[发明专利]一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法

说明书

本发明涉及一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，属于核环境模拟技术领域，所述方法包括以下步骤：S1、对沉积物‑地表水体系反应介质进行预处理和分析，获得沉积物粒径分布谱、沉积物成分和地表水水样成分；S2、配制设定固体浓度的沉积物‑地表水体系悬浊液；S3、配制设定核素初始浓度的放射性示踪溶液；S4、将放射性示踪溶液加到沉积物‑地表水体系中振荡，使沉积物‑地表水体系达到吸附平衡；S5、测定放射性核素的平衡浓度，根据水相平衡浓度和固相平衡浓度得到沉积物‑地表水体系中的分配系数。通过本发明能够为液态流出物在受纳水体中的浓度场分布、核素迁移规律以及迁移数学模型的建立、沉积量计算提供较为准确的参数支撑。

技术领域

本发明属于核环境模拟技术领域，具体为一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法。

背景技术

放射性核素在沉积物～地表水体系中迁移运动时，一方面核素本身会和介质离子发生一系列物理化学反应包括吸附、氧化还原反应、沉淀与共沉淀、络合反应等；另一方面核素周围环境影响因素多变也会阻滞核素在沉积物～地表水体系中的迁移输运。因此核素迁移在介质固相和液相中的停留存在瞬时性，对于两相中核素离子吸附解、吸反应也具有瞬时平衡的特点，核素在两相的分配份额可以由分配系数Kd值给出评估。

静态批式法是最早使用并且至今仍在广泛使用的一种分配系数测定方法，但该方法对于沉积物～地表水体系中分配系数测定并没有相关标准和实验流程。其操作流程整体上是先将待测沉积物样品破碎，再将其与含有已知某物质浓度的水溶液在振荡下长时间接触，直到水中某物质的浓度稳定为止，再根据相关公式可以计算出分配系数。然而由于在实验过程中要将沉积物样品进行人为破坏性预处理，这种预处理必然会改变它原有的天然性质，尤其是制造了许多新鲜表面，并引进了新的表面张力，且这些多裂缝的新表面与水接触后，容易风化，从而致使所研究对象的吸附性能发生变化，国际上目前还未找不出一个妥善解决该问题的方法。同时，由于实验流程及实验条件的差异性，各个国家、地区及实验室通过静态批式法测量得到的沉积物～地表水体系分配系数各不相同，使得不同科研机构和学者测量结果没有可比性，实验结果的借鉴性受到极大限制。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，为核设施液态流出物在受纳水体中的浓度场分布、核素迁移规律以及迁移数学模型的建立、沉积量计算提供较为准确的参数支撑。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，包括以下步骤：

S1、对沉积物-地表水体系反应介质进行预处理和分析，获得沉积物粒径分布谱、沉积物成分和地表水水样成分；

S2、配制设定固体浓度的沉积物-地表水体系悬浊液；

S3、配制设定核素初始浓度的放射性示踪溶液；

S4、将所述初始浓度的放射性示踪溶液加入到所述沉积物-地表水体系悬浊液中振荡，使放射性核素在所述沉积物-地表水体系悬浊液中达到吸附平衡，形成平衡溶液；然后对所述平衡溶液的上清液进行过滤，得到过滤溶液；

S5、测定所述过滤溶液中放射性核素的平衡浓度，根据水相平衡浓度和固相平衡浓度，得到放射性核素在沉积物-地表水体系中的分配系数。

进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S1中获得沉积物的粒径分布谱的方法为：使用标准筛分仪筛分得到不同目数的沉积物残留量；使用马尔文激光粒度分析仪测定粒径小于75μm的沉积物。

进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S2中所述沉积物-地表水体系悬浊液的配置步骤为：

将设定质量的沉积物样品加入到锥形瓶中；