HJ 899-2017 水質(zhì) 總β放射性的測(cè)定 厚源法（正式版）

中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)總β放射性的測(cè)定厚源法發(fā)布2018-02-01實(shí)施 1適用范圍 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 14方法原理 25試劑和材料 26儀器和設(shè)備 2 38分析步驟 49結(jié)果計(jì)算與表示 510精密度和準(zhǔn)確度 511質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 512廢物處理 713注意事項(xiàng) 7附錄A(資料性附錄)正確使用本標(biāo)準(zhǔn)的說明 8附錄B(規(guī)范性附錄)總α、總β放射性同時(shí)測(cè)量時(shí)總β放射性活度濃度的校正 為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國(guó)放射性污染防治法》,保護(hù)環(huán)境，保障人體健康，規(guī)范水中總β放射性的測(cè)定方法，制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中總β放射性的厚源法。本標(biāo)準(zhǔn)附錄A為資料性附錄，附錄B規(guī)范性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)境保護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)司和科技標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：江蘇省核與輻射安全監(jiān)督管理局。本標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證單位：浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)站、上海市輻射環(huán)境監(jiān)督站、安徽省輻射環(huán)境監(jiān)督站、江蘇省疾病預(yù)防控制中心、田灣核電站保健物理處和江蘇省輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)管理站。本標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境保護(hù)部2017年12月21日批準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)自2018年2月1日起實(shí)施，本標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)境保護(hù)部解釋。水質(zhì)總β放射性的測(cè)定厚源法警告：實(shí)驗(yàn)中使用的硝酸、硫酸、丙酮及微量放射性物質(zhì)具有腐蝕性、毒性和放射性，試劑配制過程應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，操作時(shí)應(yīng)按要求佩戴防護(hù)器具，避免吸入呼吸道和接觸皮膚、衣物。1適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定水中總β放射性的厚源法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中總β放射性的測(cè)定。方法探測(cè)下限取決于樣品含有的殘?jiān)傎|(zhì)量、測(cè)量?jī)x器的探測(cè)效率、本底計(jì)數(shù)率、測(cè)量時(shí)間等，典型條件下，探測(cè)下限可達(dá)1.5×102Bq/L。2規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件或其中的條款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB12379環(huán)境核輻射監(jiān)測(cè)規(guī)定HJ493水質(zhì)樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)HJ495水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定HJ/T61輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范HJ/T91地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。指在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的制樣條件下，樣品中β最大能量大于0.3MeV的不揮發(fā)的β輻射體總稱。有效飽和厚度theeffectivethicknessofsaturatedlayer指某一放射性射線發(fā)射率隨著放射性物質(zhì)厚度的增加而增加，當(dāng)放射性物質(zhì)厚度達(dá)到一定程度時(shí)，射線發(fā)射率將不再隨放射性物質(zhì)厚度的增加而增加，則該厚度為該放射性射線的有效飽和厚度。厚源法thicksourcemethod根據(jù)不同直徑的測(cè)量盤，當(dāng)鋪盤厚度達(dá)到放射性射線的有效飽和厚度時(shí)，對(duì)應(yīng)的取樣量為鋪盤量的“最小取樣量”,此鋪樣方法即為厚源法。