《生物样品中氚分析方法标准文本（公众征求意见稿）》

1、ICS130.020.99Z 19DB45广西壮族自治区地方标准DB 45/T生物样品中氚分析方法Analytical method of tritium in biological samples点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（本稿完成日期：2020年3月20日）-发布-实施广西壮族自治区市场监督管理局发布DB 45/T 前言本标准按照HJ 168-2010和GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由广西壮族自治区生态环境厅提出并归口。本标准主要起草单位：广西壮族自治区辐射环境监督管理站。本标准主要起草人：黄伊林、彭崇、陈宝才、韦湫阳、林明媚、何贤文、岑旭、毛位新、冯亮亮。1

2、2生物样品中氚分析方法1 范围本标准规定了环境生物样品中氚的分析方法。本标准适用于环境生物样品中氚含量的测定。方法测定下限取决于样品量、测量仪器的探测效率、本底计数率、测量时间等，典型条件下，自由水氚和有机结合水氚测定下限为1.25Bq/L，可根据实际情况将水氚测定下限换算成生物鲜样氚活度浓度测定下限。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。本标准内容引用了下列文件或其中条款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。GB/T 10259 液体闪烁计数器

3、GB 12375 水中氚的分析方法GB 14883.2 食品安全国家标准食品中放射性物质氢-3的测定GB/T 19143 岩石有机质中碳、氢、氧元素分析方法GB 5009.3 食品安全国家标准食品中水分的测定HJ/T 61 辐射环境监测技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1液体闪烁谱仪 liquid scintillation spectrometer通过对辐射能量传递至液态闪烁体所产生的荧光进行计数，来检测和测量被分析样品中电离辐射的仪器，简称液闪。3.2组织自由水氚 tissue free water tritium生物体内分布在水中的氚通常称为组织自由水氚，本标准中的组

4、织自由水氚样品指真空冷冻提取的液态水样品。3.3有机结合氚 organically bound tritium生物体内与有机分子结合的氚通常称为有机结合氚。本标准中的有机结合氚样品指烘干后的生物干样经催化氧化燃烧后收集的液态水样品。3.4淬灭 quench所有对辐射能量转换为计数瓶中释放出的光子的这一过程产生干扰的现象。常见的淬灭种类有化学淬灭、颜色（光学）淬灭、相淬灭、电离淬灭、浓度淬灭、光子淬灭和电子学淬灭等。淬灭会导致液闪测量的样品的谱或其它电子能谱左移（向低能方向漂移）和计数效率降低。3.5淬灭指示参数 quench indication parameter指示样品淬灭水平的值，因液闪

5、型号及淬灭校正方法的不同，在测量结果中表示为SQP(E)、SIE、tSIE、ESCR、TDCR和SIS等数值。4 方法原理生物中氚是以组织自由水氚（TFWT）和有机结合氚（OBT）形式存在的。组织自由水氚可通过真空冷冻干燥以HTO形式进行回收。有机结合氚可用氧化燃烧炉装置处理后冷凝收集。组织自由水氚和有机结合水氚经过蒸馏纯化后，采用液体闪烁计数法可分别测出其中的氚的活度浓度。5 仪器与设备5.1 分析天平，感量0.1 mg，量程大于100 g；5.2 蒸馏瓶，50 mL；500 mL；5.3 蛇形冷凝管；5.4 具塞磨口玻璃瓶100 mL；1000mL；5.5 真空冷冻干燥机：冷阱温度-70，

6、真空度10 Pa；5.6 元素分析仪：可测量样品中氢元素质量分数，不确定度3%；5.7 烘箱；5.8 氧化燃烧装置：最高工作温度：750。装置示意图见附录A；5.9 冷凝收集瓶；5.10 低本底液体闪烁谱仪：氚本底计数率2 cpm，计数效率15%；5.11 液体闪烁谱仪计数瓶，20mL；5.12 电导率仪：测量范围02105s/cm，误差1%；5.13 一般实验室常用的仪器和设备。6 试剂与材料除非另有说明，分析时均使用符合国家标准或专业标准的分析试剂和蒸馏水或同等纯度的水。试剂本底不超过仪器本底计数的统计误差。6.1 高锰酸钾，KMnO4；6.2 本底水，氚计数率尽量低的水，可采用与外界交换

