环境14C监测的质量控制

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!第"#卷!第$期辐射防护%&’("#!)&($! !"**#年!++月,-./-0/&123&0450/&1)&67!"**#!环境!"#监测的质量控制谷韶中!(秦山核电有限公司,浙江海盐,8+98**)摘!要!本文介绍了环境中+9:分析测量过程中的质量控制措施。

通过优化分析规程、加入质量控制样品、不定期参加各级比对、定期检验测量设备、规范的数据记录和审核等质量控制措施,对空气和生物样品中的+9:测量进行质量控制,达到提高对环境+9:监测准确性和有效性的目的。

关键词!+9:!监测!质量控制!$引言环境中+9:主要来源于外层大气层宇宙射线中子活化,通过+9)(1,;)生成。

另外,核试验也是环境+9:的另一个来源。

近年来由于核试验的停止,环境中的+9:的活度水平趋于稳定,目前全球每<=碳中+9:的平均水平约为""$>?[+]。

人工+9:的另外一个来源就是重水反应堆核电站的运行,其燃料和重水中+@A以及环隙气体中+8:、+9)等成分的活化,以及慢化剂系统和热传输系统重水中+@A(1,!)+9:反应,是重水堆中产生+9:的主要来源。

重水堆产生的+9:有#B7$C被系统中的离子交换树脂吸附,878C存在于乏燃料中,只有+7+C左右被释放进入环境["]。

但由于秦山三期重水堆+9:的产生量大,约为+7D+E+*+8>?F-,因此仍有部分+9:通过气、水途径释放到环境中,所以+9:是秦山核电基地外围环境监测的关键核素,监测环境中的+9:尤为重要。

准确有效地监测环境中的+9:可以为重水堆对环境的影响评价提供重要的依据。

因此必须建立一套行之有效的质量控制措施来提高监测的准确性。

所谓质量控制就是为达到规范或规定对数据质量的要求而采取的作业技术和控制措施。

秦山环保应急中心是国内较早开展环境+9:监测的单位,于+##D年开始空气中+9:的监测,"***年开始生物样品中+9:的监测,在+9:的监测方面已经积累了一定的经验。

本文通过对环境+9:分析的质量控制措施的探讨,以达到完善分析方法、提高监测结果准确性和有效性的目的。

%$监测方法本实验室针对空气样品采用碱吸收法[8],生物样品采用:-3GHI&3G吸收法[9],最后用液闪计数仪进行测量,具体分析流程图见图+。

这两种方法具有分析流程简单、成本低、且探测下限低的特点,适用于企业常规分析监测。

当采用JK-10K’KL+""*低本底液闪谱仪进行测量时,本底测量时间为+***M/1,样品测量时间为B**M/1。

仪器对空气样品+9:的计数率探测限为*7"85;M,对生物样品+9:为*7"D5;M。

本方法的探测下限与样品本身的含碳率直接相关。

如果按照空气含碳率为*7"9M=F N计算,在给定的实验条件下,对空气中+9:的探测下限约为@E+*O8>?F M8;对于生物样品,当吸收:A"质量为+7D=时,样品每<=碳探测下限为*7*+>?F<=。

%&!$空气!":监测方法取样:空气经催化氧化后通过)-AP溶液吸收,采集空气的体积约8M8Q9M8;!作者简介:谷韶中,男,+#@$年出生,+##D年毕业于东北大学应用化学专业,高级工程师。

分析:收集吸收!"#的碱液,加入!$!%#溶液,产生沉淀,洗涤沉淀并干燥至恒重,计算含碳率;制样:精确称取&’((()的!$!"*粉末,加入蒸馏水和闪烁液,混匀,避光暗化#&小时后测量。

!"!#生物样品中$%!监测方法将生物样擦拭干净,切片后装入冻干瓶,冰柜内预冷冻(如果用干冰效果更好);真空冻干至恒重,计算含水率;定量称取冻干后的样品,进行氧弹燃烧,再用+$",溶液充分吸收燃烧产生的!"#;于+$",溶液中加入!$!%#溶液,得白色沉淀,洗涤沉淀并干燥至恒重,计算含碳率;于沉淀中加入稀盐酸,在计数瓶中加入-./!$01234015吸收产生的!"#,计算吸收!"#的质量;加入-./670.$8%9405:闪烁液,混匀,避光暗化后测量。

图;<环境样品中;&!分析流程图=>)’;<=%4?@A$0B 487CD>04.7CB$%;&!$C$%EF>F&#质控措施质量控制的主要功能就是通过一系列作业技术和活动将各种质量变异和波动减少到最小程度。

质量控制应贯穿于监测的全过程。

根据;&!的监测方法,本实验室通过以下环节进行质量控制。

・G H *・辐射防护<<<<<<<<<<<<<<第#-卷<第I 期<!)优化分析规程;")引入质量控制样品;#)实验室间的比对;$)经检定合格的测量器具及标准源;%)科学的数据记录、处理和审核;&)参加实验室认可;’)必要的人员培训。

