DB32T 3584-2019 水中铅-210的测定冠醚树脂色层法.pdf

ICS 13.030.99 Z 05 DB32 江苏省地方标准 DB32/T 3584-2019 水中铅-210 的测定 冠醚树脂色层法 Determination of lead-210 in water Crown ether resin chromatography method 2019-04-08 发布 2019-04-30 实施 江 苏 省 市 场 监 督 管 理 局江 苏 省 生 态 环 境 厅 发 布 DB32/T 3584-2019 I 目 次 前言.II 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 样品.2 7 铅载体配制及标定.3 8 仪器刻度.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.9 DB32/T 3584-2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 给出的规则进行编写。本标准附录 A 为资料性附录。本标准由江苏省生态环境厅提出并归口。本标准主要起草单位：江苏省核与辐射安全监督管理中心。本标准主要起草人：张起虹、王利华、孙恋君、周程、陶盛辉、蒋若澄、王文军。DB32/T 3584-2019 1 水中铅-210 的测定 冠醚树脂色层法 警告：本标准应用到硝酸、盐酸、硫酸、硝酸铅、微量放射性物质，为避免强酸腐蚀、毒性损害和吸入微量的放射性粒子，建议做好个人防护，在通风橱内操作，且通风橱的负压不能太大，以免产生空气扰动。1 适用范围 本标准规定了冠醚树脂色层法测定水中铅-210的原理、化学试剂、仪器、操作流程、质量控制等内容。本标准适用于环境水和废水中铅-210的测定。典型条件下，方法探测下限可达2.0 mBq/L。具体内容参见附录A.1。2 规范性引用文件 下列文件对于本标准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标准；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 11682 低本底 和/或 测量仪 HJ/T 61 辐射环境监测技术规范 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 3 方法原理 水样中加入稳定铅载体，与氢氧化铁共沉淀，吸附载带水中铅元素。盐酸溶解沉淀，冠醚树脂吸附铅，柠檬酸铵溶液解吸，硫酸钠沉淀铅，以硫酸铅沉淀形式称重，平衡一个月后测量其子体铋-210 的 射线，推算出样品中铅-210 的含量。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，所有试剂都不具有可测到的 放射性。4.1 盐酸（HCl），36%38%（m/m）。4.2 盐酸（HCl），1.0 mol/L。DB32/T 3584-2019 2 4.3 盐酸（HCl），2.0 mol/L。4.4 硝酸（HNO3），65%68%（m/m）。4.5 硝酸（HNO3），8.0 mol/L。4.6 硝酸（HNO3），1.0 mol/L。4.7 硝酸（HNO3），0.1 mol/L。4.8 硫酸（H2SO4），95.0%98.0%（m/m）。4.9 硫酸（H2SO4），2.0 mol/L。4.10 无水乙醇（C2H5OH），纯度98.0%。4.11 氨水（NH4OH），28%30%（m/m）。4.12 过氧化氢（H2O2），30%。4.13 高锰酸钾（KMnO4），纯度99.0%。4.14 高锰酸钾溶液（KMnO4），2%（m/V）。4.15 三氯化铁（FeCl3），纯度99.0%4.16 三氯化铁溶液（FeCl3），约 20 mg Fe3+/mL，1 mol/L 盐酸溶液（4.2）。