GB∕T 35188-2017 海洋沉積物中碘-131的測定 β計數(shù)法（正式版）

海洋沉積物中碘-131的測定β計數(shù)法2017-12-29發(fā)布中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布I前言 2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14方法原理 25試劑與材料 26儀器及設(shè)備 7采樣 8分析步驟 39結(jié)果計算 510空白試驗 611精密度和準確度 附錄A(規(guī)范性附錄)海洋沉積物中3II的分析記錄與計算表 8參考文獻 9Ⅲ本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標準由國家海洋局提出。本標準由全國海洋標準化技術(shù)委員會(SAC/TC283)歸口。本標準起草單位：國家海洋局南海環(huán)境監(jiān)測中心。1海洋沉積物中碘-131的測定β計數(shù)法警告——使用本標準的人員應(yīng)有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本標準并未指出所有可能的安全問題。使用者有責(zé)任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。1范圍本標準規(guī)定了采用β計數(shù)法測定海洋沉積物中碘-131(以下簡寫為3II)的方法。本標準適用于海洋沉積物中l(wèi)3I的分析測定。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。放射性衰變radioactivedecay放射性核素放射出粒子后變成另一種核素的現(xiàn)象。半衰期radioactivehalf-life放射性核素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需要的時間。衰變常量decayconstant表示一個原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的幾率。本底background除樣品的計數(shù)外，其他如宇宙射線、放射性污染、電磁干擾等因素在儀器中產(chǎn)生的計數(shù)。本底計數(shù)率backgroundcountrate除樣品的放射性外，其他因素引起的計數(shù)率。探測效率detectionefficiency在一定探測條件下，探測器探測到的粒子數(shù)，與在同一時間間隔內(nèi)由輻射源發(fā)射出的該種粒子總數(shù)的比值表示。在給定的置信度下，低本底β測量儀可以探測到的最低活度。24方法原理131I衰變方式有β衰變和γ衰變，其中β衰變的能量及分支比為：0.606MeV(分支比89.2%)、0.334MeV(分支比7.27%)、0.248MeV(分支比2.1%);γ衰變的能量及分支比為：0.364MeV(分支比81.7%)、0.637MeV(分支比7.17%)、0.284MeV(分支比6.14%),因此可以利用低本底β測量儀測定環(huán)境樣品中的31I放射性。5試劑與材料除非另有說明，本標準中所用試劑均為分析純。水均為去離子水或同等純度的水：電阻率大于5.2I31I參考溶液：放射性核純度大于99%,比活度為10Bq/mL～30Bq/mL.5.3187Cs參考溶液：放射性核純度大于99%,比活度為10Bq/mL～30Bq/mL。5.4無水碳酸鈉(Na?CO?)。5.5無水乙醇(CH?CH?OH)。5.7次氯酸鈉溶液(NaClO):有效氯不小于7.5%。5.8硝酸(HNO?):p=1.42g/mL。5.13硝酸銀(AgNO?)。量取384.0mL硝酸(5.8),用去離子水稀釋至1000mL,冷卻，盛于棕色試劑瓶中，備用。稱取80.0g氫氧化鈉(5.9),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL。稱取40.0g氫氧化鈉(5.9),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL。稱取112.0g氫氧化鉀(5.10),溶解于500mL水中，冷卻后稀釋至1000mL。5.18混合堿溶液。將氫氧化鈉溶液(5.15)和氫氧化鉀溶液(5.17)按照3:2的體積比混合。稱取345.0g亞硝酸鈉(5.11),溶解于500mL水中，稀釋至1000mL,移入棕色試劑瓶中，避光5.20亞硫酸氫鈉溶液：5%(質(zhì)量分數(shù))。稱取5.0g亞硫酸氫鈉(5.12),完全溶解于95mL水中，移入棕色試劑瓶中，避光保存。5.21硝酸銀溶液：1%(質(zhì)量分數(shù))。