HJ 898-2017 水質 總α放射性的測定 厚源法（正式版）

中華人民共和國國家環(huán)境保護標準水質總α放射性的測定厚源法發(fā)布2018-02-01實施 1適用范圍 12規(guī)范性引用文件 3術語和定義 14方法原理 25試劑和材料 26儀器和設備 27樣品 38分析步驟 49結果計算與表示 510精密度和準確度 511質量保證和質量控制 612廢物處理 713注意事項 7附錄A(資料性附錄)正確使用本標準的說明 8附錄B(規(guī)范性附錄)總α、總β放射性同時測量時總α放射性活度濃度的校正 為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國放射性污染防治法》,保護環(huán)境，保障人體健康，規(guī)范水中總α放射性的測定方法，制定本標準。本標準規(guī)定了測定地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中總α放射性的厚源法。本標準附錄A為資料性附錄，附錄B為規(guī)范性附錄。本標準為首次發(fā)布。本標準由環(huán)境保護部環(huán)境監(jiān)測司和科技標準司組織制訂。本標準起草單位：江蘇省核與輻射安全監(jiān)督管理局。本標準驗證單位：浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站、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)測管理站。本標準環(huán)境保護部2017年12月21日批準。本標準由環(huán)境保護部解釋。1水質總α放射性的測定厚源法警告：實驗中使用的硝酸、硫酸、丙酮及微量放射性物質具有腐蝕性、毒性和放射性，試劑配制過程應在通風櫥內進行，操作時應按要求佩戴防護器具，避免吸入呼吸道和接觸皮膚、衣物。本標準適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中總α放射性的測定。方法探測下限取決于樣品含有的殘渣總質量、測量儀器的探測效率、本底計數率、測量時間等，典型條件下，探測下限可達4.3×10~2Bq/本標準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準。GB12379環(huán)境核輻射監(jiān)測規(guī)定HJ493水質樣品的保存和管理技術規(guī)定HJ494水質采樣技術指導HJ495水質采樣方案設計技術規(guī)定HJ/T61輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范HJ/T91地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范3術語和定義指在本標準規(guī)定的制樣條件下，樣品中不揮發(fā)的所有天然和人工放射性核素的α輻射體總稱。指某一放射性射線發(fā)射率隨著放射性物質厚度的增加而增加，當放射性物質厚度達到一定程度時，射線發(fā)射率將不再隨放射性物質厚度的增加而增加，則該厚度為該放射性射線的有效飽和厚度。根據不同直徑的測量盤，當鋪盤厚度達到放射性射線的有效飽和厚度時，對應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樣品蒸發(fā)濃縮，轉化成硫酸鹽后蒸發(fā)至干，然后置于馬弗爐內灼燒得到固體殘渣。準確稱取不少于“最小取樣量”的殘渣于測量盤內均勻鋪平，置于低本底α、β測量儀上測量總α的計數率，以計算樣品中總α的放射性活度濃度。5試劑和材料除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的分析純試劑，實驗用水為新制備的去離子水或蒸餾水，所有試劑的總α放射性應低于方法的探測下限。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)級純。使用前應在105℃下干燥恒重，保存于干燥器中。硫酸鈣粉末中可能含有痕量的226Ra和210Pb,使用前，應稱取與樣品相同質量的硫酸鈣粉末于測量盤內鋪平，在低本底α、β測量儀上測量其總α計數率，應保持在儀器總α平均本底計數率的3倍標準偏差范圍內，否則應更換硫酸鈣粉末或采用硫酸鈣粉末的總α計數率代替儀器本底計數率。5.6有證標準物質：以2*Am標準溶液為總α標準物質，活度濃度值推薦5.0～100.0Bq/g。6儀器和設備6.1低本底a、β測量儀：儀器的性能指標應滿足GB/T11682中相關要求。6.2分析天平：感量0.1mg。6.3可調溫電熱板：也可選用電爐或其他加熱設備。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測量盤：帶有邊沿的不銹鋼圓盤，圓盤的質量厚度至少為2,5mg/mm2,測量盤的直徑取決于儀器探測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)內于105℃下烘干后，置于馬弗爐(6.6)內350℃下灼燒1h,取出在干燥器內冷卻后稱重，連續(xù)兩次稱量(時間間隔大于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。6.11一般實驗室常用儀器和設備。37樣品7.1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的相關規(guī)定執(zhí)行。采樣前將采樣設備清洗干凈，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，以減少放射性物質被器壁吸收所造成的損失。樣品采集后，應盡快分析測定，樣品保存期一般不得超過2個月。采樣量建議不少于6L。