核電廠含硼樣品陽(yáng)離子在硼酸基體和純水基體中分析結(jié)果差異性的研究（ICP-MS）

1、    核電廠含硼樣品陽(yáng)離子在硼酸基體和純水基體中分析結(jié)果差異性的研究（icp-ms）    陳燈摘 要采用thermo fisher電感耦合等離子體質(zhì)譜儀分別在硼酸基體和純水基體中分析核電站一回路或輔助系統(tǒng)含硼樣品中的陽(yáng)離子，判斷含硼樣品陽(yáng)離子采用純水基體分析的可行性，以提高分析效率，節(jié)約分析成本。關(guān)鍵詞電感耦合等離子體質(zhì)譜儀;硼酸基體;純水基體;陽(yáng)離子： o657.63;ts213.3             ： adoi：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.15.

2、042為保證核電站一回路及其輔助系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需定期對(duì)其水樣（含硼）進(jìn)行分析，分析時(shí)采用硼酸基體做空白和繪制曲線，試劑配制耗時(shí)較長(zhǎng)。核電站二回路及其輔助系統(tǒng)其水質(zhì)均為除鹽水，采用純水基體分析，純水基體分析更為快捷，試劑配制耗時(shí)較短。若純水基體分析方法可以滿(mǎn)足含硼基體樣品的分析需求，可以減少了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)試劑的配制、硼酸配制等，共用一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，可大幅度提高分析效率。本次研究使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（icp-ms）分別在純水基體和硼酸基體中測(cè)定含硼樣品中鈉、鎂、鋁、鈣元素，用單因素方差分析（p-value）對(duì)比兩種基體下的分析結(jié)果，驗(yàn)證含硼樣品使用純水基體分析方法的可行性。1 實(shí)驗(yàn)部分1.

3、1 主要儀器1）icap rq電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：型號(hào)icap rq00699，經(jīng)計(jì)量檢定;2）實(shí)驗(yàn)中所用到的計(jì)量器具均經(jīng)計(jì)量檢定。1.2 主要試劑及和標(biāo)準(zhǔn)工作液1）鈉、鎂、鋁、鈣（a標(biāo)準(zhǔn)）：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，均為1000mg/l，用于標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制;2）鈉、鎂、鋁、鈣（b標(biāo)準(zhǔn)）：默克標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，均為1000mg/l，用于質(zhì)控驗(yàn)證;3）hno3：60% gr級(jí);4）氬氣：鋼瓶氣，純度99.999%。1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和工作曲線的繪制1.3.1 5000mg/l硼酸母液的配制稱(chēng)取28.61g（精確至0.01g）核級(jí)硼酸固體，用高純水將硼酸固體溶解于500ml的專(zhuān)用玻璃燒杯中攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至1

4、000ml專(zhuān)用容量瓶中定容至刻度，移至專(zhuān)用試劑瓶?jī)?nèi)存儲(chǔ)備用。1.3.2 中間標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制icp-ms可以同時(shí)測(cè)定多種元素的能力，根據(jù)測(cè)試，水中金屬元素可以按下列組合進(jìn)行測(cè)定，而彼此間不會(huì)產(chǎn)生干擾。a中間工作混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：na、mg、al、ca;b中間校驗(yàn)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：na、mg、al、ca。1）四元工作儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn);用移液槍分別移取2.00ml na、mg、al、ca  a標(biāo)準(zhǔn)溶液母液于1000ml潔凈專(zhuān)用容量瓶中，加入1.00ml60%硝酸（up），用高純水稀釋至刻度，配制成含2.00mg/l na、mg、al、ca四元工作儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)，移至專(zhuān)用試劑瓶?jī)?nèi)存儲(chǔ)備用。2）四元校驗(yàn)儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn);用

