GB∕T 35190-2017 海水中碘-131的測定 β計(jì)數(shù)法（正式版）

海水中碘-131的測定β計(jì)數(shù)法2017-12-29發(fā)布2018-04-01實(shí)施I前言 2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14方法原理 25試劑與材料 26儀器及設(shè)備 37樣品的采集與貯存 48分析步驟 49結(jié)果計(jì)算 510空白試驗(yàn) 711精密度和準(zhǔn)確度 附錄A(規(guī)范性附錄)海水中18II的記錄與計(jì)算表 8參考文獻(xiàn) 9Ⅲ本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由國家海洋局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC283)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國家海洋局南海環(huán)境監(jiān)測中心、廈門大學(xué)。1海水中碘-131的測定β計(jì)數(shù)法警告——使用本標(biāo)準(zhǔn)的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本標(biāo)準(zhǔn)并未指出所有可能的安全問題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用β計(jì)數(shù)法測定海水中碘-131(以下簡寫為l3II)的方法。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB17378.3海洋監(jiān)測規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存和運(yùn)輸3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。放射性核素放射出粒子后變成另一種核素的現(xiàn)象，通常包括放出質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子或γ本底計(jì)數(shù)率backgroundcountrate在一定探測條件下，探測器探測到的粒子數(shù)，與在同一時(shí)間間隔內(nèi)由輻射源發(fā)射出的該種粒子總數(shù)2在給定的置信度下，低本底β測量儀可以探測到的最低活度。4方法原理131I衰變方式有β衰變和γ衰變，其中β衰變的能量及分支比為：0.606MeV(分支比89.2%)、0.334MeV(分支比7.27%)、0.248MeV(分支比2.1%);γ衰變的能量及分支比為：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測量儀測定環(huán)境樣品中的l31I放射性。對海水樣品用次氯酸鈉氧化、鹽酸羥胺和亞硫酸氫鈉還原、強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂富集、次氯酸鈉5試劑與材料除非另有說明，本標(biāo)準(zhǔn)中所用試劑均為分析純。水均為去離子水或同等純度的水：電阻率大于5.1碘化鉀(KI)。5.2ISII參考溶液：放射性核純度大于99%,比活度為10Bq/mL～30Bq/mL.5.3187Cs參考溶液：放射性核純度大于99%,比活度為10Bq/mL～30Bq/mL。5.4無水碳酸鈉(Na?CO?)。5.5無水乙醇(CH?CH?OH)。5.7次氯酸鈉溶液(NaClO):有效氯≥7.5%。5.8鹽酸羥胺(NH?OH·HCl)。5.10硝酸(HNO?):p=1.42g/mL。5.11亞硝酸鈉(NaNO?)。5.12亞硫酸氫鈉(NaHSO?)。5.13硝酸銀(AgNO?)。5.14鹽酸(HCl):p=1.19g/mL。5.15硝酸鈉(NaNO?)。量取220mL次氯酸鈉溶液(5.7),溶解于500mL水中，稀釋至1000mL,移入棕色試劑瓶中，避光稱取40.0g氫氧化鈉(5.9),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL。