[发明专利]一种环境水体中14C的分析方法

说明书

技术领域

本发明属于辐射环境监测领域，具体涉及一种环境水体中¹⁴C的分析方 法。

背景技术

¹⁴C是广泛存在于环境中的一种碳的放射性同位素，是纯β辐射体，半衰期 约为5,730±40年。近年来，随着我国核电事业的发展，¹⁴C作为关键核素在核 设施排放对周围环境、陆地和海洋生态系统的影响评价中起着重要作用。由于 ¹⁴C的半衰期很长且它参与地质系统中的迁移及食物链碳循环，因此¹⁴C是局部 环境和全球范围内对居民产生辐射照射的潜在源项之一，在核电站与核燃料后 处理厂等污染源周围的辐射环境监测中¹⁴C也是必测核素之一。

核电站排放的¹⁴C大多会以气态¹⁴CO₂的形式释放，少数¹⁴C将在水中随废液 流出。CANDU型重水堆¹⁴C的产生量要明显高于轻水堆。

水中的¹⁴C是由大气二氧化碳通过气—海界面交换进入海洋并溶解于海水、 湖水，水中的碳主要有溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒态有机物 (POC)三种形式，绝大部分以DIC形式存在。水中DIC以CO₂、H₂CO₃、HCO₃^-、 CO₃^2-存在，各组分含量受PH值控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境水体中¹⁴C的分析方法，提高样品中碳的回收 率和测量的探测效率，操作简单，所需设备、条件容易满足。

本发明的技术方案如下：一种环境水体中¹⁴C的分析方法，包括如下步骤：

(1)向置于密闭容器中的水样中加入H₃PO₄溶液；

(2)向密闭容器中通入氮气，将水中的CO₂吹出，并进入NaOH溶液被吸收；

(3)调节吸收CO₂后的溶液的PH值至11，然后逐步加入饱和CaCl₂溶液直 至CaCO₃沉淀不再产生，将CaCO₃沉淀干燥至恒重；

(4)将得到的CaCO₃取样装入CO₂释放吸收装置中，通过向CaCO₃中加酸释 放CO₂，并通过Carbo-sorb吸收液吸收释放的CO₂，计算得到CO₂的吸收量；

(5)向吸收了CO₂的Carbo-sorb吸收液中加入闪烁液，混合均匀避光静 置一段时间后，置于液闪谱仪内进行测量，根据液闪谱仪测量的计数率计算¹⁴C 的放射性浓度。

进一步，如上所述的环境水体中¹⁴C的分析方法，步骤(1)中所述的H₃PO₄溶液为分析纯浓磷酸，1L水样中加入4mlH₃PO₄溶液。

进一步，如上所述的环境水体中¹⁴C的分析方法，步骤(2)中氮气通过鼓 泡器将水中的CO₂以细小的气泡形式吹出，氮气的流速为2L/min，通入时间为 180min。

进一步，如上所述的环境水体中¹⁴C的分析方法，步骤(2)中NaOH溶液的 浓度为2mol/L～3mol/L，分三级吸收吹出的CO₂，然后将三级NaOH溶液收集到 一起。

进一步，如上所述的环境水体中¹⁴C的分析方法，步骤(3)中用NH₄Cl调节 NaOH溶液的PH值。