7、较少的深层地下水；6.3 闪烁液；6.4 氚标准溶液：采用有证标准物质，不确定度3%；7 样品采集按照HJ/T 61中的相关规定进行生物样品的采集。环境生物样品采集和保存建议见附录B。采集到的生物样品应尽快分析，若无法在短时间内分析，植物样品应密封后在24下冷藏保存，动物样品应密封后在-15-20下冷冻保存，以减少氚与外界的同位素交换。样品保存时间一般不超过2个月。8 分析程序8.1 组织自由水氚的提取8.1.1 取适量已切碎（或剪碎）的生物样品装入真空冷冻干燥机（5.5）的冻干舱，启动冷阱，待温度降到-70以下后启动真空泵对样品进行冷冻干燥（约48 h）。8.1.2 冻干操作结束后，用具塞磨

8、口玻璃瓶收集冻干机冷阱中融化的水样，即样品组织自由水。8.1.3 另取已称量的生物样品于表面皿上，置于烘箱中，在105下烘1.0 h，取出盖好，置于干燥器内0.5 h，称重，并重复干燥至前后两次质量差不超过2 mg，即为恒重；以恒重前后质量差计算样品的含水率R，计算方法见9.1。8.2 有机结合氚的提取8.2.1 取适量生物样品放入烘箱内，恒重操作同8.1.3，将干燥后的样品研磨至粉末状。8.2.2 准确称取50.0mg生物干样，置于元素分析仪中测定氢元素占干样的质量分数。8.2.3 称取干样粉末3040g，置于氧化燃烧炉装置的样品舟中，将样品舟放入燃烧管内，按附录A中示意图所示，接好燃烧氧化

9、装置。8.2.4 燃烧区通入氮气和氧气的混合气，流量控制在200mL/min，催化区通入氧气，流量控制在100mL/min。催化区温度升至750后，以1/min的升温速率将燃烧区温度升至350，保持温度30分钟，让样品尽可能完成炭化；然后以24/min的速率升温至700，保持温度12小时，让样品完全氧化；最后切断电源，停止加热和通气。8.2.5 氧化燃烧处理结束后，将收集瓶取下，水样转入具塞磨口玻璃瓶保存。8.3 蒸馏8.3.1 取适量生物样品组织自由水（8.1.2）注入500 mL蒸馏烧瓶中，按照每升样品1.0g的比例加入高锰酸钾（6.1），再加入几粒沸石防止暴沸，装好蛇形冷凝管进行蒸馏。将

10、最开始的几毫升蒸馏液弃去，然后将馏出液收集至磨口具塞玻璃瓶中密封保存。8.3.2 往生物样品有机结合水（8.2.5）中按照每升样品1.0g的比例加入少量高锰酸钾（6.1）后注入50 mL蒸馏烧瓶，蒸馏操作同8.3.1。注：用于测量的馏出液要求pH范围在68，电导率5s/cm。若不满足，则应进行再次蒸馏，直至满足该条件为止。当收集的水样量较少时（小于100mL），则蒸馏时，应尽可能收集全部的馏出液。8.4 制备试样8.4.1 水样与闪烁液配比确定制备用于测量的试样之前，需要确定水样与闪烁液的质量体积比（g:mL），以20 mL计数瓶为例，说明如下：8.4.1.1 对于已知最高含水率的闪烁液，如标

11、签上注明“最多可以在10mL闪烁液中合并10mL水”的商用闪烁液，可以在水样和闪烁液质量体积配比10:10以下，按照1:19，2:18，3:17，10:10的配比，分别配制10个本底试样和10个标准试样。8.4.1.2 对于未知最高含水率的其它闪烁液，则可以按照1:19，2:18，3:17，19:1的配比，分别配置20个本底试样和20个标准试样。8.4.1.3 按8.5节流程，分别测量以上本底试样和标准试样，按9.3节的公式算出计数效率E，并计算各组样品的优值因子FM：(1)式中：FM优值因子；E液闪谱仪计数效率，%；Nb本底计数率，min-1。取FM值最大的质量体积配比，作为最佳使用比例用于

12、相应类型闪烁液进行以下分析流程。常用的最佳质量体积比有8:12和10:10。8.4.2 制备本底试样将本底水（6.2）按8.3.1步骤蒸馏，取一定量馏出液于计数瓶（5.11）中，根据最佳使用比例加入适量闪烁液，用手振荡混合均匀后密封保存。8.4.3 制备待测试样取组织自由水馏出液（8.3.1）或有机结合水馏出液（8.3.2）按照8.4.1的配比与闪烁液混合，放入计数瓶中，用手振荡混合均匀后密封保存。8.4.4 制备标准试样8.4.4.1 将氚标准溶液（6.4）稀释至与样品同一活度浓度水平，制成氚标准使用液。8.4.4.2 取氚标准使用液（8.4.4.1）按照8.4.2的配比与闪烁液混合放入计数