量取64mL硝酸(5.10),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL,移入棕色試劑瓶中，避光量取384mL硝酸(5.10),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL,移入棕色試劑瓶中，避光3稱取345.0g亞硝酸鈉(5.11),溶解于500mL水中，稀釋至1000mL,移入棕色試劑瓶中，避光保存。5.21亞硫酸氫鈉溶液：5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。稱取5.0g亞硫酸氫鈉(5.12),完全溶解于95mL水中，移入棕色試劑瓶中，避光保存。5.22硝酸銀溶液：1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。稱取10.0g硝酸銀(5.13),溶解于20.0mL硝酸溶液(5.19)中，稀釋至1000mL,移入棕色試劑瓶量取84mL鹽酸(5.14),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL。稱取255g硝酸鈉(5.15),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL。5.25碘載體溶液：碘含量為10.00mg/mL。配制和標(biāo)定如a)配制。用分析天平(6.3)稱取13.080g的碘化鉀(5.1)于去離子水中溶解，轉(zhuǎn)入1000mL棕色容量瓶中。加入0.5g無水碳酸鈉(5.4),稀釋至刻度。保存于棕色試劑瓶中，使用前標(biāo)定。b)標(biāo)定。分別用移液管吸取5.00mL的碘載體溶液加入至6個(gè)100mL燒杯中，然后加入50mL水，在攪拌下滴加硝酸(5.10)至溶液呈金黃色，再加入10.0mL硝酸銀溶液(5.22),生成黃色沉淀，加熱至微沸，自然冷卻后用已稱重的玻璃砂芯坩堝(6.5)抽濾，用5mL水和5mL無水乙醇(5.5)交替洗滌3次。將帶有沉淀的玻璃砂芯坩堝置于烘箱(6.6)中100℃烘干(約15min),在干燥皿中冷卻(約30min)后稱重，通過碘化銀的重量計(jì)算碘載體溶液中碘的濃度。新樹脂處理和樹脂裝柱及樹脂再生步驟如下：a)新樹脂處理。將新樹脂(5.26)于去離子水中浸泡2h,洗滌并除去漂浮在水面的樹脂。用氫氧化鈉溶液(5.17)浸泡16h,棄氫氧化鈉溶液。去離子水洗滌樹脂至中性。再用1.0mol/L鹽酸溶液(5.23)浸泡2h后，棄鹽酸溶液，樹脂轉(zhuǎn)為Cl-型。用去離子水洗至中性。b)樹脂裝柱。將經(jīng)處理后樹脂裝入玻璃交換柱中(6.4),柱床高為210mm,柱的上端用少量玻璃纖維絲(5.29)填塞。取50mL水洗滌離子樹脂交換柱，再取100.0mL硝酸溶液(5.19)通過離子樹脂交換柱，流速控制為(35±5)mL/min,樹脂轉(zhuǎn)為NO?-型。最后用50mL硝酸鈉溶液c)樹脂再生。取200mL水洗滌離子樹脂交換柱，再取100mL的硝酸溶液(5.19)通過離子樹脂交換柱，流速控制為(35±5)mL/min,樹脂轉(zhuǎn)為NO?-型。最后取50mL硝酸鈉溶液(5.24)將樹脂洗至中性。5.29玻璃纖維絲。6儀器及設(shè)備6.1低本底β測量儀：使用Sr-Yβ源，2π效率比不小于50%時(shí)，本底不大于0.15計(jì)數(shù)/46.3分析天平：感量0.1mg。6.4玻璃交換柱：內(nèi)徑φ35mm,長450mm玻璃柱。6.6烘箱。6.7一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器及設(shè)備。7樣品的采集與貯存樣品采集與貯存按照GB17378.3的規(guī)定執(zhí)行。采集樣品時(shí)，樣品中不應(yīng)添加防腐劑，不應(yīng)添加鹽酸酸化。從樣品采集到分析完成的時(shí)間間隔不能夠超過14d。采樣后樣品應(yīng)盡快分析，以縮短貯存時(shí)間、減少貯存的容器對核素吸附。8分析步驟8.1樣品制備量取5.0L澄清海水，加入2.00mL碘載體溶液(5.25),攪勻，再加入約8mL次氯酸鈉溶液(5.16)攪拌，充分?jǐn)嚁r均勻(約5min)。加入1.5g鹽酸羥胺(5.8),攪拌至全部溶解后，再加入1.5g的亞硫酸氫鈉(5.12)。用氫氧化鈉溶液(5.17)或硝酸溶液(5.19)調(diào)pH值至6～7。繼續(xù)攪拌至反應(yīng)完全(約將溶液(8.1)通過離子交換柱(5.26b)]。流速控制為(35±5)mL/min。用100mL水洗滌離子交換8.3解吸用250mL次氯酸鈉溶液(5.16)通過離子交換柱，流速控制為(35±5)mL/min,收集流出液。