HJ 898-2017 水质 总α放射性的测定 厚源法.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 8982017 水质 总 放射性的测定 厚源法 Water qualityDetermination of gross alpha activity Thick source method 2017-12-21 发布 2018-02-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 8982017 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2017 年 第 77 号 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，规范环境监测工作，现批准水质 挥发性石油烃（C6C9）的测定 吹扫捕集/气相色谱法等七项标准为国家环境保护标准，并予发布。标准名称、编号如下：一、水质 挥发性石油烃（C6C9）的测定 吹扫捕集/气相色谱法（HJ 8932017）；二、水质 可萃取性石油烃（C10C40）的测定 气相色谱法（HJ 8942017）；三、水质 甲醇和丙酮的测定 顶空/气相色谱法（HJ 8952017）；四、水质 丁基黄原酸的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法（HJ 8962017）；五、水质 叶绿素 a 的测定 分光光度法（HJ 8972017）；六、水质 总放射性的测定 厚源法（HJ 8982017）；七、水质 总放射性的测定 厚源法（HJ 8992017）。以上标准自 2018 年 2 月 1 日起实施，由中国环境出版社出版，标准内容可在环境保护部网站（ 2017 年 12 月 21 日 HJ 8982017 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.2 5 试剂和材料.2 6 仪器和设备.2 7 样品.3 8 分析步骤.4 9 结果计算与表示.5 10 精密度和准确度.5 11 质量保证和质量控制.6 12 废物处理.7 13 注意事项.7 附录 A（资料性附录）正确使用本标准的说明.8 附录 B（规范性附录）总、总放射性同时测量时总放射性活度浓度的校正.12 HJ 8982017 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国放射性污染防治法，保护环境，保障人体健康，规范水中总 放射性的测定方法，制定本标准。本标准规定了测定地表水、地下水、工业废水和生活污水中总 放射性的厚源法。本标准附录 A 为资料性附录，附录 B 为规范性附录。本标准为首次发布。本标准由环境保护部环境监测司和科技标准司组织制订。本标准起草单位：江苏省核与辐射安全监督管理局。本标准验证单位：浙江省辐射环境监测站、上海市辐射环境监督站、安徽省辐射环境监督站、江苏省疾病预防控制中心、田湾核电站保健物理处和江苏省辐射环境监测管理站。本标准环境保护部 2017 年 12 月 21 日批准。本标准自 2018 年 2 月 1 日起实施，本标准由环境保护部解释。HJ 8982017 1 水质 总放射性的测定 厚源法 警告：实验中使用的硝酸、硫酸、丙酮及微量放射性物质具有腐蚀性、毒性和放射性，试剂配制过程应在通风橱内进行，操作时应按要求佩戴防护器具，避免吸入呼吸道和接触皮肤、衣物。1 适用范围 本标准规定了测定水中总放射性的厚源法。本标准适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中总放射性的测定。方法探测下限取决于样品含有的残渣总质量、测量仪器的探测效率、本底计数率、测量时间等，典型条件下，探测下限可达 4.3102 Bq/L。