【中國環保在線 行業標準】環保部於近日發布了《水中14C分析方法—溼法氧化法(徵求意見稿)》,分析方法適用於核設施液態流出物中碳14的測定,環境水體中碳14分析可參考使用。此標準中所用的氧化裝置可選用TOC分析儀,也可自行搭建;分析裝置為低本底液體閃爍儀。
水中碳14分析方法徵求意見 涉TOC和液閃儀
環保部於近日發布了《水中14C分析方法—溼法氧化法(徵求意見稿)》。歷時五年,經過廣泛調研和實驗室認證,標準編制單位環境保護部核與輻射安全中心終確定了溼法氧化和液體閃爍技術法進行水中碳14的測定,分析方法適用於核設施液態流出物中碳14的測定,環境水體中碳14分析可參考使用。
方法原理為:通過酸解洗氣、加過硫酸鹽氧化劑(根據需要,也可適當增加
催化劑)對樣品進行處理,將樣品中所含的無機碳和有機碳轉化為二氧化碳,通過載氣(氮氣)吹掃後用無機鹼液或有機鹼液吸收,吸收液加閃爍液制樣後,在液體閃爍計數器上進行碳14的活度測量。
根據目前市場上的儀器,此標準中所用的氧化裝置可選用TOC分析儀,也可自行搭建;分析裝置為低本底液體閃爍儀。
水中14C分析方法—溼法氧化法
1 適用範圍
本標準規定了水中14C的溼法氧化—液體閃爍計數器測定分析方法。
本標準規定的分析方法適用於核設施液態流出物中14C的測定。環境水體中14C分析可參考使用。
本方法的小可探測限:1.0Bq/L。
2 規範性引用文件
本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是未註明日期的引用文件,其有效版本適用於本標準。
JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示
3 方法原理
3.1方法原理
通過酸解洗氣、加過硫酸鹽氧化劑(根據需要,也可適當增加催化劑)對樣品進行處理,將樣品中所含的無機碳和有機碳轉化為二氧化碳,通過載氣(氮氣)吹掃後用無機鹼液或有機鹼液吸收。吸收液加閃爍液制樣後,在液體閃爍計數器上進行14C的活度測量。
3.2 二氧化碳氣體的轉化
3.3 二氧化碳氣體的吸收
4 試劑和材料
本標準所用試劑除非另有說明,分析時均使用符合國家標準的分析純
化學試劑,實驗用水為新製備的去離子水或蒸餾水。
4.1 過硫酸鈉溶液:100g/L。
4.2 酸溶液:5%V/V磷酸。
4.3 二氧化碳吸收劑:1mol/L氫氧化鈉溶液或有機鹼。有機鹼是較為的CO2吸收劑,
市售的Carbo-Sorb○RE、Optisorb「1」和「Carbamate-1等均與LSC閃爍液兼容,其中10ml
的Carbo-Sorb○RE可以吸收大約58mmol的CO2。
4.4 14C標準:14C正十六烷或Na14CO3。
4.5 14C系列淬滅標準源:CCl4 作為淬滅劑。化學淬滅多用CCl4、丙酮、氯仿或硝基甲烷作為淬滅劑。
4.6 閃爍液。
5 儀器和設備
5.1 樣品製備裝置如圖1所示。此外,TOC分析儀通常也可用作樣品製備裝置。
5.2分析天平:精度為0.1mg。
5.3棕色試劑瓶:保存樣品溶液,使用前需在400°C下烘乾。
5.4移液器:1ml、5ml刻度移液器。
5.5高純氮氣:純度大於等於99.99%。
5.6液閃計數瓶:20ml低鉀玻璃瓶。
5.7低本底液體閃爍計數器:本底小於20cpm。
5.8 採樣容器:玻璃容器或塑料容器。
6 幹擾及消除
6.1 玻璃容器在次使用前,應洗淨、烘乾。
6.2 塑料容器(尤其是新容器)應注入蒸餾水放置一段時間或在水中煮沸後使用。
6.3 如果樣品中存在懸浮物,則應進行過濾(0.45μm濾膜),取用濾出液。
7 樣品採集與保存