4.17 抗坏血酸（C6H8O6），纯度99.0%。4.18 抗坏血酸溶液，0.5 mol/L。4.19 无水硫酸钠（Na2SO4），纯度99.0%。4.20 饱和硫酸钠溶液。4.21 硝酸铅（Pb（NO3）2），纯度99.9%。4.22 铅载体，约 10 mgPb2+/mL，0.1 mol/L 硝酸溶液。4.23 柠檬酸铵，纯度99.0%。4.24 柠檬酸铵溶液，0.05 mol/L。4.25 铅-210 标准溶液，活度浓度值推荐 1.0 Bq/g。需经国内外权威机构认定或计量检定机构检定，并持有相应的活度浓度证明。4.26 冠醚树脂（锶树脂或铅树脂，50 m 100 m，1.0 mg 树脂/柱，铅交换容量：30 mg/g）。5 仪器和设备 5.1 低本底/测量仪：仪器的性能指标应满足 GB/T 11682 的要求。5.2 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。5.3 分析天平：感量 0.1 mg。5.4 离心机，转速大于 5000 转/分钟。5.5 冠醚树脂交换柱，柱高 20 cm，内径：1 cm，上端储液槽 100 mL。5.6 一般实验室常用仪器和设备。DB32/T 3584-2019 3 6 样品 6.1 样品的采集与保存 水体样品的代表性、采样方法和保存方法按 HJ/T 61、HJ 493、HJ 494、HJ 495 进行。采样前将采样设备清洗干净，并用原水冲洗聚乙烯采样桶 3 遍，水样采集后加入硝酸（4.4）酸化至 pH=12，以减少放射性物质被器壁吸收所造成的损失。水样采集后，应尽快分析测定，水样保存期不得超过 6 个月。采样量不宜少于 15 L。若要测量澄清的水样，可通过过滤或静置使悬浮物下沉后取上清液。6.2 样品的制备 6.2.1 量取 5 L已酸化水样置于烧杯中，准确加入 2 mL铅载体（4.22），边搅拌边滴加高锰酸钾溶液(4.14)，直至水样呈现稳定的紫色，静置 10 min。6.2.2 加入 5 mL 三氯化铁溶液（4.16），不断搅拌直至分散均匀。6.2.3 烧杯置于电热板上加热至 50 60 后移出，边搅拌边缓慢滴加氨水(4.11)，直至 pH=8.59.2（用精密 pH 试纸测定），每隔半小时搅拌一次，直至无上悬浮物，静置过夜。6.2.4 沉淀完全沉积于烧杯底部后，倾倒或虹吸上清液，离心或过滤，用去离子水清洗烧杯和滤纸 3 次，弃去滤液。6.2.5 用 10 mL 盐酸（4.3）溶解沉淀，沉淀溶解液过滤收集于 100 mL 烧杯中。用 10 mL 盐酸（4.3）分3 次清洗滤纸，清洗液合并入烧杯。6.2.6 沉淀溶解液如出现褐色沉淀，可向烧杯中滴加两滴过氧化氢（4.12），在电热板上微沸 3 min。6.3 冠醚树脂的填装和过柱 6.3.1 冠醚树脂的填装：冠醚树脂用去离子水浸润，交换柱（5.5）下端使用玻璃纤维填塞，树脂装入交换柱内，上端使用玻璃纤维封堵。用 10 mL 硝酸（4.5）淋洗，备用。6.3.2 过柱：滤液（6.2.5）转入交换柱储液池内，依靠重力过柱。6.3.3 洗涤：当滤液流至交换柱上端玻璃纤维与树脂交界处，依次用 20 mL 盐酸（4.3）、10 mL 硝酸（4.6）和 30 mL 硝酸（4.7）洗涤。6.3.4 解吸：当洗涤溶液流至交换柱上端玻璃纤维与树脂交界处，加入 20 mL 柠檬酸铵溶液（4.24）解吸，解吸液用 100 mL 烧杯接收。6.3.5 沉淀：向解吸液中加入两滴硫酸（4.9），再加入 1 mL 饱和硫酸钠溶液（4.20）。沿烧杯内壁持续搅拌 1 min 以上，直至出现大量白色沉淀。6.3.6 制样：沉淀在铺有已恒重的慢速定量滤纸的可拆卸式漏斗上抽吸过滤，依次用去离子水和无水乙醇（4.10）各 10 mL 洗涤沉淀。沉淀连同滤纸置于 45 烘箱中烘 1 h 以上，直至恒重，制成样品源，并以硫酸铅的形式计算铅的化学回收率。样品源置于干燥器内保存、待测。