24方法原理緩慢將待測(cè)樣品蒸發(fā)濃縮，轉(zhuǎn)化成硫酸鹽后蒸發(fā)至干，然后置于馬弗爐內(nèi)灼燒得到固體殘?jiān)?。?zhǔn)確稱取不少于“最小取樣量”的殘?jiān)跍y(cè)量盤內(nèi)均勻鋪平，置于低本底α、β測(cè)量?jī)x上測(cè)量總β的計(jì)數(shù)率，以計(jì)算樣品中總β的放射性活度濃度。5試劑和材料除非另有說明，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭?，?shí)驗(yàn)用水為新制備的去離子水或蒸餾水，所有試劑的總β放射性應(yīng)低于方法探測(cè)下限。5.2硝酸溶液：1+1。量取100ml硝酸(5.1),稀釋至200ml。5.4有機(jī)溶劑：無水乙醇(C?H?OH):純度≥95%;或丙酮(C?H?O):純度≥95%。5.5硫酸鈣(CaSO?):優(yōu)級(jí)純。使用前應(yīng)在105℃干燥恒重后，置于干燥器中保存。5.6標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：以優(yōu)級(jí)純氯化鉀為總β標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，使用前應(yīng)在105℃干燥恒重后，置于干燥器中保存。6儀器和設(shè)備6.1低本底α、β測(cè)量?jī)x：儀器的主要性能指標(biāo)應(yīng)滿足GB/T11682中相關(guān)要求。6.2分析天平：感量0.1mg。6.3可調(diào)溫電熱板：也可選用電爐或其他加熱設(shè)備。6.4烘箱。6.5紅外箱或紅外燈。6.6馬弗爐：能在350℃下保持恒溫。6.7測(cè)量盤：帶有邊沿的不銹鋼圓盤，圓盤的質(zhì)量厚度至少為2.5mg/mm2,測(cè)量盤的直徑取決于儀器探測(cè)器的直徑及樣品源托的大小。6.8蒸發(fā)皿：石英或瓷制材料，200ml。使用前將蒸發(fā)皿洗凈、晾干或在烘箱(6.4)內(nèi)于105℃下烘干后，置于馬弗爐(6.6)內(nèi)350℃下灼燒1h,取出在干燥器內(nèi)冷卻后稱重，連續(xù)兩次稱量(時(shí)間間隔大于3h,通常不少于6h)之差小于±1mg,即為恒重，記錄恒重重量。6.9研缽和研磨棒。6.10聚乙烯桶：10L。6.11一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。37.1樣品的采集和保存樣品的代表性、采樣方法和保存方法按GB12379、HJ493、HJ494、HJ495、HJ/T61和HJ/T91的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。采樣前將采樣設(shè)備清洗干凈，并用原水沖洗3遍采樣聚乙烯桶。樣品采集后，按每升樣品加入20ml硝酸溶液(5.2)酸化樣品，以減少放射性物質(zhì)被器壁吸收所造成的損失。樣品采集后，應(yīng)盡快分析測(cè)定，樣品保存期一般不得超過2個(gè)月。采樣量建議不少于6L。如果要測(cè)量澄清的樣品，可通過過濾或靜置使懸浮物下沉后，取上清液。7.2樣品的制備根據(jù)殘?jiān)抗浪銓?shí)驗(yàn)分析所需量取樣品的體積(參見附錄A中A.3)。為防止操作過程中的損失，確保試樣蒸干、灼燒后的殘?jiān)傎|(zhì)量略大于0.LAmg(A為測(cè)量盤的面積，mm2),灼燒后的殘?jiān)傎|(zhì)量按0.13Amg估算取樣量。量取估算體積的待測(cè)樣品于燒杯中，置于可調(diào)溫電熱板(6.3)上緩慢加熱，電熱板溫度控制在80℃左右，使樣品在微沸條件下蒸發(fā)濃縮。為防止樣品在微沸過程中濺出，燒杯中樣品體積不得超過燒杯容量的一半，若樣品體積較大，可以分次陸續(xù)加入。全部樣品濃縮至50ml左右，放置冷卻。將濃縮后的樣品全部轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿(6.8)中，用少量80℃以上的熱去離子水洗滌燒杯，防止鹽類結(jié)晶附著在杯壁，然后將洗液一并倒入蒸發(fā)皿中。對(duì)于硬度很小(如以碳酸鈣計(jì)的硬度小于30mg/L)的樣品，應(yīng)盡可能地量取實(shí)際可能采集到的最大樣品體積來蒸發(fā)濃縮，如果確實(shí)無法獲得實(shí)際需要的樣品量，也可在樣品中加入略大于0.13Amg的硫酸鈣(5.5),然后經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、硫酸鹽化、灼燒等過程后制成待測(cè)樣品源。7.2.2硫酸鹽化沿器壁向蒸發(fā)皿中緩慢加入1ml的硫酸(5.3),為防止濺出，把蒸發(fā)皿放在紅外箱或紅外燈(6.5)或水浴鍋上加熱，直至硫酸冒煙，再把蒸發(fā)皿放到可調(diào)溫電熱板(6.3)上(溫度低于350℃),繼續(xù)加熱至煙霧散盡。將裝有殘?jiān)恼舭l(fā)皿放入馬弗爐(6.6)內(nèi)，在350℃下灼燒1h后取出，放入干燥器內(nèi)冷卻，冷卻后準(zhǔn)確稱量，根據(jù)和蒸發(fā)皿(6.8)的差重求得灼燒后殘?jiān)目傎|(zhì)量。7.2.4樣品源的制備將殘?jiān)哭D(zhuǎn)移到研缽中，研磨成細(xì)粉末狀，準(zhǔn)確稱取不少于0.1Amg的殘?jiān)勰┑綔y(cè)量盤中央，用滴管吸取有機(jī)溶劑(5.4),滴到殘?jiān)勰┥?