Sr樹脂萃取色層法分析污染土中90Sr

陳文若+韓雪梅+陳靜+羅素軍+高永萍

摘 要：針對環境調查項目中樣品放射性不同的現狀，重點開展了其中90Sr分析研究工作。本文采用SR樹脂萃取色柱分離放射性污染土樣中90Sr，主要開展了吸附酸度、吸附流速、洗滌、解析劑等條件試驗，切倫科夫計數法測定放置平衡后90Sr的最佳參數，建立了SR樹脂萃取色柱分析放射性污染土樣中90Sr的方法。當處理放射性污染土樣為1.0g時，方法檢出限為0.062Bq/g，90Sr加標回收率在89.3%～95.9%之間，方法精密度為8.3%。

關鍵詞：SR樹脂 萃取色層法 污染土 90Sr

中圖分類號：TL751 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（c）-0122-02

90Sr是重要的裂變產物，屬于純β發射體，具有產額高、壽命長的特點，是一種高毒類的親骨性核素[1]。生成的高能β射線會對骨髓造血組織產生較大輻射損傷。同時在核設施退役、放射性三廢治理及污染區域治理等活動中90Sr是重點關注核素之一，因此在核設施退役及放射性污染區域治理等過程中須對其進行準確分析。

1 主要儀器和試劑

低本底液體閃爍計數器，具有α/β甄別功能；SR樹脂，50～100μm；微色譜柱，柱尺寸為φ5mm×90mm；電子天平，感量0.1mg；四氟乙烯罐，100mL；不銹鋼高壓消解罐；HNO3（65%～68%）；HF≥40%；HCLO4（70%～72%）；Sr樹脂（粒徑：100～150μm）；90Sr放射性標準溶液，原子高科產品。

2 實驗內容

2.1 樣品預處理

稱取經破碎、研磨、篩分后采用四分法縮分的1.0g（準確至0.01g）試樣于聚四氟乙烯罐中，加入硝酸10mL、高氯酸2mL、氫氟酸3mL，于180℃烘箱中分解2h，取出冷卻，于電熱板上蒸至近干，加入2mL硝酸蒸至近干，重復加入硝酸蒸干步驟2次，用硝酸溶解后備用。

2.2 萃取色層分離條件的確定

2.2.1 鍶樹脂對Sr（Ⅱ）萃取能力的分析

Sr樹脂固定相萃取劑是溶解于辛醇中的冠醚（二環己基-18-冠-6），其空穴尺寸和鍶離子直徑較為匹配。金屬離子在鍶特效樹脂上的分配系數與硝酸的關系，在高濃度的硝酸體系下，鍶的分配系數遠遠高于其他金屬離子，因而選用鍶特效樹脂是分離Sr（Ⅱ）的最佳萃取劑。

2.2.2 吸附酸度的選擇

準確移取0.2mL90Sr-90Y放射性標準標準7個，分別調節酸度為1.0mol/L、3.0mol/L、5.0mol/L、8.0mol/L、8.5mol/L、9.0mol/L、10.0mol/L，流速2.0mL/min上柱分離，吸附流出液放置14d后，用切倫科夫計數法進行測量。吸附酸度曲線見圖1。

由圖1可以看出，吸附酸度在8.0mol/L HNO3-1.0mol/L HNO3時，吸附流出液中90Sr占總活度的3.10%～5.87%，且8.0mol/L HNO3時流出率最低，因此選擇吸附酸度為8.0mol/L HNO3。

2.2.3 上柱流速的確定

根據文獻[3]給出的SR樹脂的吸附容量為6.5mg Sr/mL，可以保證本文選擇的1g放射性污染土樣中的核素完全被吸附，不會因樹脂吸附飽和穿透。選擇流速2.0mL/min與1.0mL/min進行6組實驗對比（見圖2）。

由圖2可以看出，流速為1mL/min時，6組測試樣品流出液中90Sr活度均低于流速為2mL/min的，因此選擇流速為1mL/min。以下實驗均采用次流速。

2.2.4 洗滌液的選擇

根據文獻[3]依次用10mL 8mol/L HNO3、5mL 3mol/L HNO3、0.05mol/L H2C2O4、10mL 8 mol/L HNO3洗滌色譜柱，通過這三步洗滌可以去除色譜柱上的Y、K、Ba、Ca、Bi、Pu、Am、Np、Ce等離子。

2.2.5 解析液種類的選擇

準確移取0.2 mL90Sr-90Y標準，調節酸度8mol/L上柱分離。分別采用二次水、0.05mol/L HNO3與1.0mol/L HNO3解析柱子，接取解析液10mL于液體閃爍儀上測量（見圖3）。

由圖3可以看出，隨著解析液酸度變大，其解析率呈下降趨勢，6組測試樣品中二次水的解析率最高，在90%以上。因此選擇解析液為二次水。

2.3 90Sr-90Y的切倫科夫計數效率曲線

考慮到在解析時，很難準確掌握收集的每個樣品體積都一致，因此對不同體積下的90Sr-90Y切倫科夫計數效率進行實驗。圖4為在體積5～20mL下的計數效率曲線。

從圖4可以看出，當測量體積在5～20mL之間，90Sr-90Y切倫科夫計數效率為32.37%-32.60%，平均效率為32.48%，測量體積對90Sr切倫科夫計數效率影響不大。

2.4 方法收率及精密度

分別于12個高壓消解罐中平行稱取1.0g（精確至0.1mg）污染土樣，經萃取色層分離后，6個樣品做精密度實驗。另外6個樣品分別加入0.2mL90Sr標準，進行加標回收率實驗。方法精密度結果列于表1中，方法加標回收率結果列于表2中。

從表1、表2可以看出，該方法精密度為8.34%，對90Sr加標回收率在89.3%～95.9%之間。

3 結論

（1）建立了SR樹脂萃取色層法分析污染土樣中90Sr的方法。

（2）經過對某污染土樣品的分析結果表明，方法對90Sr加標回收率在89.3%～95.9%之間，精密度為8.3%。

（3）該方法處理污染土樣量為1g時，方法檢出限為0.062Bq/g。

（4）采用本方法分析污染土人員投入少、分離過程快、樣品制備簡單、儀器自動化水平高。

參考文獻

[1] 舒復君，楊金玲，楊志紅，等.一種快速分析土壤樣品中Sr的方法[J].核化學與放射化學，2011，35（1）：14-18.

[2] Triskem公司產品和技術手冊[Z].

[3] 土壤樣品中的Sr（版本1.214/03/12-TK）[Z].endprint