GB∕T 35188-2017 海洋沉积物中碘-131的测定 β计数法（正式版）

海洋沉积物中碘-131的测定β计数法2017-12-29发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布I前言 2规范性引用文件 13术语和定义 14方法原理 25试剂与材料 26仪器及设备 7采样 8分析步骤 39结果计算 510空白试验 611精密度和准确度 附录A(规范性附录)海洋沉积物中3II的分析记录与计算表 8参考文献 9Ⅲ本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由国家海洋局提出。本标准由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本标准起草单位：国家海洋局南海环境监测中心。1海洋沉积物中碘-131的测定β计数法警告——使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围本标准规定了采用β计数法测定海洋沉积物中碘-131(以下简写为3II)的方法。本标准适用于海洋沉积物中l3I的分析测定。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。放射性衰变radioactivedecay放射性核素放射出粒子后变成另一种核素的现象。半衰期radioactivehalf-life放射性核素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间。衰变常量decayconstant表示一个原子核在单位时间内发生衰变的几率。本底background除样品的计数外，其他如宇宙射线、放射性污染、电磁干扰等因素在仪器中产生的计数。本底计数率backgroundcountrate除样品的放射性外，其他因素引起的计数率。探测效率detectionefficiency在一定探测条件下，探测器探测到的粒子数，与在同一时间间隔内由辐射源发射出的该种粒子总数的比值表示。在给定的置信度下，低本底β测量仪可以探测到的最低活度。24方法原理131I衰变方式有β衰变和γ衰变，其中β衰变的能量及分支比为：0.606MeV(分支比89.2%)、0.334MeV(分支比7.27%)、0.248MeV(分支比2.1%);γ衰变的能量及分支比为：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测量仪测定环境样品中的31I放射性。5试剂与材料除非另有说明，本标准中所用试剂均为分析纯。水均为去离子水或同等纯度的水：电阻率大于5.2I31I参考溶液：放射性核纯度大于99%,比活度为10Bq/mL～30Bq/mL.5.3187Cs参考溶液：放射性核纯度大于99%,比活度为10Bq/mL～30Bq/mL。5.4无水碳酸钠(Na₂CO₃)。5.5无水乙醇(CH₃CH₂OH)。5.7次氯酸钠溶液(NaClO):有效氯不小于7.5%。5.8硝酸(HNO₃):p=1.42g/mL。5.13硝酸银(AgNO₃)。量取384.0mL硝酸(5.8),用去离子水稀释至1000mL,冷却，盛于棕色试剂瓶中，备用。称取80.0g氢氧化钠(5.9),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL。称取40.0g氢氧化钠(5.9),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL。称取112.0g氢氧化钾(5.10),溶解于500mL水中，冷却后稀释至1000mL。5.18混合碱溶液。将氢氧化钠溶液(5.15)和氢氧化钾溶液(5.17)按照3:2的体积比混合。称取345.0g亚硝酸钠(5.11),溶解于500mL水中，稀释至1000mL,移入棕色试剂瓶中，避光5.20亚硫酸氢钠溶液：5%(质量分数)。称取5.0g亚硫酸氢钠(5.12),完全溶解于95mL水中，移入棕色试剂瓶中，避光保存。5.21硝酸银溶液：1%(质量分数)。3称取10.0g硝酸银(5.13),溶解于20.0mL硝酸溶液(5.14)中，稀释至1000mL,移入棕色试剂瓶5.22碘载体溶液：碘含量为10.00mg/mL。