性活度为I₀。8.9.1.2取6个100mL烧杯分别加入0.50mL,1.00mL,1.50mL,2.00mL,2.50mL,3.00mL碘载体溶液(5.25),再各加入0.10mLl8I参考溶液(5.2),按8.7～8.8操作制源。将参考源和制备的6个沉淀源，分别在低本底β测量仪(6.1)上测定放射性活度。各源的放射性活度经化学回收率校正后为I,以I。为标准，求出不同样品厚度的碘化银沉淀源的自吸收校正系数ε。以自吸收校正系数ε为纵坐标，以碘化银沉淀源质量厚度为横坐标绘制自吸收标准曲线。8.9.2仪器的探测效率以¹87Cs标准参考液(5.3)为标准制源，测定仪器的3IIβ探测效率。按式(1)计算仪器的探测效率式中：n——仪器的探测效率，单位为计数每秒每贝可(cps/Bq);na——标准样品计数率，单位为计数每秒(cps);no——本底计数率，单位为计数每秒(cps);Au——标准样品³7Cs的活度，单位为贝可(Bq)。8.9.3样品源测定将样品源置于低本底β测量仪(6.1)中立即测定。记下测定时间(年/月/日/时/分)。测定时间视样品源的活度而定。9结果计算9.1化学回收率按式(2)计算131I的化学回收率(Y):6GB/T35190—2017式中：m——AgI样品源净重，单位为克(g);m₀——加入碘载体的质量，单位为克(g);Mʌl——碘化银的摩尔质量，234.77g/mol。按式(3)计算海水中l31I的比活度(A):A——海水中3lI的比活度，单位为贝可每升(Bq/L);n,——本底计数率，单位为计数每秒(cps);f——样品测定期间的衰变校正因子；η——仪器的探测效率；e——自吸收等因素校正系数；V——海水水样体积，单位为升(L);t——采样到测定开始的时间间隔，单位为秒(s)。f按式(4)计算：式中：t.——样品的测定时间，单位为秒(s)。按式(5)计算样品中3II的比活度的误差(σ₄):σA——样品的比活度的误差，单位为贝可每升(Bq/L);n,——本底计数率，单位为计数每秒(cps);ti——本底测定时间，单位为秒(s);n、——样品加本底的计数率，单位为计数每秒(cps);A海水样品中l3II的比活度，单位为贝可每升(Bq/L);N,——本底总计数，单位为计数(c);N、——样品总计数，单位为计数(c)。79.4仪器的探测限当置信度为95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)时，按式(6)计算仪器的探测限(LLD):式中：LLD——仪器探测限，单位为计数每秒(cps);S,——仪器本底计数率的标准(偏)差；n——本底计数率，单位为计数每秒(cps);th——本底测定时间，单位为秒(s);N,——本底总计数，单位为计数(c)。9.5分析方法的探测限分析方法的探测限与海水中l³II的含量、β计数测量仪的探测效率、本底计数率、计数时间、化学回收率、自吸收等多种因素相关。在典型条件下，本方法的探测限为4.0×10-3Bq/L。按式(7)计算分析方法的探测限(LLM):式中：LLM——分析方法的探测限，单位为贝可每升(Bq/L);LLD——仪器探测限，单位为计数每秒(cps);η——仪器的探测效率；Y——131I的化学回收率；e——自吸收等因素校正系数；V海水水样体积，单位为升(L)。海水中13lI的测定记录与计算表见附录A。10空白试验每当更换试剂时，应进行空白试验，样品数不少于6个。取5L水于烧杯中，按8.1～8.9操作，并计算空白试样的平均计数率和标准误差。11精密度和准确度当置信度为95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)时，标准刻度源的测定计数统计误差应在2%以内，样品测定计数统计误差应在15%以内。本实验室用本方法测定同一海水样品，化学回收率分别为93.1%、90.3%、97.0%、95.9%,平均回收率分别为94.1%。相对标准偏差为2.4%。四个实验室用本方法测定同一海水样品，化学回收率分别为91.0%、91.1%、93.4%、94.1%。相对标准偏差为1.6%。8(规范性附录)表A.1给出了海水中3II放射性分析的记录与计算的表的格式。任务名称_监测海区第页第_页仪器编号测定日期年月.日至_年月_日序号运算1站号2采样水深/m一3采样时间(月/日/时/分)4样品容器号5取样体积V/L6烧杯编号7离子交换柱序号8加入载体量/mL9