HJ 816-2016 水和生物样品灰中铯-137的放射化学分析方法.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 8162016 代替 GB 676786，GB 1122189 水和生物样品灰中铯-137 的 放射化学分析方法 Radiochemical analysis of Caesium-137 in water and ash of biological samples 2016-10-12 发布 2016-11-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 8162016 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2016 年 第 62 号 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，规范辐射环境监测工作，现批准水中钋-210 的分析方法等四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、水中钋-210 的分析方法（HJ 8132016）；二、水和土壤样品中钚的放射化学分析方法（HJ 8142016）；三、水和生物样品灰中锶-90 的放射化学分析方法（HJ 8152016）；四、水和生物样品灰中铯-137 的放射化学分析方法（HJ 8162016）。以上标准自 2016 年 11 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（ 的分析方法 电镀制样法（GB 1237690）；二、水中钚的分析方法（GB 1122589）；三、土壤中钚的测定 萃取色层法（GB 11219.189）；四、土壤中钚的测定 离子交换法（GB 11219.289）；五、水中锶-90 的放射化学分析方法 二-（2-乙基己基）磷酸萃取色层法（GB 676686）；六、水中锶-90 的放射化学分析方法 发烟硝酸沉淀法（GB 676486）；七、水中锶-90 的放射化学分析方法 离子交换法（GB 676586）；八、生物样品灰中锶-90 的放射化学分析方法 二-（2-乙基己基）磷酸酯萃取色层法（GB 11222.189）；九、水中铯-137 放射化学分析方法（GB 676786）；十、生物样品灰中铯-137 放射化学分析方法（GB 1122189）。特此公告。环境保护部 2016 年 10 月 12 日 HJ 8162016 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 方法原理.1 4 试剂和材料.1 5 仪器和设备.2 6 仪器刻度.2 7 样品.3 8 分析步骤.3 9 空白实验.4 10 结果计算.4 11 精密度.4 附录 A（资料性附录）关于实施标准的补充说明.6 HJ 8162016 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，规范环境监测方法，制定本标准。本标准规定了测定水和生物样品灰中铯-137 的放射化学分析方法。本标准是对水中铯-137 放射化学分析方法（GB 676786）和生物样品灰中铯-137 放射化学分析方法（GB 1122189）的整合修订，所采用的分析方法原理与原标准基本一致。水中铯-137 放射化学分析方法（GB 676786）首次发布于 1986 年，原标准起草单位为中国辐射防护研究院；生物样品灰中铯-137 放射化学分析方法（GB 1122189）首次发布于 1989 年，原标准起草单位为中国辐射防护研究院、国营八二一厂。本次为第一次修订。修订的主要内容如下：对两项原标准进行了整合，合并为一项标准；优化了铯-137 探测效率刻度方法；对空白实验提出了明确要求；对标准方法中磷钼酸铵(NH4)3PO412MoO3xH2O的配制等实验方法进行了修改；对标准方法中部分内容表述进行了修订。