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 12379 环境核辐射监测规定 GB/T 11682 低本底和/或测量仪 HJ 493 水质 样品的保存和管理技术规定 HJ 494 水质 采样技术指导 HJ 495 水质 采样方案设计技术规定 HJ/T 61 辐射环境监测技术规范 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 总放射性 gross alpha activity 指在本标准规定的制样条件下，样品中不挥发的所有天然和人工放射性核素的辐射体总称。3.2 有效饱和厚度 the effective thickness of saturated layer 指某一放射性射线发射率随着放射性物质厚度的增加而增加，当放射性物质厚度达到一定程度时，射线发射率将不再随放射性物质厚度的增加而增加，则该厚度为该放射性射线的有效饱和厚度。3.3 厚源法 thick source method 根据不同直径的测量盘，当铺盘厚度达到放射性射线的有效饱和厚度时，对应的取样量为铺盘量的“最小取样量”，此铺样方法即为厚源法。HJ 8982017 2 4 方法原理 缓慢将待测样品蒸发浓缩，转化成硫酸盐后蒸发至干，然后置于马弗炉内灼烧得到固体残渣。准确称取不少于“最小取样量”的残渣于测量盘内均匀铺平，置于低本底、测量仪上测量总的计数率，以计算样品中总的放射性活度浓度。5 试剂和材料 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂，实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水，所有试剂的总放射性应低于方法的探测下限。5.1 硝酸（HNO3）：=1.42 g/ml。5.2 硝酸溶液：1+1。量取 100 ml 硝酸（5.1），稀释至 200 ml。5.3 硫酸（H2SO4）：=1.84 g/ml。5.4 有机溶剂：无水乙醇（C2H5OH）：纯度95%；或丙酮（C3H6O）：纯度95%。5.5 硫酸钙（CaSO4）：优级纯。使用前应在 105下干燥恒重，保存于干燥器中。硫酸钙粉末中可能含有痕量的226Ra 和210Pb，使用前，应称取与样品相同质量的硫酸钙粉末于测量盘内铺平，在低本底、测量仪上测量其总计数率，应保持在仪器总平均本底计数率的 3 倍标准偏差范围内，否则应更换硫酸钙粉末或采用硫酸钙粉末的总计数率代替仪器本底计数率。5.6 有证标准物质：以241Am 标准溶液为总标准物质，活度浓度值推荐 5.0100.0 Bq/g。6 仪器和设备 6.1 低本底、测量仪：仪器的性能指标应满足 GB/T 11682 中相关要求。6.2 分析天平：感量 0.1 mg。6.3 可调温电热板：也可选用电炉或其他加热设备。6.4 烘箱。6.5 红外箱或红外灯。6.6 马弗炉：能在 350下保持恒温。6.7 测量盘：带有边沿的不锈钢圆盘，圆盘的质量厚度至少为 2.5 mg/mm2，测量盘的直径取决于仪器探测器的直径及样品源托的大小。6.8 蒸发皿：石英或瓷制材料，200 ml。使用前将蒸发皿洗净、晾干或在烘箱（6.4）内于 105下烘干后，置于马弗炉（6.6）内 350下灼烧 1 h，取出在干燥器内冷却后称重，连续两次称量（时间间隔大于 3 h，通常不少于 6 h）之差小于1 mg，即为恒重，记录恒重重量。6.9 研钵和研磨棒。6.10 聚乙烯桶：10 L。6.11 一般实验室常用仪器和设备。HJ 8982017 3 7 样品 7.1 样品的采集和保存 样品的代表性、采样方法和保存方法按 GB 12379、HJ 493、HJ 494、HJ 495、HJ/T 61 和 HJ/T 91的相关规定执行。采样前将采样设备清洗干净，并用原水冲洗 3 遍采样聚乙烯桶。样品采集后，按每升样品加入 20 ml硝酸溶液（5.2）酸化样品，以减少放射性物质被器壁吸收所造成的损失。样品采集后，应尽快分析测定，样品保存期一般不得超过 2 个月。采样量建议不少于 6 L。如果要测量澄清的样品，可通过过滤或静置使悬浮物下沉后，取上清液。7.2 样品的制备 7.2.1 浓缩 根据残渣含量估算实验分析所需量取样品的体积（参见附录 A 中 A.3）。