，使浸?rùn)在有機(jī)溶劑中的殘?jiān)勰┚鶆蚱戒佋跍y(cè)量盤內(nèi)，然后將測(cè)量盤晾干或置于烘箱中烘干。7.2.5空白試樣的制備準(zhǔn)確稱取與樣品源相同質(zhì)量的硫酸鈣(5.5),按樣品源的制備(7.2.4)相同步驟制成空白試樣。7.2.6實(shí)驗(yàn)室全過程空白試樣的制備量取1L去離子水至2L玻璃燒杯中，加入20ml硝酸溶液(5.2),攪拌均勻后，加入0.13Amg的硫酸鈣(5.5),按7.2.1～7.2.4操作，然后稱取與樣品源相同質(zhì)量的殘?jiān)?，制成?shí)驗(yàn)室全過程空白試樣。7.2.7標(biāo)準(zhǔn)源的制備先將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(5.6)在研缽內(nèi)研細(xì)，準(zhǔn)確稱取與樣品源相同質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(5.6)于測(cè)量盤中，4按樣品源的制備(7.2.4)相同步驟制成標(biāo)準(zhǔn)源，晾干，記下鋪源的日期和時(shí)間。8分析步驟8.1儀器本底的測(cè)定取未使用過、無污染的測(cè)量盤(6.7),洗滌后用酒精浸泡1h以上，取出、烘干，置于低本底α、β測(cè)量?jī)x(6.1)上連續(xù)測(cè)量?jī)x器的總β本底計(jì)數(shù)率8～24h,確定儀器本底的穩(wěn)定性，取平均值，以計(jì)數(shù)8.2有效飽和厚度(最小鋪盤量)的確定實(shí)際測(cè)量：分別稱取80mg、100mg、120mg、140mg、160mg、180mg、200mg、220mg、240mg的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(5.6)于測(cè)量盤內(nèi)，按樣品源的制備(7.2.4)相同步驟，制成不同厚度的系列標(biāo)準(zhǔn)源，均勻平鋪在測(cè)量盤底部，晾干后，置于低本底α、β測(cè)量?jī)x(6.1)上測(cè)量每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源的總β計(jì)數(shù)率。以總β凈計(jì)數(shù)率為縱坐標(biāo)，鋪盤量為橫坐標(biāo)，繪制β自吸收曲線。當(dāng)鋪盤量達(dá)到一定的值時(shí)，總β凈計(jì)數(shù)率不再隨鋪盤量的增加而增加，延長(zhǎng)自吸收曲線的斜線段與水平段，交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鋪盤量即為標(biāo)準(zhǔn)源的有效飽和厚度，也就是方法的最小鋪盤量。理論估算：如果有效飽和厚度測(cè)量有困難，可直接按0.1Amg計(jì)算。8.3空白試樣的測(cè)定將空白試樣(7.2.5)在低本底a、β測(cè)量?jī)x(6.1)上測(cè)量總β計(jì)數(shù)率?？偊掠?jì)數(shù)率應(yīng)保持在儀器總β本底平均計(jì)數(shù)率的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，否則應(yīng)更換硫酸鈣(5.5)或采用空白試樣的總β計(jì)數(shù)率代替儀器本底計(jì)數(shù)率。8.4實(shí)驗(yàn)室全過程空白試樣的測(cè)定將實(shí)驗(yàn)室全過程空白試樣(7.2.6)在低本底α、β測(cè)量?jī)x(6.1)上測(cè)量總β計(jì)數(shù)率?？偊掠?jì)數(shù)率應(yīng)保持在儀器總β本底平均計(jì)數(shù)率的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，否則應(yīng)選用放射性水平更低的化學(xué)試劑，或采用實(shí)驗(yàn)室全過程空白試樣的總β計(jì)數(shù)率代替儀器本底計(jì)數(shù)率。8.5標(biāo)準(zhǔn)源的測(cè)定將標(biāo)準(zhǔn)源(7.2.7)在置于低本底a、β測(cè)量?jī)x(6.1)上測(cè)量總β計(jì)數(shù)率，以計(jì)數(shù)率R,(s1)表示，并記錄計(jì)數(shù)時(shí)刻、時(shí)間間隔和日期。8.6樣品源的測(cè)定樣品源(7.2.4)晾干后應(yīng)立即在低本底a、β測(cè)量?jī)x(6.1)上測(cè)量總β計(jì)數(shù)率R、(s1),并記錄計(jì)數(shù)時(shí)刻、時(shí)間間隔和日期。測(cè)量時(shí)間的長(zhǎng)短取決于樣品和本底的計(jì)數(shù)率及所要求的精度。計(jì)算方法參見附錄A中A.1。儀器對(duì)同一樣品源計(jì)數(shù)率的測(cè)量結(jié)果存在波動(dòng)，需測(cè)量5次以上，取算術(shù)平均值。5s1;驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.3%～20%和3.1%～7.7%;實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為8.6%和7.5%;量方法的回收率，加標(biāo)回收率分別為91.4%～111%和92.2%～108%;加標(biāo)回收率最終值分別為(97.4±16.6)%和(97.8±12.4)%。