配制和标定如下：a)配制。用分析天平(6.8)称取13.0800g的碘化钾(5.1)于去离子水中溶解，转入1000mL棕色容量瓶中。加入0.5g无水碳酸钠(5.4),稀释至刻度。保存于棕色试剂瓶中，使用前标定。b)标定。分别用移液管吸取5.00mL的碘载体溶液加入至6个100mL烧杯中，然后加入50mL去离子水，在搅拌下滴加硝酸(5.8)至溶液呈金黄色，再加入10.0mL硝酸银溶液(5.21),生成黄色沉淀，加热至微沸，自然冷却后用已称重的玻璃砂芯坩埚(6.9)抽滤，用量筒量取5mL水和5mL无水乙醇(5.5)交替洗涤3次。将带有沉淀的玻璃砂芯坩埚置于烘箱(6.2)中100℃烘干(约15min),在干燥皿中冷却(约30min)后称重，通过碘化银的重量计算碘载体溶液中碘的浓度。5.23精密pH试纸。6仪器及设备6.1低本底β测量仪：使用SrYβ源，2π效率比不小于50%时，本底不大于0.15计数/(cm²·min)。6.2烘箱。6.3电热板。6.4马弗炉。6.5水浴锅。6.7不锈钢可拆卸漏斗：可拆卸漏斗全部用不锈钢材质制成，各部件表面光滑，漏斗管内表面粗糙度不大于Ral.6。6.8分析天平：准确到0.1mg。6.10一般实验室常用仪器及设备。样品采集与贮存按照GB17378.3的规定执行。从样品采集到分析完成的时间间隔不应超过8分析步骤8.1试样制备将沉积物样品烘干(约110℃)研磨后，置烘箱(6.2)中在110℃条件下烘干(约1h)。转移至干燥皿中，冷却至室温(约30min)。称取10.0g经研磨后的沉积物样品，置于60mL瓷蒸发皿中，依次加入2.00mL碘载体溶液(5.22)、10.0mL混合碱溶液(5.18),搅拌均匀。将样品在烘箱内烘干(约110℃),随后转移至马弗炉(6.4)内，在450℃条件下灼烧(约1h),自然冷却至室温。将冷却后的样品完全转入到100mL离心管中，加入40mL去离子水。置水浴锅(6.5)中水浴加热4(约5min)。然后用玻璃棒搅拌并粉碎其中的块状物，搅拌完全后(约1min,防止溅出),用离心机(6.6)离心，将上清液转移到250mL分液漏斗中。然后，再用20mL和10mL水在水浴条件下对样品依次进行第二次、第三次浸取，将上清液相合(自然冷却至室温),弃固相。8.3萃取在通风橱中，依次向浸取后的分液漏斗中加入20mL四氯化碳(5.6)和1.0mL次氯酸钠溶液(5.7),充分振荡混匀(约2min),并放气。然后加入2.0mL亚硝酸钠溶液(5.19),并慢慢加入硝酸(5.8),调pH值为1。充分振荡混匀(约2min),并放气，此时四氯化碳呈紫色。静置10min后分离，将下层有机相转移到250mL分液漏斗中。依次用20mL四氯化碳(5.6)对水相进行第二次，第三次萃用等体积的水洗涤有机相，充分振荡(约2min),并放气。静置10min后分离，将有机相转移到另一个250mL分液漏斗中，弃去水相。8.5反萃取在有机相中加入等体积的水，加8滴亚硫酸氢钠溶液(5.20)。充分振荡(约2min),并放气，待有机相紫色消退，静置10min后分离，将上层水相转移到100mL烧杯中，弃有机相。将反萃取后的烧杯中溶液加热至微沸，除去剩余的四氯化碳。自然冷却至室温后，在搅拌下滴加硝酸(5.8)至溶液呈金黄色时，立即加入7.0mL硝酸银溶液(5.21),生成黄色碘化银沉淀。加热至微沸，取下自然冷却至室温。8.7制源8.7.1用不锈钢可拆卸漏斗(6.7)将碘化银沉淀过滤在已称重不锈钢滤纸套圈。分别取5mL水和5mL无水乙醇(5.5)交替洗涤3次。取下载有沉淀的样品盘，在100℃下烘干。放入干燥皿中，冷却至室温(约30min),称重。8.7.2将载有沉淀源的不锈钢垫圈放置到透明胶带上，盖上一层质量厚度为3.0mg/cm²的塑料膜，压实垫圈周围的空隙，粘牢后剪齐外缘，制得样品源。8.8测定8.8.1自吸收曲线的绘制8.8.1.1量取0.10mL13II参考溶液(5.2)滴在不锈钢样品盘内，加1滴氢氧化钠溶液(5.16),在烘箱内烘干(约100℃),制成与样品测定条件一致的参考源，在低本底β测量仪(6.1)上测定，其放射性活度8.8.1.2取6个100mL烧杯分别用加入0.50mL,1.00mL,1.50mL,2.00mL,2.50mL,3.00mL碘载体溶液(5.22),再各加入0.10mLl3II参考溶液(5.2),按8.6～8.7操作制源。