5、移液槍分別移取2.00ml na、mg、al、ca b標(biāo)準(zhǔn)溶液母液于1000ml潔凈專(zhuān)用容量瓶中，加入1.00ml60%硝酸（up），用高純水稀釋至刻度，配制成含2.00mg/l na、mg、al、ca四元校驗(yàn)儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)，移至專(zhuān)用試劑瓶?jī)?nèi)存儲(chǔ)備用。1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)工作點(diǎn)的配制1）a工作混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（純水體系）用移液槍移分別取0.50ml、1.00ml、2.00ml、2.50ml四元工作儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)置于100ml潔凈專(zhuān)用容量瓶中，定容至刻度線，搖勻，配置成10g/l、20g/l、40g/l、50g/l標(biāo)準(zhǔn)樣品;2）b校驗(yàn)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（純水體系）用移液槍移取1.00ml四元校驗(yàn)儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)置于100ml潔凈

6、專(zhuān)用容量瓶中，用高純水定容至刻度線，搖勻，配置成20g/l校驗(yàn)樣品;3）a工作混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（500mg/l硼酸體系）用移液槍移取0.50ml、1.00ml、2.00ml、2.50ml四元工作儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)，并分別加入10ml 5000mg/l硼酸母液置于100ml潔凈專(zhuān)用容量瓶中，定容至刻度線，搖勻，配置成10g/l、20g/l、40g/l、50g/l含硼標(biāo)準(zhǔn)樣品;4）b校驗(yàn)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（500mg/l硼酸體系）用5.00ml移液槍移取1.00ml四元校驗(yàn)儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)，10ml 5000mg/l硼酸母置于100ml潔凈專(zhuān)用容量瓶中，用高純水定容至刻度線，搖勻，配置成20g/l含硼校驗(yàn)樣品;5）實(shí)驗(yàn)條件儀

7、器采用冷焰分析模式（cp）：工作氣體流量：14l/min;霧化器流量：1.03l/min;射頻功率：550w;測(cè)量次數(shù)：5次;6）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及校驗(yàn)分析試劑配制好后，待儀器穩(wěn)定，按儀器工作條件，將空白樣品（水基空白為高純水、硼基空白為500mg/l硼酸水）、標(biāo)準(zhǔn)樣品依次吸入分別繪制純水基體標(biāo)準(zhǔn)曲線和硼酸基體（500mg/l）標(biāo)準(zhǔn)曲線，待線性相關(guān)系數(shù)均大于0.995后，分別將不同基體校驗(yàn)樣品（qc）進(jìn)行測(cè)量，校驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控曲線要求后，進(jìn)行樣品分析。1.4 分析步驟1）樣品來(lái)源樣品均取自核電站一回路主系統(tǒng)水，樣1取自1號(hào)機(jī)組一回路水（硼濃度約1011mg/l），樣2取自3號(hào)機(jī)組一回路水（

8、硼濃度約513mg/l）。2）樣品處理為了防止過(guò)高的硼濃度堵塞霧化器，且與標(biāo)準(zhǔn)樣品（硼酸基體）硼濃度接近，保證基體相近，將樣1稀釋2倍后進(jìn)行測(cè)量。3）試樣分析將樣1和樣2分別在純水基體標(biāo)準(zhǔn)曲線和硼酸基體（500mg /l）標(biāo)準(zhǔn)曲線中測(cè)量8次，得到相應(yīng)結(jié)果。2 結(jié)果分析與討論根據(jù)樣品信號(hào)計(jì)數(shù)，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中獲得樣品濃度值（g / k g），回收率在90%110%之間。本研究采用單因素方差分析分別對(duì)兩個(gè)樣品每個(gè)元素進(jìn)行判定，例如：對(duì)樣1中的鈉在兩種基體下的分析結(jié)果（各8個(gè)）進(jìn)行p-value值計(jì)算。p-value表示觀測(cè)到的顯著水平，當(dāng)p-value>0.05表示沒(méi)有顯著差異，置信度為：95%。根據(jù)計(jì)算含硼樣品樣1和樣2在兩種基體中四種元素p-value值均大于0.05，即沒(méi)有顯著差異。說(shuō)明含硼樣品既可以在純水體系中分析，也可以在硼酸基體中分析。一回路樣品（硼基）和二回路樣品（水基）分析均可以采用較為便捷的純水基體方法測(cè)量，減少了試劑