6.3.7 测量：样品源放置一个月平衡后，置于测量盘（5.2）上，在低本底/测量仪（5.1）上测量铋-210的 计数率，样品源的测量时间计算参见附录 A.2。DB32/T 3584-2019 4 7 铅载体配制及标定 7.1 配制：准确称取硝酸铅（4.21）约 4g，转入 250 mL 烧杯中，加入 100 mL 硝酸（4.7），搅拌直至全部溶解，定容于 250 mL 容量瓶。7.2 标定：取四个 100 mL 烧杯，分别加入 2 mL 铅载体溶液、20 mL 去离子水、两滴硫酸（4.9）和 1 mL饱和硫酸钠溶液（4.20），充分搅拌 1 min 以上，直至出现大量白色沉淀。沉淀在铺有已恒重的慢速定量滤纸的可拆卸式漏斗上抽吸过滤，依次用去离子水和无水乙醇（4.10）各 10 mL 洗涤沉淀。沉淀连同滤纸置于 45 烘箱中烘 1 h 以上，直至恒重。滤纸两次质量之差即为硫酸铅沉淀的质量。7.3 测量：沉淀连同滤纸置于测量盘（5.2）上，在低本底/测量仪（5.1）上测量 计数率。计数率应保持在仪器本底计数率的 3 倍标准偏差范围内，否则应更换硝酸铅或采用测得的 计数率代替仪器本底的 计数率。7.4 计算：铅载体（Pb2+）含量按公式（1）计算：42PbSOpbPbMMmm.(1)式中：Pbm铅载体（Pb2+）含量，mg/mL；m滤纸两次质量之差，mg；pbM铅的分子量，207.2 g/mol；4PbSOM硫酸铅的分子量，303.25 g/mol。8 仪器刻度 8.1 取六个 100 mL 烧杯，分别加入 2 mL 铅载体溶液（4.22）、1 mL 铅-210 标准溶液（4.25）和 10 mL盐酸溶液（4.3），充分搅拌，按照 6.26.3 步骤操作，制成标准样品源，按照公式（2）计算。8.2 效率计算 AYNNEbs60)(.(2)式中：E仪器对铋-210的探测效率，%；sN标准样品源的计数率，min-1；bN仪器本底的计数率，min-1；DB32/T 3584-2019 5 60分钟转换为秒的系数；Y铅的化学回收率，%；A加入铅-210标准溶液的活度，Bq。8.3 六个刻度样品均要在低本底、测量仪的每个探头上测量 2 h 以上，每个探头的探测效率取六次测量的平均值。9 结果计算与表示 9.1 结果计算 水样中铅-210 放射性活度浓度 CPb（Bq/L），按照公式（3）进行计算。VEYNNCbxPb60)(.(3)式中：PbC铅-210的活度浓度，Bq/L；xN样品源的计数率，min-1；bN仪器本底的计数率，min-1；60分钟转换为秒的系数；Y仪器对铋-210的探测效率，%；E仪器对铋-210的探测效率，%；V分析水样的体积，L。9.2 结果表示 当测定结果小于 0.1 Bq/L 时，结果保留到小数点后三位，测定结果不小于 0.1 Bq/L 时，结果保留三位有效数字。不确定度计算参见附录 A.3。10 精密度和准确度 10.1 精密度 6 家实验室分别对活度为 0.153 Bq/L 和 1.77 Bq/L 的铅-210 标准样品进行了测定：实验室内相对标准偏差分别为：2.1%9.2%、0.84%3.1%；实验室间相对标准偏差分别为：14.0%、3.8%；重复性限为：0.021 Bq/L、0.14 Bq/L；再现性限为：0.061 Bq/L、0.23 Bq/L。DB32/T 3584-2019 6 10.2 准确度 6 家实验室分别对活度为 0.153 Bq/L 和 1.77 Bq/L 的铅-210 标准样品进行了测定：相对误差分别为：0.94%25.3%、1.0%7.3%；相对误差最终值分别为：（9.1 18.6）%、（3.0 5.0）%。11 质量保证和质量控制 11.1 仪器稳定性 11.1.1 仪器本底泊松分布检验 仪器本底计数应满足泊松分布。每年至少进行一次本底计数的泊松分布检验，如果本底很低，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，