本标准自实施之日起，原国家环境保护局 1986 年 9 月 4 日批准、发布的国家标准水中铯-137 放射化学分析方法（GB 676786）和原国家环境保护局 1989 年 3 月 16 日批准、发布的国家标准生物样品灰中铯-137 放射化学分析方法（GB 1122189）废止。本标准的附录 A 为资料性附录。本标准由环境保护部核设施安全监管司、科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：环境保护部辐射环境监测技术中心（浙江省辐射环境监测站）。本标准环境保护部 2016 年 10 月 12 日批准。本标准自 2016 年 11 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 8162016 1 水和生物样品灰中铯-137 的放射化学分析方法 1 适用范围 本标准规定了测定水和生物样品灰中铯-137 的放射化学分析方法。本标准适用于水和生物样品灰中铯-137 的测定。本方法的测量范围为：水样 10210 Bq/L，生物样品灰 10110 Bq。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。HJ 495 水质 采样方案设计技术规定 HJ 494 水质 采样技术指导 HJ 493 水质 样品的保存和管理技术规定 3 方法原理 在酸性介质中，用无机离子交换剂磷钼酸铵选择性的定量吸附铯，以使铯浓集并去除干扰。然后用氢氧化钠溶液溶解吸附铯后的磷钼酸铵，并转化为柠檬酸和乙酸体系，形成碘铋酸铯沉淀。干燥至恒重，以低本底射线测量仪进行测量然后计算铯-137 的放射性活度浓度。4 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化学试剂，实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水。4.1 硝酸：质量分数为 65.0%68.0%。4.2 硝酸溶液：c=1.0 mol/L。4.3 硝酸溶液：（1+9）。4.4 盐酸：质量分数为 35.0%38.0%。4.5 硝酸铵。4.6 冰乙酸（CH3COOH）：质量分数不低于 98%。4.7 乙醇（C2H5OH）：质量分数为 99.5%。4.8 磷钼酸铵(NH4)3PO412MoO3xH2O 将 8 g 磷酸氢二铵溶解于 250 ml 水中，此溶液与 50 ml 溶解有 10 g 硝酸铵和 30 ml 浓硝酸的溶液相混合，加热至 50左右，搅拌下缓慢加入 500 ml 内含 70 g 钼酸铵的溶液。冷却至室温。倾去上层清液，用布氏漏斗抽吸过滤。依次用 100 ml 5%的硝酸溶液和 50 ml 无水乙醇洗涤，室温避光下风干，保存于棕色瓶中。4.9 过氧化氢：质量分数为 30%。4.10 柠檬酸溶液：质量分数为 30%。HJ 8162016 2 4.11 氢氧化钠溶液：c=2 mol/L。4.12 饱和硝酸铵溶液。4.13 铯载体溶液（约 20 mg/ml）。4.13.1 配制方法：称取 12.7 g 在 110下烘干的氯化铯（CsCl）溶于 100 ml 水中，再加入 7.5 ml 硝酸（4.1），移入 500 ml 容量瓶中，用水稀释至刻度。4.13.2 标定方法：分别移取 4 份 5.00 ml 铯载体溶液（4.13.1）分别放入锥形瓶中，加入 1 ml 硝酸（4.1）和 5 ml 高氯酸（HClO4）。加热蒸发至冒出浓白烟，冷却至室温，加入 15 ml 乙醇（4.7），搅拌，置于冰水浴中冷却 10 min。将高氯酸铯沉淀抽滤于已恒重的 G4 型玻璃砂芯漏斗中，用 10 ml 乙醇（4.7）洗涤沉淀。于 105烘箱中干燥至恒重。4.14 碘铋酸钠溶液。将 20 g 碘化铋（BiI3）溶于 48 ml 水中，加入 20 g 碘化钠（NaI）和 2 ml 冰乙酸（4.6），搅拌。不溶物用快速滤纸滤出。滤液保存于棕色瓶中。4.15 硝酸-硝酸铵洗涤液。称取 8.0 g 硝酸铵（4.5），溶于 100 ml 水中，再加入 67 ml 硝酸（4.1），移入 1 000 ml 容量瓶中，用水稀释至刻度。4.16 铯-137 标准溶液（约 15 Bq/ml）。