Sr树脂萃取色层法分析污染土中90Sr

陈文若+韩雪梅+陈静+罗素军+高永萍

摘 要：针对环境调查项目中样品放射性不同的现状，重点开展了其中90Sr分析研究工作。本文采用SR树脂萃取色柱分离放射性污染土样中90Sr，主要开展了吸附酸度、吸附流速、洗涤、解析剂等条件试验，切伦科夫计数法测定放置平衡后90Sr的最佳参数，建立了SR树脂萃取色柱分析放射性污染土样中90Sr的方法。当处理放射性污染土样为1.0g时，方法检出限为0.062Bq/g，90Sr加标回收率在89.3%～95.9%之间，方法精密度为8.3%。

关键词：SR树脂 萃取色层法 污染土 90Sr

中图分类号：TL751 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（c）-0122-02

90Sr是重要的裂变产物，属于纯β发射体，具有产额高、寿命长的特点，是一种高毒类的亲骨性核素[1]。生成的高能β射线会对骨髓造血组织产生较大辐射损伤。同时在核设施退役、放射性三废治理及污染区域治理等活动中90Sr是重点关注核素之一，因此在核设施退役及放射性污染区域治理等过程中须对其进行准确分析。

1 主要仪器和试剂

低本底液体闪烁计数器，具有α/β甄别功能；SR树脂，50～100μm；微色谱柱，柱尺寸为φ5mm×90mm；电子天平，感量0.1mg；四氟乙烯罐，100mL；不锈钢高压消解罐；HNO3（65%～68%）；HF≥40%；HCLO4（70%～72%）；Sr树脂（粒径：100～150μm）；90Sr放射性标准溶液，原子高科产品。

2 实验内容

2.1 样品预处理

称取经破碎、研磨、筛分后采用四分法缩分的1.0g（准确至0.01g）试样于聚四氟乙烯罐中，加入硝酸10mL、高氯酸2mL、氢氟酸3mL，于180℃烘箱中分解2h，取出冷却，于电热板上蒸至近干，加入2mL硝酸蒸至近干，重复加入硝酸蒸干步骤2次，用硝酸溶解后备用。

2.2 萃取色层分离条件的确定

2.2.1 锶树脂对Sr（Ⅱ）萃取能力的分析

Sr树脂固定相萃取剂是溶解于辛醇中的冠醚（二环己基-18-冠-6），其空穴尺寸和锶离子直径较为匹配。金属离子在锶特效树脂上的分配系数与硝酸的关系，在高浓度的硝酸体系下，锶的分配系数远远高于其他金属离子，因而选用锶特效树脂是分离Sr（Ⅱ）的最佳萃取剂。

2.2.2 吸附酸度的选择

准确移取0.2mL90Sr-90Y放射性标准标准7个，分别调节酸度为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上柱分离，吸附流出液放置14d后，用切伦科夫计数法进行测量。吸附酸度曲线见图1。

由图1可以看出，吸附酸度在8.0mol/L HNO3-1.0mol/L HNO3时，吸附流出液中90Sr占总活度的3.10%～5.87%，且8.0mol/L HNO3时流出率最低，因此选择吸附酸度为8.0mol/L HNO3。

2.2.3 上柱流速的确定

根据文献[3]给出的SR树脂的吸附容量为6.5mg Sr/mL，可以保证本文选择的1g放射性污染土样中的核素完全被吸附，不会因树脂吸附饱和穿透。选择流速2.0mL/min与1.0mL/min进行6组实验对比（见图2）。

由图2可以看出，流速为1mL/min时，6组测试样品流出液中90Sr活度均低于流速为2mL/min的，因此选择流速为1mL/min。以下实验均采用次流速。

2.2.4 洗涤液的选择

根据文献[3]依次用10mL 8mol/L HNO3、5mL 3mol/L HNO3、0.05mol/L H2C2O4、10mL 8 mol/L HNO3洗涤色谱柱，通过这三步洗涤可以去除色谱柱上的Y、K、Ba、Ca、Bi、Pu、Am、Np、Ce等离子。

2.2.5 解析液种类的选择

准确移取0.2 mL90Sr-90Y标准，调节酸度8mol/L上柱分离。分别采用二次水、0.05mol/L HNO3与1.0mol/L HNO3解析柱子，接取解析液10mL于液体闪烁仪上测量（见图3）。

由图3可以看出，随着解析液酸度变大，其解析率呈下降趋势，6组测试样品中二次水的解析率最高，在90%以上。因此选择解析液为二次水。

2.3 90Sr-90Y的切伦科夫计数效率曲线

考虑到在解析时，很难准确掌握收集的每个样品体积都一致，因此对不同体积下的90Sr-90Y切伦科夫计数效率进行实验。图4为在体积5～20mL下的计数效率曲线。

從图4可以看出，当测量体积在5～20mL之间，90Sr-90Y切伦科夫计数效率为32.37%-32.60%，平均效率为32.48%，测量体积对90Sr切伦科夫计数效率影响不大。

2.4 方法收率及精密度

分别于12个高压消解罐中平行称取1.0g（精确至0.1mg）污染土样，经萃取色层分离后，6个样品做精密度实验。另外6个样品分别加入0.2mL90Sr标准，进行加标回收率实验。方法精密度结果列于表1中，方法加标回收率结果列于表2中。

从表1、表2可以看出，该方法精密度为8.34%，对90Sr加标回收率在89.3%～95.9%之间。

3 结论

（1）建立了SR树脂萃取色层法分析污染土样中90Sr的方法。

（2）经过对某污染土样品的分析结果表明，方法对90Sr加标回收率在89.3%～95.9%之间，精密度为8.3%。

（3）该方法处理污染土样量为1g时，方法检出限为0.062Bq/g。

（4）采用本方法分析污染土人员投入少、分离过程快、样品制备简单、仪器自动化水平高。

参考文献

[1] 舒复君，杨金玲，杨志红，等.一种快速分析土壤样品中Sr的方法[J].核化学与放射化学，2011，35（1）：14-18.

[2] Triskem公司产品和技术手册[Z].

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