为防止操作过程中的损失，确保试样蒸干、灼烧后的残渣总质量略大于 0.1A mg（A 为测量盘的面积，mm2），灼烧后的残渣总质量按 0.13A mg 估算取样量。量取估算体积的待测样品于烧杯中，置于可调温电热板（6.3）上缓慢加热，电热板温度控制在80左右，使样品在微沸条件下蒸发浓缩。为防止样品在微沸过程中溅出，烧杯中样品体积不得超过烧杯容量的一半，若样品体积较大，可以分次陆续加入。全部样品浓缩至 50 ml 左右，放置冷却。将浓缩后的样品全部转移到蒸发皿（6.8）中，用少量 80以上的热去离子水洗涤烧杯，防止盐类结晶附着在杯壁，然后将洗液一并倒入蒸发皿中。对于硬度很小（如以碳酸钙计的硬度小于 30 mg/L）的样品，应尽可能地量取实际可能采集到的最大样品体积来蒸发浓缩，如果确实无法获得实际需要的样品量，也可在样品中加入略大于 0.13A mg 的硫酸钙（5.5），然后经蒸发、浓缩、硫酸盐化、灼烧等过程后制成待测样品源。7.2.2 硫酸盐化 沿器壁向蒸发皿中缓慢加入 1 ml 的硫酸（5.3），为防止溅出，把蒸发皿放在红外箱或红外灯（6.5）或水浴锅上加热，直至硫酸冒烟，再把蒸发皿放到可调温电热板（6.3）上（温度低于 350），继续加热至烟雾散尽。7.2.3 灼烧 将装有残渣的蒸发皿放入马弗炉（6.6）内，在 350下灼烧 1 h 后取出，放入干燥器内冷却，冷却后准确称量，根据和蒸发皿（6.8）的差重求得灼烧后残渣的总质量。7.2.4 样品源的制备 将残渣全部转移到研钵中，研磨成细粉末状，准确称取不少于 0.1A mg 的残渣粉末到测量盘中央，用滴管吸取有机溶剂（5.4），滴到残渣粉末上，使浸润在有机溶剂中的残渣粉末均匀平铺在测量盘内，然后将测量盘晾干或置于烘箱中烘干，制成样品源。7.2.5 空白试样的制备 准确称取与样品源相同质量的硫酸钙（5.5），按样品源的制备（7.2.4）相同步骤制成空白试样。7.2.6 实验室全过程空白试样的制备 量取 1 L 去离子水至 2 L 玻璃烧杯中，加入 20 ml 硝酸溶液（5.2），搅拌均匀后，加入 0.13A mg 的硫酸钙（5.5），按 7.2.17.2.4 操作，然后称取与样品源相同质量的残渣，制成实验室全过程空白试样。7.2.7 标准源的制备 准确称取 2.5 g 的硫酸钙（5.5）于 150 ml 烧杯中，加入 10 ml 硝酸溶液（5.2），搅拌后加入 100 mlHJ 8982017 4 的热水（80以上），在电热板上小心加热以溶解固态物质。把所有溶液转入 200 ml 蒸发皿（6.8）中，准确加入 510 Bq 的标准物质（5.6），在红外箱内或红外灯下缓慢蒸干，再置于马弗炉内 350下灼烧1 h，取出，放入干燥器内冷却后称重，获得含有241Am 的硫酸钙标准粉末。根据加入的241Am 总活度和灼烧后得到的硫酸钙残渣总质量，按照式（1）计算硫酸钙标准粉末的总放射性活度浓度s（Bq/g）。ssssAMm=（1）式中：s硫酸钙标准粉末的总放射性活度浓度，Bq/g；As加入的241Am 标准溶液的活度浓度，Bq/g；Ms加入的241Am 标准溶液质量，mg；ms灼烧后硫酸钙的残渣总质量，mg。将硫酸钙标准粉末研细，称取与样品源相同的质量于测量盘中，按样品源的制备（7.2.4）相同步骤，制成标准源，记录铺盘的日期和时间。也可直接购买有证241Am 固体粉末标准物质，使用前在 105下干燥恒重后，直接称取、铺盘、测量。8 分析步骤 8.1 仪器本底的测定 取未使用过、无污染的测量盘（6.7），洗涤后用酒精浸泡 1 h 以上，取出、烘干，置于低本底、测量仪（6.1）上连续测量仪器的总本底计数率 824 h，确定仪器本底的稳定性，取平均值，以计数率 R0（s1）表示。8.2 有效饱和厚度（最小铺盘量）的确定 实际测量：分别称取 80 mg、100 mg、120 mg、140 mg、160 mg、180 mg、200 mg、220 mg、240 mg的标准源（7.2.7）于测量盘内，按样品源的制备（7.2.4）相同步骤，制成不同厚度的系列标准源，均匀平铺在测量盘底部，晾干后，置于低本底、测量仪（6.1）上测量每个标准源的总计数率。以总净计数率为纵坐标，铺盘量为横坐标，绘制自吸收曲线。当铺盘量达到一定的值时，总净计数率