!"#$分析规程的优化为了达到较好的分析质量,一系列减少误差的措施是必不可少的。

选择科学合理的分析方法是整个监测质量控制的重要组成部分。

!(#(#$取样过程的控制取样的代表性是获得真实的环境数据的关键因素,合理安排取样时间、选择适当的环境样品显得非常重要。

根据我国行业标准)*+,&!-"..!中对空气和生物样品采样技术要求,进行取样,每次取样都进行书面记录,包括:日期、时间、地点、温湿度等[%]。

针对!$/的化学性质,除了大气是本实验室的监测重点外,由于部分生物样品参与到人的食物循环,也成为监测重点。

根据生物的生长规律,安排取样时间,在一个取样周期内,尽可能均匀的分配取样时间。

对于空气样品应设置固定的取样点,进行周期取样或连续取样;对于生物样品,根据选定生物的收获成熟期,在每年固定时间段内对固定地点进行取样[$],以获得具有连贯性、可比性的数据。

!(#(%$化学分析过程的控制实验室分析是环境监测的重要环节。

实验室的分析步骤复杂,化学操作较多,科学规范的操作,是提高分析质量的关键。

对生物样品中!$/分析方法制定如下措施:(!)使用真空冻干机,应先行抽真空,再接通样品瓶;融化冷凝水时要与空气隔绝等,都是避免大气中的水分混入样品冷凝水的有效措施。

(")不同的样品,预冻的时间不同,以样品表面变硬为准。

通过预冻可以大大缩短样品冻干的时间,而且可以获得较为纯净的组织自由水。

(#)不同生物样品,不同的真空条件,冻干的时间不同。

欲冻至恒重,本实验室通过多次数据积累,总结了部分生物样品的冻干时间(见表!)。

表!0各种生物样品冻干时间,123!0,4567689476:;<7;766=6-:746:24<><?4@1>A15B>6A样品名称样品用量(?)真空度(5217)单个样品冻干时间(C)青菜%..D!##E!.F#"$萝卜%..D!##E!.F#"$羊肉"..D%.E!.F##&牛奶!%..D%.E!.F#!".牧草"..D%.E!.F#"$大米%..D%.E!.F#G&松针"..D%.E!.F#$H苔藓!..D%.E!.F#"$海蜇!...D%.E!.F#"$油菜籽%..D%.E!.F##&茶叶"..D%.E!.F#"$桑叶"..D%.E!.F#"$牡蛎%..D%.E!.F#"$鱼%..D%.E!.F#"$00充分冻干的样品可以保证样品的完全燃烧,也是获取准确含水率的前提。

冻干的过程切忌中途停机,以避免样品与大气中的水分发生交换。

($)在移取各种液体时,应固定专用的移液器具,以减少系统误差。

在测定!$/过程中,移取/172-I<72J吸收液和K6751;>9<7J L闪烁液时不必是准确的G(.5M,但务必确保每个样品的加入量一致,且在G(.5M左右。

(%)在制/1/N#时,B)值应控制在!!O・G’#・谷韶中:环境!$/监测的质量控制!"#之间,否则影响含碳率计算的准确度,而且$%(&’)(的干扰无法消除。

$%$&#沉淀的清洗要彻底,用蒸馏水多次洗涤之后,应用无水乙醇再次清洗,避免游离$%()和$%(&’)(的干扰。

(*)$%$&#粉末与闪烁液和水在水浴中混合均匀后,应松盖放气+,(次,以消除测量过程中低能段的干扰。

采用$%$&#粉末悬浮法测量+-$时,要求制样后+周内测量完毕,否则样品分层,影响数据的准确性。

(.)分析生物样品中的+-$时,在氧弹燃烧前,干样品的用量不宜过大。

氧弹内/%&’溶液的体积有限,为确保燃烧产生的$&(被完全吸收,应对样品用量有所控制;同时样品燃烧产生大量的热,反应器内的压强有很大的增加,出于安全考虑,应控制干样品的用量不超过-0[+]。

(1)由于$%23456237是一种较强的猝灭剂[-],所以$%23456237吸收液和892:%;<=627)闪烁液的配比是影响检测的重要因素。

本实验室做了相关的配比实验(结果见表(),发现当$%23456237吸收液和892:%;<=627)闪烁液的配比为+!>1和?>?时,可获得较高的优值因子(!"#[@])及较低的本底计数,因此本实验室选用的配比是?>?。

表(A $%23456237和892:%;<=627)不同配比时的计数效率、本底、!"#值B%3C (A $6=DEFD09;;FGF9DGH ,3%GI026=DJ ,K&L %E M%2F6=N O26O62EF6DN 6;$%23456237%DJ 892:%;<=627)序号配比吸收$&(量(0)效率(P )本底(:FD Q +)!"#$%&(’)+->+-!"1--111"1*+"**#-!+.1+(@>+#+"!@*!1@"@(+"1+-@!*.**#*>+(+"(*.(1#"+#+"?(@.1!.@+-.>+++"-.1-.1"1?+"11.(#*.((@1>+!+"*1?*.#"--+"**?(.@*?@*?>?+"1!!1*1"+-+"*(+!#@@*.!.+!>1("++(!*."!#+"..++#(#**+1++>.("#(#(*+"..("!??1@#*-#?+(>*("@#--@*"?@("++?1.#*(1+!+#>@(".-@*#*"..+"?1@+-1@*@A A (?)对于一个固定配比的样品,随着$%23456237吸收液吸收的$&(的增加,其猝灭程度逐渐下降。