6選擇一個(gè)工作日或一個(gè)工作單元(如完成一個(gè)或一組樣品測(cè)量所需的時(shí)間)為檢驗(yàn)的時(shí)間區(qū)間，在該時(shí)間區(qū)間內(nèi)，測(cè)量10～20次相同時(shí)間間隔的儀器本底計(jì)數(shù)，按照式(2)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量x2的值，在x2n——所測(cè)本底的次數(shù)；S——n次本底計(jì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；N——n次本底計(jì)數(shù)的平均值，也是按泊松分布計(jì)算的本底計(jì)數(shù)的方差。11.1.2儀器本底、效率質(zhì)量控制使用質(zhì)量控制圖檢驗(yàn)儀器的穩(wěn)定性，以保證日常工作的一致性。數(shù)率和參考源的探測(cè)效率，繪制儀器本底和效率質(zhì)控圖。參考源推薦使用氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)源(7.2.7)或率不少于(102~103)粒子數(shù)/(min-2π)。本底測(cè)量頻次：1次/半月，測(cè)量時(shí)間取60～240min,每次測(cè)量3次以上，取算術(shù)平均值；效率測(cè)量頻次：1次/2月，測(cè)量時(shí)間取5～10min,每次測(cè)量3次以上，取算術(shù)平均值。當(dāng)積累20個(gè)以上數(shù)據(jù)后，以本底計(jì)數(shù)率或儀器效率為縱坐標(biāo)，日期(或測(cè)量次序)為橫坐標(biāo)，繪制質(zhì)量控制圖，在平均值π的上下各標(biāo)出控制線(π±3σ)和警告信線(π±2σ)。若定期測(cè)量的儀器本底計(jì)數(shù)率或效率在警告線內(nèi)，則表示儀器性能正常；若儀器本底計(jì)數(shù)率或效率超過控制線或兩次連續(xù)同側(cè)超過警告線，則表示儀器可能不正常，應(yīng)及時(shí)尋找故障原因；若測(cè)量結(jié)果長(zhǎng)期(連續(xù)7次)偏于平均值一側(cè)，說明儀器性能發(fā)生系統(tǒng)偏差，須繪制新的質(zhì)量控制圖。11.2平行雙樣的測(cè)定每批次(≤20)樣品，隨機(jī)抽取10%～20%的樣品進(jìn)行平行雙樣測(cè)定，樣品數(shù)量少于10個(gè)時(shí)，應(yīng)至少測(cè)定1對(duì)平行雙樣。平行雙樣測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差≤30%,也可按照式(3)進(jìn)行判斷。Uv)——樣品測(cè)量不確定度(置信水平95%),Bq/L。11.3加標(biāo)回收率的測(cè)定每批次(≤20)樣品，隨機(jī)抽取5%～10%的樣品，加入一定量的氯化鉀粉末(加入的氯化鉀總活度不得超過樣品總活度的3倍)做加標(biāo)回收率測(cè)定，樣品數(shù)量少于10個(gè)時(shí)，應(yīng)至少測(cè)定1個(gè)加標(biāo)回收率。加標(biāo)回收率應(yīng)控制在70%～130%之間，也可按照式(4)進(jìn)行判斷。式中：E——加標(biāo)回收測(cè)量結(jié)果比率值；7 U實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度(置信水平95%),Bq;U所加標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度(置信水平95%),Bq。11.4實(shí)驗(yàn)室全過程空白試樣測(cè)定每更新一批試劑均需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室全過程空白試樣測(cè)定。若測(cè)量的實(shí)驗(yàn)室全過程空白試樣的總β計(jì)數(shù)率在儀器總β本底平均計(jì)數(shù)率3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，則可以忽略，否則，則應(yīng)選用更低放射性的試劑或選用空白試樣的總β計(jì)數(shù)率值代替本底值。12廢物處理實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的低水平放射性廢液或固體廢物應(yīng)集中收集，統(tǒng)一保管，做好相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行處理。13注意事項(xiàng)13.1應(yīng)選擇與待測(cè)樣品中放射性核素種類以及灼燒后殘?jiān)幕瘜W(xué)組分中主要β射線能量相同或相近的核素作為標(biāo)準(zhǔn)源，以提高方法的準(zhǔn)確度，如氯化鉀、137Cs、9sr等。13.2應(yīng)采用相同材質(zhì)的玻璃器皿。13.3廢水鹽度較高時(shí)，測(cè)量靈敏度會(huì)降低。13.4固體中總β放射性的測(cè)量可參照本標(biāo)準(zhǔn)樣品源的制備和測(cè)量部分。8(資料性附錄)正確使用本標(biāo)準(zhǔn)的說明A.1測(cè)量時(shí)間測(cè)量時(shí)間可按照式(A.1)估算：E——預(yù)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。A.2靈敏度靈敏度取決于水中殘?jiān)?、無機(jī)鹽量、探測(cè)器的探測(cè)效率和放射性核素種類，不同探測(cè)器的探測(cè)效表A.1