用100mL水洗滌交換柱，流速控制為(50±5)mL/min,收集流出液。合并流出液，轉(zhuǎn)入1000mL分液漏斗中。注：次氯酸鈉溶液解吸效率與溫度有關(guān)，適宜溫度在10℃~32℃,次氯酸鈉溶液在35℃將分解失效；8.4萃取在通風(fēng)櫥中，向解吸后的分液漏斗中依次加入20mL四氯化碳(5.6)、30mL亞硝酸鈉溶液(5.20),再用硝酸溶液(5.18)調(diào)pH值至1。充分振蕩混勻(約2min),并放氣，此時(shí)四氯化碳呈紫色。靜置15min后分離，將下層有機(jī)相轉(zhuǎn)移到250mL分液漏斗中。依次用20mL四氯化碳(5.6)對水相進(jìn)行第8.5水洗用等體積的水洗滌有機(jī)相，充分振蕩(約2min),并放氣。靜置10min后分離，將有機(jī)相轉(zhuǎn)移到另一個(gè)250mL分液漏斗中，棄去水相。8.6反萃取在有機(jī)相中加入等體積的水，加8滴亞硫酸氫鈉溶液(5.21)。充分振蕩(約2min),并放氣，待有機(jī)相紫色消退，靜置10min后分離，將上層水相轉(zhuǎn)移到100mL燒杯中，棄有機(jī)相。5GB/T35190—20178.7沉淀將反萃取后的燒杯中溶液加熱至微沸，除去剩余的四氯化碳。自然冷卻至室溫后，在攪拌下滴加硝取下自然冷卻至室溫。8.8制源8.8.1用不銹鋼可拆卸漏斗(6.2)將碘化銀沉淀過濾在已稱重不銹鋼濾紙?zhí)兹?。分別取5mL水和5mL無水乙醇(5.5)交替洗滌3次。取下載有沉淀的樣品盤，在100℃下烘干。放入干燥皿中，冷卻至室溫(約30min),稱重。8.8.2將載有沉淀源的不銹鋼墊圈放置到透明膠帶上，蓋上一層質(zhì)量厚度為3.0mg/cm2的塑料膜，壓實(shí)墊圈周圍的空隙，粘牢后剪齊外緣，制得樣品源。8.9測定8.9.1自吸收曲線的繪制8.9.1.1量取0.10mL3II參考溶液(5.2)滴在不銹鋼樣品盤內(nèi)，加1滴氫氧化鈉溶液(5.17),在烘箱內(nèi)烘干(約100℃),制成與樣品測定條件一致的參考源，在低本底β測量儀(6.1)上測定，其放射性活度為I?。8.9.1.2取6個(gè)100mL燒杯分別加入0.50mL,1.00mL,1.50mL,2.00mL,2.50mL,3.00mL碘載體溶液(5.25),再各加入0.10mLl8I參考溶液(5.2),按8.7～8.8操作制源。將參考源和制備的6個(gè)沉淀源，分別在低本底β測量儀(6.1)上測定放射性活度。各源的放射性活度經(jīng)化學(xué)回收率校正后為I,以I。為標(biāo)準(zhǔn)，求出不同樣品厚度的碘化銀沉淀源的自吸收校正系數(shù)ε。以自吸收校正系數(shù)ε為縱坐標(biāo)，以碘化銀沉淀源質(zhì)量厚度為橫坐標(biāo)繪制自吸收標(biāo)準(zhǔn)曲線。8.9.2儀器的探測效率以187Cs標(biāo)準(zhǔn)參考液(5.3)為標(biāo)準(zhǔn)制源，測定儀器的3IIβ探測效率。按式(1)計(jì)算儀器的探測效率式中：n——儀器的探測效率，單位為計(jì)數(shù)每秒每貝可(cps/Bq);na——標(biāo)準(zhǔn)樣品計(jì)數(shù)率，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);no——本底計(jì)數(shù)率，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);Au——標(biāo)準(zhǔn)樣品37Cs的活度，單位為貝可(Bq)。8.9.3樣品源測定將樣品源置于低本底β測量儀(6.1)中立即測定。記下測定時(shí)間(年/月/日/時(shí)/分)。測定時(shí)間視樣品源的活度而定。9結(jié)果計(jì)算9.1化學(xué)回收率按式(2)計(jì)算131I的化學(xué)回收率(Y):6GB/T35190—2017式中：m——AgI樣品源凈重，單位為克(g);m?——加入碘載體的質(zhì)量，單位為克(g);M?l——碘化銀的摩爾質(zhì)量，234.77g/mol。按式(3)計(jì)算海水中l(wèi)31I的比活度(A):A——海水中3lI的比活度，單位為貝可每升(Bq/L);n,——本底計(jì)數(shù)率，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);f——樣品測定期間的衰變校正因子；η——儀器的探測效率；e——自吸收等因素校正系數(shù)；V——海水水樣體積，單位為升(L);t——采樣到測定開始的時(shí)間間隔，單位為秒(s)。