将参考源和制备的6个沉淀源，分别在低本底β测量仪(6.1)上测定放射性活度。各源的放射性活度经化学回收率校正后为I,以I₀为标准，求出不同样品厚度的碘化银沉淀源的自吸收校正系数ε。以自吸收校正系数e为纵坐标，以碘化银沉淀源质量厚度为横坐标绘制自吸收标准曲线。5GB/T35188—20178.8.2仪器的探测效率以l37Cs标准参考液(5.3)为标准制源，测定仪器的3Iβ探测效率。按式(1)计算仪器的探测效率η——仪器的探测效率，单位为计数每秒每贝可(cps/Bq);nsa——标准样品计数率，单位为计数每秒(cps);n,——本底计数率，单位为计数每秒(cps);Au——标准样品3Cs的活度，单位为贝可(Bq)。8.8.3样品源测定将样品源置于低本底β测量仪(6.1)中立即测定。记下测定时间(年/月/日/时/分)。测定时间视样品源的活度而定。9结果计算9.1化学回收率按式(2)计算31I的化学回收率(Y):式中：Y——13II的化学回收率；m——AgI样品源净重，单位为克(g);m₀——加入碘载体溶液中的碘含量，单位为克(g);M——碘化银的摩尔质量，234.77g/mol。9.2海洋沉积物中31I的比活度计算按式(3)计算海洋沉积物中8II的比活度(A):A——海洋沉积物中131I的比活度，单位为贝可每千克(Bq/kg);n、——样品计数率，单位为计数每秒(cps);f——样品测定期间的衰变校正因子；7——仪器的探测效率，e——自吸收校正系数；w——海洋沉积物样品的质量，单位为千克(kg);t——采样到测定开始的时间间隔，单位为秒(s)。f按式(4)计算，…(3)6GB/T35188—2017t.——样品的测定时间，单位为秒(s)。9.3海洋沉积物中13II的比活度的误差计算按式(5)计算样品中3II的比活度的误差(σA):σA——样品的比活度的误差，单位为贝可每升(Bq/L);t,——本底测定时间，单位为秒(s);N₁——本底总计数，单位为计数(c);Ns——样品总计数，单位为计数(c)。9.4仪器的探测限当置信度为95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)时，按式(6)计算仪器的探测限(LLD):LLD——仪器探测限，单位为计数每秒(cps);S,——仪器本底计数率的标准(偏)差。9.5分析方法的探测限分析方法的探测限取决于沉积物中131I的含量，与β计数测量系统的探测效率、本底计数率、计数时间、化学回收率、自吸收等多种因素有关。在典型条件下，本方法的探测限为2.78Bq/kg。按式(7)计算分析方法的探测限(LLM):式中：LLM——分析方法的探测限，单位为贝可每千克(Bq/kg);9.6记录海洋沉积物中131I的分析记录与计算表见附录A。10空白试验每当更换试剂时，应进行空白试验，样品数不少于6个。按8.1～8.8操作，并计算空白试样的平均计数率和标准误差。11精密度和准确度当置信度为95%(α=β=0.05,k。=kg=K=1.645)时，标准刻度源的测定计数统计误差应在2%以7内，样品测定计数统计误差应在15%以内。本实验室用本方法测定同一海洋沉积物样品，化学回收率分别为63.2、59.7、61.2、61.9,平均回收率分别为61.5%。相对标准偏差为1.5%。四个实验室用本方法测定同一海洋沉积物样品，化学回收率分别为58.5%、66.5%、61.7%、61.5%。相对标准偏差为3.3%。8(规范性附录)表A.1给出了海洋沉积物中13II的分析记录与计算表的格式。表A.1海洋沉积物中31I的分析记录与计算任务名称监测海区第页第页序号运算1站号2采样时间(月/日/时/分)3取样质量w/kg4坩埚编号5加入载体量/mL6托盘序号7样品源加托盘重m+b/g8托盘重mb/g9样品源净重m/gms+b—mb化学回收率Y式(2)计算探测器序号探测器效率η测定时间(月/日/时/分)采样到测定的时间间隔t/h本底测定时间tu/s—本底计数N,样品测定时间t./s样品源总计数N、样品净计数率n;/cpsN,/t,-N,/t₀衰变样校正因子f式(4)计算自吸收校正系数ε1