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《生物中氚和碳-14的分析方法 管式燃烧法》征求意见
时间: 2022-11-18点击量:

  标准集团(香港)有限公司资讯:为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国放射性污染防治法》《中华人民共和国核安全法》,规范辐射环境监测工作,生态环境部组织编制了《生物中氚和碳-14的分析方法 管式燃烧法》国家生态环境标准征求意见稿及其编制说明,现公开征求意见。

  随着核能事业的发展,以及氚和碳-14 在科研、医学、农业、水文等领域的应用,氚和碳-14 已成为向环境排放的主要和关键放射性核素。核设施释放出来氚的主要形式有氚化水(HTO))和氚化氢(HT)。

  氚通过吸入、皮肤吸收、食入等方式进入人体,广泛地分布于所有器官和组织的含水部位以及生物大分子之中。研究表明 HTO 的放射性毒性是 HT 的 20000 倍,因呼吸纳入的 HTO对肺部产生的危害比较大。

  环境中的 HTO 和 HT(经土壤微生物的作用可转化成 HTO)最后被植物吸收,形成组织自由水氚(TFWT);进入植物体内的 HTO 在光合作用下转化合成到植物的有机物中形成有机结合氚 (OBT)。与 HTO 相比,OBT 在植物中有更长的滞留时间,剂量转换因子也是HTO 的 2 倍多。

  碳-14 可通过光合作用进入生物链,经过各种化学、生物和生理的复杂过程,以多种化学形式存在于植物和动物体内。氚和碳-14 的 β 辐射作用,不仅会引起生物体分子结构和分子键的破坏,使细胞核电离而受到损伤,引起躯体效应,也可使细胞的 DNA 单键断裂而导致基因突变引起遗传效应。此外,由于碳-14 长半衰期的特性,对生物体有长期内照射风险,累积的辐射剂量不容忽视。

  因此,氚和碳-14 对人类的健康影响日益引起人们的重视和关注,对环境介质中氚和碳-14 的监测已成为生态环境部门、科研机构的工作重点。

  为贯彻 《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国放射性污染防治法》和《中华人民共和国核安全法》,规范生物中氚和碳-14的分析工作,制定本标准。本标准参考GB 12379 环境核辐射监测规定;GB/T 10259 液体闪烁计数器;HJ 61 辐射环境监测技术规范;HJ 1126 水中氚的分析方法等规程编制。

  本标准规定了生物中氚和碳-14的分析步骤以及应遵守的技术规定。包括试剂和材料、仪器和设备、样品、分析步骤、结果计算与表示、准确度、质量保证和质量控制、废物处理等技术要求。

  本标准适用于动物、植物中组织自由水氚、有机结合氚和碳-14 的测定。典型条件下,组织自由水氚探测下限可达 0.90 Bq/L 或 0.72 Bq/(kg·鲜),有机结合氚探测下限可达 0.90 Bq/L 或 0.20 Bq/(kg·鲜),碳-14 探测下限可达 0.091 Bq/(g·碳)或 4.17 Bq/(kg·鲜)。具体内容参见附录 A.1。

  方法原理:

  组织自由水氚(TFWT):新鲜的生物样品经真空冷冻后,存在于组织、细胞和细胞间隙中游离态的水结冰,再次解冻后,成为自由水,经纯化后与闪烁液混匀,用低本底液闪计数器测定样品中氚的放射性活度浓度。

  有机结合氚(OBT)和碳-14:冻干或烘干后的生物样品放入氧化燃烧装置中,通氧气,加热氧化燃烧,生物样品中有机结合氢及碳转化成水蒸汽和二氧化碳气体,分别通过冷凝收集和氢氧化钠碱性溶液吸收,形成冷凝水和CO32-;冷凝水进一步纯化后与闪烁液混匀,用低本底液闪计数器测定有机结合氚的放射性活度浓度;CO32-进一步转化成碳酸钙沉淀,与闪烁液混匀形成悬浮物,用低本底液闪计数器测定碳-14的放射性活度浓度。

  仪器和设备:

  1.低本底液闪计数器:仪器的性能指标应满足 GB/T 10259 的要求。2.生物真空冷冻装置,冷阱温度 -70 ℃±10 ℃。3.生物水分仪,可读性水分含量为0.01%;重复性为0.10%(2g 样品)。4.生物样品电动粉碎机,功率 3 kW,粉碎细度 70-300 目。5.氧化燃烧装置,温度可达 1000 ℃±10 ℃。6.分析天平,感量0.1mg。7.蒸馏烧瓶(含蛇形冷凝管),100 mL。8.样品瓶,聚乙烯、聚四氟乙烯或低钾玻璃,20mL。9.烘箱。10.一般实验室常用仪器和设备。

  氚的测量:

  称取8.000g组织自由水氚或有机结合氚样品于20mL 样品瓶中,与12mL 闪烁液混匀,加盖密封,放入低本底液闪计数器内暗适应2~24h,选择氚水平测量模式进行测量,氚测量时间不少于 1000 min,也可参见附录 A.2。测量时选择用外标源或者淬灭源测量样品的淬灭参数,并与标样和本底样进行比较,若差别较大,则应考虑样品前处理引入的测量误差。

  碳-14 的测量:

  称取2.000g 碳酸钙粉末样品于20mL 样品瓶中,与14mL 闪烁液和4mL 去离子水混匀,加盖密封,放入低本底液闪计数器内暗适应2h以上,选择碳-14 测量模式进行测量,碳-14 测量时间不少于 300 min,也可参见附录 A.2。测量时选择用外标源或者淬灭源测量样品的淬灭参数,并与标样和本底样进行比较,若差别较大,则应考虑样品前处理引入的测量误差。

  结果表示:

  当测定结果小于0.1Bq/kg 时,结果保留到小数点后三位,测定结果不小于0.1Bq/kg 时,结果保留三位有效数字。不确定度计算参见附录A.3。

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