f按式(4)計(jì)算：式中：t.——樣品的測定時(shí)間，單位為秒(s)。按式(5)計(jì)算樣品中3II的比活度的誤差(σ?):σA——樣品的比活度的誤差，單位為貝可每升(Bq/L);n,——本底計(jì)數(shù)率，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);ti——本底測定時(shí)間，單位為秒(s);n、——樣品加本底的計(jì)數(shù)率，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);A海水樣品中l(wèi)3II的比活度，單位為貝可每升(Bq/L);N,——本底總計(jì)數(shù)，單位為計(jì)數(shù)(c);N、——樣品總計(jì)數(shù)，單位為計(jì)數(shù)(c)。79.4儀器的探測限當(dāng)置信度為95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)時(shí)，按式(6)計(jì)算儀器的探測限(LLD):式中：LLD——儀器探測限，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);S,——儀器本底計(jì)數(shù)率的標(biāo)準(zhǔn)(偏)差；n——本底計(jì)數(shù)率，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);th——本底測定時(shí)間，單位為秒(s);N,——本底總計(jì)數(shù)，單位為計(jì)數(shù)(c)。9.5分析方法的探測限分析方法的探測限與海水中l(wèi)3II的含量、β計(jì)數(shù)測量儀的探測效率、本底計(jì)數(shù)率、計(jì)數(shù)時(shí)間、化學(xué)回收率、自吸收等多種因素相關(guān)。在典型條件下，本方法的探測限為4.0×10-3Bq/L。按式(7)計(jì)算分析方法的探測限(LLM):式中：LLM——分析方法的探測限，單位為貝可每升(Bq/L);LLD——儀器探測限，單位為計(jì)數(shù)每秒(cps);η——儀器的探測效率；Y——131I的化學(xué)回收率；e——自吸收等因素校正系數(shù)；V海水水樣體積，單位為升(L)。海水中13lI的測定記錄與計(jì)算表見附錄A。10空白試驗(yàn)每當(dāng)更換試劑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行空白試驗(yàn)，樣品數(shù)不少于6個(gè)。取5L水于燒杯中，按8.1～8.9操作，并計(jì)算空白試樣的平均計(jì)數(shù)率和標(biāo)準(zhǔn)誤差。11精密度和準(zhǔn)確度當(dāng)置信度為95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)刻度源的測定計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)誤差應(yīng)在2%以內(nèi)，樣品測定計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)誤差應(yīng)在15%以內(nèi)。本實(shí)驗(yàn)室用本方法測定同一海水樣品，化學(xué)回收率分別為93.1%、90.3%、97.0%、95.9%,平均回收率分別為94.1%。相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4%。四個(gè)實(shí)驗(yàn)室用本方法測定同一海水樣品，化學(xué)回收率分別為91.0%、91.1%、93.4%、94.1%。相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6%。8(規(guī)范性附錄)表A.1給出了海水中3II放射性分析的記錄與計(jì)算的表的格式。任務(wù)名稱_監(jiān)測海區(qū)第頁第_頁儀器編號測定日期年月.日至_年月_日序號運(yùn)算1站號2采樣水深/m一3采樣時(shí)間(月/日/時(shí)/分)4樣品容器號5取樣體積V/L6燒杯編號7離子交換柱序號8加入載體量/mL9