13、瓶中，用手振荡混合均匀后密封保存。8.5 测量用酒精湿棉球擦拭计数瓶外壁后，将计数瓶放入低本底液闪谱仪中避光1012小时，采取循环多次测量模式，每个样品测量100分钟10次。测量时应记录样品的淬灭指示参数，保证待测试样、标准试样和本底试样的淬灭指示参数一致。9 分析结果计算9.1 生物样品含水率生物样品的含水率按下式计算：(2)式中：R生物样品的含水率；M生物样品的鲜样重，g；m生物样品烘干恒重后的重量，g。9.2 测定下限（LLD）9.2.1 组织自由水氚测定下限计算：(3)式中：LLDTFWT组织自由水氚测定下限，Bq/kg鲜；Nb本底计数率，min-1；M1测量用组织自由水样量，g；E计

14、数效率，%；t样品总测量时间，min；R样品含水率；0.06转化系数，0.001g/kg60 min-1/Bq。9.2.2 有机结合水氚测定下限计算：(4)式中：LLDOBT有机结合氚测定下限，Bq/kg鲜；Nb本底计数率，min-1；M2测量用有机结合水样量，g；E计数效率，%；t样品总测量时间，min；11.1%水分子中氢元素的质量分数；生物干样中氢元素的质量分数；R样品含水率；0.06转化系数，0.001g/kg60 min-1/Bq。9.3 计数效率计数效率E按下式计算：(5)式中：E计数效率，%；Nc标准样品计数率，min-1；Nb本底计数率，min-1；A标准样品活度，min-1。

15、9.4 生物样品中组织自由水氚活度浓度的计算生物样品中组织自由水氚活度浓度按照下式计算：(6)式中：C1生物样品中组织自由水氚活度浓度，Bq/kg鲜；Nc1组织自由水样品计数率，min-1；Nb1组织自由水本底计数率，min-1；E1组织自由水计数效率，%；M1组织自由水测量用水量，g；R样品含水率；0.06转化系数，0.001g/kg60 min-1/Bq。9.5 生物样品中有机结合氚活度浓度的计算生物样品中有机结合氚活度浓度按照下式计算：(7)式中：C2生物样品中有机结合氚活度浓度，Bq/kg鲜；Nc2有机结合水样品计数率，min-1；Nb2有机结合水本底计数率，min-1；E2有机结合水

16、计数效率，%；11.1%水分子中氢元素的质量分数；生物干样中氢元素的质量分数；R样品含水率；0.06转化系数，0.001g/kg60 min-1/Bq。10 精密度和准确度10.1 精密度6个验证实验室对自由水氚活度浓度为99.64 Bq/kg鲜和1.18Bq/kg鲜的样品进行了测定，结果见表1：表1 组织自由水氚精密度验证结果活度浓度（Bq/kg鲜）实验室内相对标准偏差，%实验室间相对标准偏差，%重复性限r（Bq/kg鲜）再现性限R（Bq/kg鲜）99.640.753.6611.676.8930.531.184.9125.237.520.420.646个验证实验室对有机结合氚活度浓度为8.8

17、0 Bq/kg鲜和0.71Bq/kg鲜的样品进行了测定，结果见表2：表2 有机结合氚精密度验证结果活度浓度（Bq/kg鲜）实验室内相对标准偏差，%实验室间相对标准偏差，%重复性限r（Bq/kg鲜）再现性限R（Bq/kg鲜）8.801.2315.8920.192.315.200.716.1928.9364.720.441.2710.2 准确度3个验证实验室对自由水氚活度浓度为99.64 Bq/kg鲜的样品进行加标试验，结果见表3：表3 组织自由水氚准确度验证结果加标回收率，%加标回收率最终值，%92.29%104.18%（97.436.11）%对有机结合氚活度浓度为247 Bq/kg鲜和23.5

18、 Bq/kg鲜的国际比对样品进行测定，结果见表4：表4 有机结合氚准确度验证结果活度浓度（Bq/kg鲜）相对误差，%相对误差最终值，%2471.62%5.67%（3.813.74）%23.50.43%6.38%（2.725.06）%11 质量保证与质量控制11.1 仪器设备11.1.1 仪器本底泊松分布检验每年至少进行一次本底计数泊松分布检验，如果本底计数率很低，可用一定活度的标准源代替。选择一个工作日或一个工作单元（如完成一个或一组样品测量所需要的时间）为检验的时间区间，在该时间区间内，测量1020次相同时间间隔的本底计数，按照公式（8）进行计算统计量2的值，在2分布的上侧分位数表中与选定显

