| 1 主题内容与适用范围
本标准规定了在常规和事故条件下，环境土壤中钚的测定方法——离子交换法。
本标准适用于土壤中钚的活度在1.5×10－5Bq／g以上的测量范围。
2 原理
土壤试样用硝酸加热浸取，然后用强碱性阴离子交换树脂分离纯化钚，并用8.0mol／L的盐酸和8.0mol／L的硝酸分别洗涤交换柱，以洗脱钍、铀等干扰离子。最后用盐酸—氢氟酸溶液解吸钚，在硝酸硝酸铵溶液中电沉积制源。用低本底α计数器或低本底α谱仪测量。
3 试剂
除非另有说明外，分析时均使用符合国家标准或专业标准的分析纯试剂和蒸馏水。试剂本底不超过仪器本底计数率的三倍标准偏差。
3.1 亚硝酸钠：含量不少于99.0％。
3.2 氢氧化铵(或氨水)：浓度25.0％～28.0。(m／m)。
3.3 无水乙醇：含量不少于99.5％(m/m)。
3.4 盐酸：浓度36.0％、38.0％(m／m)。
3.5 硝酸：浓度65.0％～68.0％(m／m)。
3.6 氢氟酸：浓度不少于40.0％(m／m)。
3.7 精密试纸：pH0.5～5.0。
3.8 氨磺酸：HO·SO2·NH2，含量不少于99.5％。
3.9 还原铁粉：含量不少于97.0％。
3.10 氢氧化胺：(1＋1)。
8.11 盐酸：8.0mol／L。
3.12 硝酸：(1＋1)。
3.13 硝酸：3.0mol／L。
3.14 硝酸：0.1mol／L。
3.15、亚硝酸钠溶液：4.0mol／L。
3.16 0.36mol／L盐酸－0.01mol／L氢氟酸溶液。
3.17 氨基磺酸亚铁溶液：称取3.0g还原铁粉(3.9)和12.0g氨磺酸(3.8)用硝酸溶液(3.14)，过滤除去不溶物，滤液用水稀至50mL，密闭于棕色瓶中低温保存，备用。使用期可达30d。
3.18 阴离子交换树脂251x8。
3.19 0.150m0l／L 硝酸铵－0.150mol／L硝酸溶液。
4 仪器
4.1 低本底α计数器：最低探测限 2×10－4Bq。
4.2 分析天平：感量0.1mg。
4.3 离心机：最高转速4000r min，容量400mL×4。
4.4 玻璃交换柱：见附录A(参考件)图A1。
4.5 电沉积装置：见附录A(参考件)图A2。
4.6 聚四氟乙烯烧杯：容量100mL。
4.7 离子交换树脂的活化：将阴离子交换树脂(3.18)研磨过筛60～80目，用无水乙醇(3.3)浸泡24h，倾出漂浮物，并用蒸馏水洗涤若干次，漂去悬浮物，最后用硝酸(3.14）浸泡，装瓶备用。
4.8 离于交换树脂的装柱：用湿法将离子交换树脂(4.7)自然下沉装入交换柱中，柱的上下两端用少量的聚四氟乙烯细丝填塞，床高70mm。然后用20mL硝酸(3.120)以3mL／min流速通过柱子。备分离纯化用。
5 操作步骤
5.1 采样和试样的制备
5.1.1 采样：选择具有代表性的地段，采集样品时，布点应因地制宜，可采用梅花形或直线形等方式均匀布点。每点采集10cm×10cm×5cm或φ11cm深5cm的表层土壤，装入食品袋中，作好标记和记录。
5.1.2 试样的制备：将土壤平铺在搪瓷盘中或塑料布上晾干，去掉碎石和植物根基，捣碎并全部过筛(10目)，混合均匀。然后按对角线四分法缩取部分土壤(约0.5kg)，碾碎后全部通过120目的分样筛，在110℃下烘干，保存在干燥的磨口瓶中或塑料瓶中供分析用。
5.2 土壤的前处理
从土壤试样中称取30.0g，准确到0.1g，置于250mL锥形瓶中，缓慢加入硝酸(3.12)70mL，