3稱取10.0g硝酸銀(5.13),溶解于20.0mL硝酸溶液(5.14)中，稀釋至1000mL,移入棕色試劑瓶5.22碘載體溶液：碘含量為10.00mg/mL。配制和標定如下：a)配制。用分析天平(6.8)稱取13.0800g的碘化鉀(5.1)于去離子水中溶解，轉(zhuǎn)入1000mL棕色容量瓶中。加入0.5g無水碳酸鈉(5.4),稀釋至刻度。保存于棕色試劑瓶中，使用前標定。b)標定。分別用移液管吸取5.00mL的碘載體溶液加入至6個100mL燒杯中，然后加入50mL去離子水，在攪拌下滴加硝酸(5.8)至溶液呈金黃色，再加入10.0mL硝酸銀溶液(5.21),生成黃色沉淀，加熱至微沸，自然冷卻后用已稱重的玻璃砂芯坩堝(6.9)抽濾，用量筒量取5mL水和5mL無水乙醇(5.5)交替洗滌3次。將帶有沉淀的玻璃砂芯坩堝置于烘箱(6.2)中100℃烘干(約15min),在干燥皿中冷卻(約30min)后稱重，通過碘化銀的重量計算碘載體溶液中碘的濃度。5.23精密pH試紙。6儀器及設(shè)備6.1低本底β測量儀：使用SrYβ源，2π效率比不小于50%時，本底不大于0.15計數(shù)/(cm2·min)。6.2烘箱。6.3電熱板。6.4馬弗爐。6.5水浴鍋。6.7不銹鋼可拆卸漏斗：可拆卸漏斗全部用不銹鋼材質(zhì)制成，各部件表面光滑，漏斗管內(nèi)表面粗糙度不大于Ral.6。6.8分析天平：準確到0.1mg。6.10一般實驗室常用儀器及設(shè)備。樣品采集與貯存按照GB17378.3的規(guī)定執(zhí)行。從樣品采集到分析完成的時間間隔不應(yīng)超過8分析步驟8.1試樣制備將沉積物樣品烘干(約110℃)研磨后，置烘箱(6.2)中在110℃條件下烘干(約1h)。轉(zhuǎn)移至干燥皿中，冷卻至室溫(約30min)。稱取10.0g經(jīng)研磨后的沉積物樣品，置于60mL瓷蒸發(fā)皿中，依次加入2.00mL碘載體溶液(5.22)、10.0mL混合堿溶液(5.18),攪拌均勻。將樣品在烘箱內(nèi)烘干(約110℃),隨后轉(zhuǎn)移至馬弗爐(6.4)內(nèi)，在450℃條件下灼燒(約1h),自然冷卻至室溫。將冷卻后的樣品完全轉(zhuǎn)入到100mL離心管中，加入40mL去離子水。置水浴鍋(6.5)中水浴加熱4(約5min)。然后用玻璃棒攪拌并粉碎其中的塊狀物，攪拌完全后(約1min,防止濺出),用離心機(6.6)離心，將上清液轉(zhuǎn)移到250mL分液漏斗中。然后，再用20mL和10mL水在水浴條件下對樣品依次進行第二次、第三次浸取，將上清液相合(自然冷卻至室溫),棄固相。8.3萃取在通風(fēng)櫥中，依次向浸取后的分液漏斗中加入20mL四氯化碳(5.6)和1.0mL次氯酸鈉溶液(5.7),充分振蕩混勻(約2min),并放氣。然后加入2.0mL亞硝酸鈉溶液(5.19),并慢慢加入硝酸(5.8),調(diào)pH值為1。充分振蕩混勻(約2min),并放氣，此時四氯化碳呈紫色。靜置10min后分離，將下層有機相轉(zhuǎn)移到250mL分液漏斗中。依次用20mL四氯化碳(5.6)對水相進行第二次，第三次萃用等體積的水洗滌有機相，充分振蕩(約2min),并放氣。靜置10min后分離，將有機相轉(zhuǎn)移到另一個250mL分液漏斗中，棄去水相。8.5反萃取在有機相中加入等體積的水，加8滴亞硫酸氫鈉溶液(5.20)。充分振蕩(約2min),并放氣，待有機相紫色消退，靜置10min后分離，將上層水相轉(zhuǎn)移到100mL燒杯中，棄有機相。將反萃取后的燒杯中溶液加熱至微沸，除去剩余的四氯化碳。自然冷卻至室溫后，在攪拌下滴加硝酸(5.8)至溶液呈金黃色時，立即加入7.0mL硝酸銀溶液(5.21),生成黃色碘化銀沉淀。加熱至微沸，取下自然冷卻至室溫。8.7制源8.7.1用不銹鋼可拆卸漏斗(6.7)將碘化銀沉淀過濾在已稱重不銹鋼濾紙?zhí)兹?。分別取5mL水和5mL無水乙醇(5.5)交替洗滌3次。取下載有沉淀的樣品盤，在100℃下烘干。放入干燥皿中，冷卻至室溫(約30min),稱重。8.7.2將載有沉淀源的不銹鋼墊圈放置到透明膠帶上，蓋上一層質(zhì)量厚度為3.0mg/cm2的塑料膜，壓實墊圈周圍的空隙，粘牢后剪齊外緣，制得樣品源。8.8測定8.8.1自吸收曲線的繪制8.8.1.1量取0.10mL13II參考溶液(5.2)滴在不銹鋼樣品盤內(nèi)，加1滴氫氧化鈉溶液(5.16),在烘箱內(nèi)烘干(約100℃),制成與樣品測定條件一致的參考源，在低本底β測量儀(6.1)上測定，其放射性活度8.8.1.2取6個100mL燒杯分別用加入0.50mL,1.00mL,1.50mL,2.00mL,2.50mL,3.00mL碘載體溶液(5.22),再各加入0.10mLl3II參考溶液(5.2),按8.6～8.7操作制源。