7.1 採集的樣品應避光密封保存在預先洗淨烘乾的採樣容器中,採樣容器要完全充滿,不留氣泡。
7.2 採集完的樣品須在短時間內完成分析測量過程,儘可能在24h內測定。
8 分析步驟
8.1 檢查樣品製備裝置及其氣密性。
8.2 用純水對樣品製備裝置進行清洗,排出清洗液。
8.3 在二氧化碳吸收瓶中共加入無機鹼溶液或有機鹼20ml(V1)。
8.4 通入氮氣,以將反應產生的二氧化碳載帶到二氧化碳吸收瓶中。
8.5 將體積為60ml(V2)的水樣加入到反應器中。
8.6 分別加入20ml磷酸溶液(4.2)和20ml過硫酸鈉溶液(4.1)到反應器中。
8.7 將反應器加熱並控制溫度在95±3℃,保持反應時間30分鐘。
8.8 反應過程中產生的二氧化碳氣體經淨化、乾燥處理後進入到二氧化碳吸收瓶中。
8.9 將已吸收二氧化碳的吸收液均勻混合,並移取8ml(V3)至液閃計數瓶,再加12ml閃爍液後,旋緊瓶蓋、搖勻、避光保存。
8.10 用已知活度濃度的標準源作為樣品,按上述8.1~8.9的方法和步驟,製備標定試樣。8.11 將空白水樣,按上述8.1~8.9的方法和步驟,製備空白試樣。
9 測量與數據處理
9.1 測量
將製備好的試樣[包括待測試樣(8.1~8.9),標定試樣(8.10)、空白試樣(8.11)]在低本底液體閃爍計數器中依次分別測量,並保證所有樣品的測量時間一致。
9.2 轉化-吸收聯合效率(ξ)
根據標定試樣的計數率、制定標定試樣的活度濃度等,計算轉化-吸收聯合效率:
式中:ξ—轉化-吸收聯合效率
Ns—標定試樣的計數率,cps;
Nb—空白試樣的計數率,cps;
V3—液閃計數瓶中所加樣品的體積,ml(本標準取8ml);
Es—標定試樣的探測效率,%;
V1—二氧化碳吸收液總體積,ml;
V2—製備標定試樣所用源的體積,ml;
C—製備標定試樣所用源的活度濃度,Bq/ml。
9.3計算水中14C的放射性活度濃度的公式為:
式中:A—待測水樣的活度濃度,Bq/L;
K—單位換算係數,1000ml/L;
V1—二氧化碳吸收液總體積,ml;
V3—液閃計數瓶中所加樣品的體積,ml(本標準推薦8ml);
Nλ—待測試樣的計數率,cps;
Nb—空白試樣的計數率,cps;
Eλ—待測試樣探測效率,%;
ξ—轉化-吸收聯合效率;
Vλ—製備待測試樣所用樣品的體積,ml。
10 不確定度分析
本標準根據JJF1059.1-2012對溼法氧化法測定水中14C的不確定度進行分析。
根據9.2和9.3的計算公式,用u(A)、urel(A)分別表示A的標準不確定度和相對標準不確定度:
11 精密度和準確度
14C活度濃度為14.2Bq/L的水樣,重複性限為2.98Bq/L,再現性限為3.22Bq/L。
14C活度濃度為142.9Bq/L的水樣,重複性限為15.91Bq/L,再現性限為25.95Bq/L。
14C活度濃度為1226.8Bq/L的水樣,重複性限為68.04Bq/L,再現性限為195.55Bq/L。
14C活度濃度分別為10Bq/L、100Bq/L和1000Bq/L時,各實驗室試驗數據的總平均值與參考值的相對誤差均不超過3.5%。
附錄A 方法的探測限
(資料性附錄)
計算探測限公式為:
式中,LLD:探測限(Bq/L)
K:置信係數(1.96,即95%的置信度)
nb:空白試樣計數率(3.95cpm)
T:待測樣品和空白試樣測量時間(90min)
η:二氧化碳轉化率(0.94)
ε:二氧化碳捕集效率(0.673)
E:探測效率(0.66)
κ:淬滅係數(0.942)(1mol/L氫氧化鈉吸收液吸收)
V:進樣樣品體積(0.06L)