搅拌均匀后放置电炉上加热，锥形瓶上盖—个小漏斗。煮沸15～20min，冷却至室温后，将浸取液用快速滤纸过滤或用离心机离心分离。再用50mL硝酸(3.12)重复上述操作一次。若土壤污染严重可用50mL硝酸再重复—次。过滤上层清液，沉淀用30mL蒸馏水洗涤一次，过滤，合并滤液供分析用，此液称为A液。
5.8 A液每100mL加入0.5mL氨基磺酸亚铁(3.17)还原5～10min，再加入0.5miL，亚硝酸钠(3.15)氧化5～10min，煮沸溶液使过量的亚硝酸钠完全分解，冷却全室温。
5.4 控制溶液的酸度为7～8mol／L，以1mL／min的流速通过巳装好树脂的交换柱，用10mL硝酸(3，12)分两次洗涤原烧杯。洗涤液以相同的流速通过交换柱。
5.5 依次用30mL盐酸(3.11)和40mL硝酸(3.12)，3mL硝酸(3.13)和1mL硝酸(3.14)洗涤交换柱，其流速为2mL／min。
5.6 在不低于20℃条件下，用8.0mL0.36mol／L盐酸－0.01mol／L氢氟酸溶液(3.16)以0.2mL／min的流速解吸，解吸液收集在50mL小烧杯中，在电砂浴上缓慢蒸干。用8mL0.150mol／L硝酸铵－0.150mol／L硝酸溶液(3.19)分三次洗涤小烧杯，并将其用滴管转移到电沉积槽中，将电沉积槽置于流动的冷水浴中，极间距离为10～15mm，电流密度为900～1200mA／cm2下电沉积1.5h。终止前加入1mL氨水(3.2)继续电沉积1min，断开电源，弃去电沉积液，依次用水和无水乙醇(3.3)洗涤镀片，并在红外灯下烘干，在低本底α计数器或低本底α谱仪上进行测量。
6 结果计算
6.1 土壤中钚的活度按式(1)计算：
式中：A——土壤中钚的放射性活度，Bq／kg；
N——试样源的净计数率，cpm；
E——仪器对钚的探测效率，cpm／dpm；
Y——钚的全程放化回收率；
m—－土壤试样质量，g；
1000——将g变成kg的转换系数；
60——将dpm转变成Bq的转换系数。
结果以两位小数表示。
6.2 按式(2)决定试样的计数时间(min)；
式中：Tc——试样计数时间，min；
Nc——试样源加本底的计数率，cpm；
Nb——本底计数率，cpm；
N——试样源的净计数率，cpm；
E——预定的相对标准偏差。
7 钚的全程放化回收率的测定
7.1 称取未被污染的土壤试样，加入已知钚浓度的指示剂，按本标准5.2～5.6条进行操作。
7.2 铵式(3)计算钚的全程回收率Y：
式中：N1——试样源的净衰变率，dpm；
N0——试样中加入钚的衰变率，dpm。
8 空白试验
量取150mL硝酸(3.12)置于250mL烧杯中，按本标准5.3～5.6条进行操作，采用和样品相同的条件测量空白样品的计数率。计算空白样品的平均计数率和标准偏差。检验其与仪器本底计数率在95％的置信水平下是否有显著的差异。
9 精密度
当钚的总活度小于10Bq时，同一实验室的变异系数小于20％。
附录A
仪器设备图
(参考件)
A1 玻璃离子交换柱，见图A1。
图A1 玻璃离子交换柱
A2 电沉积槽装配图，见图A2。
图A2 电沉积槽装配图
1－盖(有机玻璃或聚四氟乙烯)； 2－液槽(有机玻璃或聚四氟乙烯)；
3－铂金电极；4－底座(不锈钢)；5－镀片(不锈钢片，厚0.5mm)
附加说明：
本标准由国家环境保护局和核工业部提出。
本标准由中国原子能科学研究院负责起草。
本标准主要起草人朱震南、刘寿荪。
本标准由国家环境保护局负责解释。 | 