將參考源和制備的6個沉淀源，分別在低本底β測量儀(6.1)上測定放射性活度。各源的放射性活度經(jīng)化學(xué)回收率校正后為I,以I?為標準，求出不同樣品厚度的碘化銀沉淀源的自吸收校正系數(shù)ε。以自吸收校正系數(shù)e為縱坐標，以碘化銀沉淀源質(zhì)量厚度為橫坐標繪制自吸收標準曲線。5GB/T35188—20178.8.2儀器的探測效率以l37Cs標準參考液(5.3)為標準制源，測定儀器的3Iβ探測效率。按式(1)計算儀器的探測效率η——儀器的探測效率，單位為計數(shù)每秒每貝可(cps/Bq);nsa——標準樣品計數(shù)率，單位為計數(shù)每秒(cps);n,——本底計數(shù)率，單位為計數(shù)每秒(cps);Au——標準樣品3Cs的活度，單位為貝可(Bq)。8.8.3樣品源測定將樣品源置于低本底β測量儀(6.1)中立即測定。記下測定時間(年/月/日/時/分)。測定時間視樣品源的活度而定。9結(jié)果計算9.1化學(xué)回收率按式(2)計算31I的化學(xué)回收率(Y):式中：Y——13II的化學(xué)回收率；m——AgI樣品源凈重，單位為克(g);m?——加入碘載體溶液中的碘含量，單位為克(g);M——碘化銀的摩爾質(zhì)量，234.77g/mol。9.2海洋沉積物中31I的比活度計算按式(3)計算海洋沉積物中8II的比活度(A):A——海洋沉積物中131I的比活度，單位為貝可每千克(Bq/kg);n、——樣品計數(shù)率，單位為計數(shù)每秒(cps);f——樣品測定期間的衰變校正因子；7——儀器的探測效率，e——自吸收校正系數(shù)；w——海洋沉積物樣品的質(zhì)量，單位為千克(kg);t——采樣到測定開始的時間間隔，單位為秒(s)。f按式(4)計算，…(3)6GB/T35188—2017t.——樣品的測定時間，單位為秒(s)。9.3海洋沉積物中13II的比活度的誤差計算按式(5)計算樣品中3II的比活度的誤差(σA):σA——樣品的比活度的誤差，單位為貝可每升(Bq/L);t,——本底測定時間，單位為秒(s);N?——本底總計數(shù)，單位為計數(shù)(c);Ns——樣品總計數(shù)，單位為計數(shù)(c)。9.4儀器的探測限當置信度為95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)時，按式(6)計算儀器的探測限(LLD):LLD——儀器探測限，單位為計數(shù)每秒(cps);S,——儀器本底計數(shù)率的標準(偏)差。9.5分析方法的探測限分析方法的探測限取決于沉積物中131I的含量，與β計數(shù)測量系統(tǒng)的探測效率、本底計數(shù)率、計數(shù)時間、化學(xué)回收率、自吸收等多種因素有關(guān)。在典型條件下，本方法的探測限為2.78Bq/kg。按式(7)計算分析方法的探測限(LLM):式中：LLM——分析方法的探測限，單位為貝可每千克(Bq/kg);9.6記錄海洋沉積物中131I的分析記錄與計算表見附錄A。10空白試驗每當更換試劑時，應(yīng)進行空白試驗，樣品數(shù)不少于6個。按8.1～8.8操作，并計算空白試樣的平均計數(shù)率和標準誤差。11精密度和準確度當置信度為95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)時，標準刻度源的測定計數(shù)統(tǒng)計誤差應(yīng)在2%以7內(nèi)，樣品測定計數(shù)統(tǒng)計誤差應(yīng)在15%以內(nèi)。本實驗室用本方法測定同一海洋沉積物樣品，化學(xué)回收率分別為63.2、59.7、61.2、61.9,平均回收率分別為61.5%。相對標準偏差為1.5%。四個實驗室用本方法測定同一海洋沉積物樣品，化學(xué)回收率分別為58.5%、66.5%、61.7%、61.5%。相對標準偏差為3.3%。8(規(guī)范性附錄)表A.1給出了海洋沉積物中13II的分析記錄與計算表的格式。表A.1海洋沉積物中31I的分析記錄與計算任務(wù)名稱監(jiān)測海區(qū)第頁第頁序號運算1站號2采樣時間(月/日/時/分)3取樣質(zhì)量w/kg4坩堝編號5加入載體量/mL6托盤序號7樣品源加托盤重m+b/g8托盤重mb/g9樣品源凈重m/gms+b—mb化學(xué)回收率Y式(2)計算探測器序號探測器效率η測定時間(月/日/時/分)采樣到測定的時間間隔t/h本底測定時間tu/s—本底計數(shù)N,樣品測定時間t./s樣品源總計數(shù)N、樣品凈計數(shù)率n;/cpsN,/t,-N,/t?衰變樣校正因子f式(4)計算自吸收校正系數(shù)ε1