5 仪器和设备 5.1 低本底测量仪，本底小于 1 计数/min。5.2 电动搅拌器。5.3 可拆卸式漏斗。5.4 G4 玻璃砂芯漏斗。5.5 分析天平，可读性 0.1 mg。5.6 烘箱。5.7 马弗炉。5.8 一般实验室常用仪器。6 仪器刻度 6.1 用于测量铯-137 活度的计数器应进行刻度，即确定测量装置对已知活度的铯-137 的响应，它可用探测效率来表示。其方法是：6.1.1 铯-137探测效率-质量曲线的绘制：取五个50 ml烧杯，分别加入0.40 ml、0.60 ml、0.80 ml、1.00 ml、1.20 ml 铯载体溶液（4.13），各加入 1.00 ml 已知活度的铯-137 标准溶液（4.16），置于冰水浴中，各加入 2 ml 冰乙酸（4.6）和 2.5 ml 碘铋酸钠溶液（4.14）。以下操作按 8.48.6 进行。所制标准源应与样品源面积大小相同。将五个标准源所得计数率分别除以经过铯的化学回收率校正后的铯-137 的衰变率，即得探测效率。6.1.2 探测效率，按照式（1）进行计算。sfNEDY=（1）式中：Ef 铯-137 的探测效率，s1Bq1；Ns 铯-137 标准源的净计数率，s1；D 1.00 ml 铯-137 标准溶液（4.16）的活度，Bq；HJ 8162016 3 Y 铯的化学回收率。6.1.3 绘制探测效率-质量曲线，供分析时查用。6.2 在测量盘内均匀滴入一定量的铯-137 标准溶液（4.16），在红外灯下烘干，制成与样品源相同面积大小的检查源。在刻度仪器效率时，同时测定铯-137 检查源的计数率。在常规分析中应当用铯-137 检查源来检查仪器状态是否正常。也可使用状态和表面发射率稳定（不会随时间变化出现子体污染，半衰期长）的平面源（如电镀源）作为检查源。7 样品 7.1 采集和保存 按照 HJ 495、HJ 494 和 HJ 493 中的相关规定进行样品的采集和保存。7.2 样品的前处理 7.2.1 水样 7.2.1.1 取 1100 L 水样，以硝酸（4.1）调节至 pH3，加入 1.00 ml 铯载体溶液（4.13）。7.2.1.2 按每 5 L 水样 1 g 的比例加入磷钼酸铵（4.8），搅拌 30 min，放置澄清 12 h 以上。7.2.1.3 虹吸弃去上清液，剩余溶液转入 G4 玻璃砂芯漏斗（5.4）抽滤，用硝酸溶液（4.2）洗涤容器，将全部沉淀转入漏斗，弃去滤液。7.2.1.4 用氢氧化钠溶液（4.11）（按 1 g 磷钼酸铵约 10 ml 之比）溶解沉淀，抽滤，滤液转入 400 ml烧杯。用水稀释至约 300 ml。加入与 7.2.1.2 中所加磷钼酸铵等量的固体柠檬酸，搅拌溶解后加入 10 ml硝酸（4.1）。7.2.2 生物样 7.2.2.1 称取在 450以下预处理后完全灰化的样品 520 g，准确到 0.01 g，置于 150 ml 瓷蒸发皿内。加入少许水润湿。加入 1.00 ml 铯载体溶液（4.13），再慢慢地加入 10 ml 硝酸（4.1）和 3 ml 过氧化氢（4.9）。搅拌均匀，盖上玻璃表面皿，在砂浴上蒸干。置于低温电炉上加热至赶尽黄烟后，放入马弗炉（5.7），在 450下灰化 12 h，冷却。若灰化不完全，可用饱和硝酸铵溶液（4.12）润湿，置于电炉上蒸干并使硝酸铵分解。试样要灰化至无炭粒为止。7.2.2.2 用硝酸溶液（4.3）分几次浸取灰样。加热并趁热过滤或离心，弃去残渣，合并清液。使浸出液的体积控制在 250 ml 左右。8 分析步骤 8.1 在前处理完后的样品溶液中加入 0.8 g 磷钼酸铵（4.8），搅拌 30 min。用 G4 玻璃砂芯漏斗（5.4）抽滤，用硝酸硝酸铵洗涤液（4.15）洗涤容器。弃去滤液，保留沉淀。8.2 用 10 ml 氢氧化钠溶液（4.11）溶解漏斗中的磷钼酸铵、抽滤。用 10 ml 水洗涤漏斗，滤液与洗涤液收集于抽滤瓶内 25 ml 试管中。将收集液转入 50 ml 烧杯，加入 5 ml 柠檬酸溶液（4.10）。8.3 在电炉上小心蒸发溶液至 58 ml。冷却后置于冰水浴中，加入 2 ml 冰乙酸（4.6）和 2.5 ml 碘铋酸钠溶液（4.14）。玻璃棒擦壁搅拌至碘铋酸铯沉淀生成，在冰水浴中放置 10 m