环境土壤样品微波消解及钚的ICP-MS测量

钚是环境放射性污染调查和核事故应急监测重点关注的污染核素,土壤样品中钚的定量分析包括样品消解、化学分离和仪器测量等3个步骤。为缩短样品消解时间、提高化学分离效率,对土壤样品微波消解和钚的阴离子交换分离进行了研究,建立了微波消解-阴离子交换分离-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测量 同位素稀释法定量分析污染土壤样品中²³⁹Pu的流程。以6 mol/L盐酸为浸取试剂,在浸取液体积与土壤质量之比为4∶1~5∶1 mL/g时,5 g土壤样品中²³⁹Pu的加标回收率大于99%。以氢氟酸、硝酸和盐酸的混酸为消解试剂,在氢氟酸浓度为13.2 mol/L时,1 g土壤样品中²³⁹Pu的加标回收率大于94%。用所建流程测得的IAEA-375土壤标准样品中²³⁹Pu的含量与参考值无显著差异,该流程对1 g土壤样品中²³⁹Pu的检出限为84 mBq/kg。     

氨基膦酸衍生硅胶吸附剂分离铂、钯和铀

基于曼尼希反应原理,采用化学接枝法合成了氨基膦酸衍生硅胶吸附剂,考察了其对溶液中铂、钯和铀的吸附分离性能。测试了溶液pH、吸附时间、初始金属离子浓度、离子强度和固液比对吸附的影响,吸附选择性及吸附剂的重复使用性能,分析了吸附机制,并用动态柱法对模拟高放废液中3种金属离子进行了回收。衍生硅胶对铂、钯和铀的吸附与溶液pH值关系密切,离子强度、固液比对吸附的影响不大;吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型。在pH 2时,吸附剂3 h内对铂、钯的平衡吸附容量分别为18.5和19.9mg·g-1,pH 6时3 h内的铀平衡吸附容量为62.1 mg·g-1,利用不同pH条件下的吸附差异可分离回收溶液中的铂、钯和铀。受金属离子溶液化学形态控制,吸附剂对铂、钯有较好的吸附选择性。用5 ml 5%硫脲可完全解吸吸附于衍生硅胶上的铂和钯,5 ml 0.1 mol·L-1HNO3可定量解吸铀。衍生硅胶吸附材料可回收重复使用,采用双柱联合可定量回收模拟废液中的3种金属元素。     

241Am在砂土中的存在形式研究

采用Tessier连续提取法,研究了某地区受放射性污染砂质土壤以及未受污染土壤中人工加入示踪剂后²⁴¹Am的存在形式。结果表明,两类土壤中²⁴¹Am的存在形式差异明显,原位放射性污染土壤中的²⁴¹Am均以残渣态这种优势态存在,核素能稳定存在于土壤中;而人工加入的外源示踪²⁴¹Am在相当长的一段时间内以碳酸盐结合态为主要存在形式,与土壤结合不稳固,迁移活性高,对环境具有潜在的威胁。     

UO22+在Ca型石灰性土壤上的吸附行为

采用静态批式法对UO₂²⁺在Ca型石灰性土壤上的吸附行为进行了研究,考察了接触时间、固液比、pH和富里酸(FA)对UO₂²⁺在Ca型石灰性土壤上吸附和解吸的影响。研究结果表明,UO₂²⁺在Ca型石灰性土壤上的吸附在约5h内可达吸附平衡,且符合准二级动力学模型。UO₂²⁺在Ca型石灰性土壤上的吸附为不可逆过程;但当FA浓度增至10mg/L时,UO₂²⁺在土壤表面的解吸作用明显增强。     

真菌曲霉F77对水中Cs~+的吸附

微生物在环境放射性污染修复中具有广泛的应用前景。从放射性污染土壤中筛选出一株耐辐射真菌曲霉F77,研究了它对水中Cs+的吸附及其影响因素。结果表明:酸对Cs+在曲霉F77上的吸附存在竞争作用,pH=2.0~3.5溶液中的Cs+几乎不被曲霉F77吸附;曲霉F77生长过程中代谢产生大量的酸性物质;Cs+的吸附随着曲霉F77培养时间的增长而增大,在曲霉F77逐渐衰亡时吸附降低;K+质量浓度小于500mg/L时对Cs+在曲霉F77上的吸附没有影响,当K+质量浓度大于500mg/L时Cs+的吸附随K+浓度增大而减少;溶液中Cs+质量浓度为0~500mg/L范围内,曲霉F77对Cs+均有较高的吸附,Cs+质量浓度为500mg/L时,Cs+的吸附量为27.6mg/g。温度影响曲霉F77对Cs+吸附的快慢,不影响最后的吸附量;曲霉F77对Cs+具有较好的吸附性能,表明曲霉F77具有吸附剂的潜质。     

液体闪烁能谱仪测量氚的效率刻度方法研究

本文研究了液体闪烁能谱仪测量低能核素氚的效率刻度方法。分析了不同化学猝灭剂(酸碱试剂、硝基甲烷、四氯化碳、丙酮)和颜色猝灭剂(铬酸钠)对液体闪烁能谱仪测量氚的猝灭影响。对每种猝灭剂,分别采用样品道比(SCR)法、样品谱(SIS)法和外标谱指示参数(SQP(E))法进行效率刻度,并比较3种方法的适用性。结果表明:多种化学猝灭剂引起的猝灭可归一为化学猝灭进行效率刻度;颜色猝灭与化学猝灭的校正曲线差异较大,该现象与所使用的效率刻度方法无关;SCR法不适合低放射性活度或高猝灭水平的氚样品分析,SQP(E)法与样品计数率无关,尤其适合低放射性活度样品的效率刻度,而SIS法对高放射性活度样品分析准确性很高,结合SQP(E)和SIS法,可实现对不同猝灭水平样品的准确效率刻度。     

钚在放射性污染区沙漠植物中的含量

研究沙漠植物中钚的含量,对于评估沙漠植物受钚污染状况,寻找钚指示和超积累植物有重要意义。本文采集某放射性污染区内的植物并分析其中²³⁹Pu的含量,获得7种沙漠植物受²³⁹Pu污染的数据,据此分析影响植物体内核素含量的因素。所研究沙漠植物体内²³⁹Pu含量平均值为(1.8±4.9)Bq/kg（干重）,明显受到钚的污染。再悬浮是造成植物表面污染严重的重要因素之一。植物体内钚的含量与植物种类、生长期、地表污染程度等密切相关。所研究沙漠植物中钚含量的大小顺序为：河西苣>芦苇>盐穗木>盐生草>黑果枸杞>刚毛柽柳>沙拐枣,其中草本植物中钚的含量均大于木本植物。     

放射性废液中钚的耐辐射真菌吸附分离研究

快速、高效、经济地清除放射性污染是核应急处置、污染场址修复的重点研究内容。从放射性污染土壤中提取、遴选出3种耐辐射真菌F3、F7和F16,研究了其对钚的吸附分离性能。3种真菌在弱酸性(pH=0.0~4.2)溶液中对钚均有较强的吸附,吸附率随溶液pH值的增大而升高。25℃下,10 m L pH值1.0溶液中10 ng/m L的钚几乎可被3种真菌完全吸附(吸附率95%),实测F3、F7和F16对钚的平衡吸附容量分别为(11 747±539)、(17 890±757)、(11 946±477)ng/g(干菌),平衡时间约为30 min。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,主要受体扩散、粒内扩散等过程控制。以0.5 mol/L的Na HCO3为解吸剂,可定量回收吸附于微生物上的钚;用3种真菌吸附回收放化实验室高盐度放射性废液中的钚,全程回收率大于99%。