19、著水平的分位数进行比较，检验仪器本底计数是否满足泊松分布。(8)式中：2统计量值；n所测本底的次数；sn次本地计数的标准偏差；Nn次本底计数的平均值，也是按泊松分布计算的本底计数的方差。11.1.2 仪器本底、效率质量控制使用质量控制图检验仪器的稳定性，以保证日常工作的一致性。在仪器工作电压以及其他可调参数均固定不变的情况下，定期以固定的测量时间测量仪器的本底和参考源的计数效率，回执仪器本底和效率质控图，采用氚标准溶液测量仪器效率。本底测量频次：1次/月，测量时间取60240min，每次测量3次以上，取算术平均值；效率测量频次：1次/月，测量时间取510min，每次测量3次以上，取算术平均值。

20、当积累20个以上数据后，以计数率为纵坐标，日期（或测量次序）为横坐标，绘制质量控制图，在平均值n的上下各标出控制线（n3）和警告线（n2）。若定期测量的本底计数率或效率在警告线内，则表示仪器性能正常；若本底计数率或效率超过控制线或两次连续同侧超过警告线，则表示仪器可能不正常，应及时寻找故障原因；若测量结果长期（连续7次）偏于平均值一侧，说明仪器性能发生系统偏差，须查找原因，必要时维修仪器。11.2 样品分析11.2.1 平行双样测定每批次（20）样品，随机抽取1020%的样品进行平行双样测定，样品数量少于10个时，应至少测定1个平行样。平行双样测定结果的相对偏差30%，也可按照公式（2）进行判

21、断。(9)式中：y1样品测量结果，Bq/L；y2平行样测量结果，Bq/L；U(y)样品测量不确定度（置信水平95%），Bq/L。11.2.2 实验室全过程空白试剂测定每更新一批试剂均需进行全过程空白试剂测定。若测量的全过程空白试剂计数率在本底计数率3倍标准偏差范围内则可以忽略。如果空白值不能忽略，则应选用更低放射性的试剂或选用空白值代替本底值。12 不确定度12.1 不确定度来源分析低水平的放射性测量放射性衰变和本底涨落是造成测量不确定度的主要来源，即“计数统计误差”是造成测量误差的根本因素。12.1.1 液闪谱仪对样品测量的不确定度：u1（A类评定）12.1.2 液闪谱仪在刻度时的不确定度：

22、u2是合成标准不确定度分量，它由下列不确定度分量构成：a) 标准源净计数率测量的不确定度：u21（A类评定）b) 分析天平称量标准样品的不确定度：u22（B类评定）c) 标准源的不确定度由证书给出：u23（B类评定）12.1.3 分析天平称量分析样品的不确定度：u3（B类评定）12.1.4 测量生物样品含水率的不确定度：u4（B类评定）12.1.5 测量生物干样中氢元素含量的不确定度：u5（B类评定）12.2 不确定度分量的评定12.2.1 液闪谱仪对样品测量的不确定度u1：(10)式中：Nc样品测量计数率，min-1；Nb本底计数率，min-1；tc样品测量时间，min；tb本底测量时间，m

23、in。12.2.2 液闪谱仪在刻度时的不确定度u2:(11)12.2.2.1 标准源净计数率测量的不确定度u21：(12)式中：Ns标准溶液样品测量计数率,min-1；Nb本底计数率，min-1；ts标准溶液样品测量时间， min；tb本底测量时间，min。12.2.2.2 分析天平称量标准样品的不确定度u22；分析天平的不确定度：(13)式中：k置信度95%时，k=2；m称量样品的重量，g。12.2.2.3 标准源的不确定度由证书给出：u23。12.2.3 分析天平称量分析样品的不确定度：u3计算方法同u22。12.2.4 由公式（2）可得计算生物样品含水率需要恒重前和恒重后两个称量数据，则测量含水率的不确定度u4为两次称量不确定度的合成：(14)u41和u42计算方法同u22。12.2.5 测量生物干样中氢元素含量的不确定度可由元素分析仪的校准证书给出：u5。12.3 合成标准不确定度的评定12.3.1 测量生物自由水氚的不确定度uTFWT：(15)12.3.2 测量生物有机结合氚的不确定度uOBT：(16)12.4 扩展不确定度的计算扩展不确定度U=k*u，置信度为