如果要測量澄清的樣品，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7.2.1濃縮根據殘渣含量估算實驗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、灼燒后的殘渣總質量略大于0.1Amg(A為測量盤的面積，mm2),灼燒后的殘渣總質量按0.13Amg估算取樣量。量取估算體積的待測樣品于燒杯中，置于可調溫電熱板(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，防止鹽類結晶附著在杯壁，然后將洗液一并倒入蒸發(fā)皿中。對于硬度很小(如以碳酸鈣計的硬度小于30mg/L)的樣品，應盡可能地量取實際可能采集到的最大樣品體積來蒸發(fā)濃縮，如果確實無法獲得實際需要的樣品量，也可在樣品中加入略大于0.13Amg的硫酸鈣(5.5),然后經蒸發(fā)、濃縮、硫酸鹽化、灼燒等過程后制成待測樣品源。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。將裝有殘渣的蒸發(fā)皿放入馬弗爐(6.6)內，在350℃下灼燒1h后取出，放入干燥器內冷卻，冷卻后準確稱量，根據和蒸發(fā)皿(6.8)的差重求得灼燒后殘渣的總質量。7.2.4樣品源的制備將殘渣全部轉移到研缽中，研磨成細粉末狀，準確稱取不少于0.1Amg的殘渣粉末到測量盤中央，用滴管吸取有機溶劑(5.4),滴到殘渣粉末上，使浸潤在有機溶劑中的殘渣粉末均勻平鋪在測量盤內，然后將測量盤晾干或置于烘箱中烘干，制成樣品源。7.2.5空白試樣的制備準確稱取與樣品源相同質量的硫酸鈣(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實驗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量的殘渣，制成實驗室全過程空白試樣。7.2.7標準源的制備準確稱取2.5g的硫酸鈣(5.5)于150ml燒杯中，加入10ml硝酸溶液(5.2),攪拌后加入100ml4的熱水(80℃以上),在電熱板上小心加熱以溶解固態(tài)物質。把所有溶液轉入200ml蒸發(fā)皿(6.8)中，準確加入5～10Bq的標準物質(5.6),在紅外箱內或紅外燈下緩慢蒸干，再置于馬弗爐內350℃下灼燒1h,取出，放入干燥器內冷卻后稱重，獲得含有241Am的硫酸鈣標準粉末。根據加入的241Am總活度和灼燒后得到的硫酸鈣殘渣總質量，按照式(1)計算硫酸鈣標準粉末的總a放射性活度濃度α,(Bq/g)。A?加入的2*1Am標準溶液的活度濃度，Bq/g;M?加入的2*Am標準溶液質量，mg;將硫酸鈣標準粉末研細，稱取與樣品源相同的質量于測量盤中，按樣品源的制備(7.2.4)相同步驟，制成標準源，記錄鋪盤的日期和時間。也可直接購買有證24|Am固體粉末標準物質，使用前在105℃下干燥恒重后，直接稱取、鋪盤、測量。8分析步驟8.1儀器本底的測定取未使用過、無污染的測量盤(6.7),洗滌后用酒精浸泡1h以上，取出、烘干，置于低本底α、β測量儀(6.1)上連續(xù)測量儀器的總α本底計數率8～24h,確定儀器本底的穩(wěn)定性，取平均值，以計數率R?(s1)表示。8.2有效飽和厚度(最小鋪盤量)的確定實際測量：分別稱取80mg、100mg、120mg、140mg、160mg、180mg、200mg、220mg、240mg的標準源(7.2.7)于測量盤內，按樣品源的制備(7.2.4)相同步驟，制成不同厚度的系列標準源，均勻平鋪在測量盤底部，晾干后，置于低本底α、β測量儀(6.1)上測量每個標準源的總a計數率。以總a凈計數率為縱坐標，鋪盤量為橫坐標，繪制α自吸收曲線。當鋪盤量達到一定的值時，總a凈計數率不再隨鋪盤量的增加而增加，延長自吸收曲線的斜線段與水平段，交叉點對應的鋪盤量即為標準源的有效飽和厚度，也就是方法的最小鋪盤量。理論估算：如果有效飽和厚度測量有困難，可直接按0.1Amg計算。8.3空白試樣的測定將空白試樣(7.2.5)在低本底α、β測量儀(6.1)上測量總α計數率?？偊劣嫈德蕬３衷趦x器總a本底平均計數率的3倍標準偏差范圍內，否則應更換硫酸鈣(5.5)或采用空白試樣的總α計數率代替儀器本底計數率。8.4實驗室全過程空白試樣的測定將實驗室全過程空白試樣(7.2.6)在低本底α、β測量儀(6.1)上測量總α計數率?？偊劣嫈德蕬３衷趦x器總α本底平均計數率的3倍標準偏差范圍內，否則應選用放射性水平更低的化學試劑，或采用實驗室全過程空白試樣的總α計數率代替儀器本底計數率。5驗室內相對標準偏差分別為8.5%～26%和36量方法的回收率，加標回收率分別為94.8%～120%和96.9%～110%;加標回收率最終值分別為(105±17.6)%和(103±11.6)%。該時間區(qū)間內，測量10～20次相同時間間隔的儀器本底計數，按照式(3)計算統(tǒng)計量x2的值，在x2(102~103)粒子數/(min-2π)。量頻次：1次/2月，測量時間取5～10min,每次測量3次以上，取算術平均值。當積累20個以上數據后，以本底計數率或儀器效率為縱坐標，日期(或測量次序)為橫坐標，繪每批次(≤20)樣品，隨機抽取10%～20%的樣品進行平行雙樣測定，樣品數量少于10個時，應平行雙樣測定結果的相對偏差應≤30%,也可按照式(4)進行判斷。7U(v)——樣品測量不確定度(置信水平95%),Bq/L。每批次(≤20)樣品，隨機抽取5%～10%的樣品，加入一定量的24'Am標準溶液(加入的241Am總活度不得超過樣品總活度的3倍)做加標回收率測定；樣品數量少于10個時，應至少測定1個加標加標回收率應控制在70%～130%之間，也可按照式(5)進行判斷。 U實驗室測量不確定度(置信水平95%),Bq;Ur所加標準物質的不確定度(置信水平95%),Bq。8s';探測效率/(s1·Bq)91.02——校正系數，即1020ml酸化樣品相當于1000ml原始樣品；如果風險概率(a)和預選置信度(1-β)在同