CN110988962A - 一种气溶胶中钋-210的快速分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气溶胶中钋‑210的快速分析方法。所述方法包括：气溶胶样品处理，钋‑210化学分析，气溶胶样品中钋‑210活度浓度计算等步骤。采样本发明所公开的方法，样品处理过程仅需要4h，大幅度提高了气溶胶中钋‑210的测量速率。
Description
技术领域
本发明涉及放射化学分析技术领域，具体涉及一种气溶胶中钋-210的快速分析方法。
背景技术
大气颗粒物(气溶胶)从粒子直径上划分为总悬浮微粒和飘尘，其中空气动力学直径小于100μm的粒子称为总悬浮微粒，记为TSP，大气颗粒物不仅会降低大气能见度，而且还具有在大气中的停留时间长、输送距离远等特点，对空气质量产生重要影响。此外，由于这些大气颗粒物易吸附有害重金属和有机物、细菌和病毒等，随呼吸通过鼻纤毛进入血液或沉积在肺部，严重危害人的身体健康。因此，识别大气颗粒物的污染来源，有利于从源头上有效控制其排放，对改善城市空气质量具有重要的现实意义。
常用的源解析技术主要有：受体模型、扩散模型法。同位素示踪法是一种新开发的源解析方法，采集多种单一源项气溶胶并确定不同单一源项中关键同位素的比值特征信息，根据不同污染源中特征同位素比值不同可以快速确定污染源种类，为大气污染防治提供基础数据。
中国北方城市大气污染以工业污染为主，燃煤是这些工业污染大气的主要原因，燃煤所释放的放射性核素(钋-210、Pb-210)可应用到煤烟型大气污染溯源中，而此概念的关键核心技术是气溶胶中钋-210的快速准确测量方法，现有的钋-210的测量技术步骤冗长，耗时久，样品处理过程一般超过30h，不能达到快速测量的目的。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种气溶胶中钋-210的快速分析方法，样品处理过程仅需要4h，大幅度提高了气溶胶中钋-210的测量速率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种气溶胶中钋-210的快速分析方法，所述方法包括以下步骤：
(1)气溶胶样品处理：将0.1-1g气溶胶膜样品剪成条状碎片，用20mL盐酸溶液将气溶胶样品浸取一段时间，离心后收集滤液，再用上述方法浸取滤渣两次，将所收集的滤液合并；
(2)钋-210化学分析：样品中加入钋-209标准源，采用碲还原微沉淀法制备钋-210a测量源，利用a谱仪测定钋-210a测量源上的a强度；
(3)气溶胶样品中钋-210活度浓度计算：按照下面的公式计算钋-210的活度浓度：
其中，A(Po)为气溶胶样品中钋-210的活度浓度(mBq/m3)；
N为a谱仪的总计数；
t为测量时间；
R为钋的全程回收率；
E为a谱仪的探测效率；
V为分析的气溶胶滤膜所采集的空气体积。
进一步地，所述聚丙烯滤膜的孔径为0.1-20μm。
进一步地，所述条状碎片的尺寸为0.1cm*2cm。
进一步地，所述盐酸溶液的摩尔浓度为0.1-12mol/L。
进一步地，所述浸取温度为50-100℃。
进一步地，所述浸取时间为0.5h-4h。
进一步地，所述钋-209标准源的剂量为20-60mBq。
进一步地，所述a谱仪的测量时间为12-48h，真空度为小于1000mTorr，探测效率为27％。
本发明的有益效果在于：本发明提出了一种气溶胶中Po-210的快速测量方法，本方法测量气溶胶中Po-210，最低检测限为48小时0.1mBq，化学回收率＞80％，标准偏差±10％，样品化学处理及源制备过程共耗时4h，样品处理过程仅需要4h，大幅度提高了气溶胶中Po-210的测量速率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
选取周围无其他干扰的单一污染源下风向1Km处作为采样点，进行为期60天气溶胶样品采集，4天采集一次样品，每个样品采样时间拟设定为24h，采样均使用大流量TSP采样器，使用聚丙烯滤膜采集。另外，记录采样时间的温度、湿度、风速、风向、能见度等气象参数。采样前需将滤膜于80℃下加热至恒重，称量记录初始质量，采集后称量。最后将样品放入聚乙烯自封袋中，干燥阴凉处保存。
将0.2g气溶胶膜样品剪成小碎片至于100mL烧杯中，加入30mBq Po-209标准源，用20ml 6mol/L盐酸溶液于加热板上浸取约1h后，离心后收集滤液，再用10mL6mol/L盐酸溶液浸取两次，离心分离，收集滤液，滤液体积约为40mL。用漏斗将滤液过滤以去除杂质，加入100μg Te(IV)和5ml异丙醇于滤液中后振荡摇匀，加入1ml SnCl2(m/v：10％Sn2+，介质：1mol/L的盐酸溶液)摇匀进行微沉淀后静置10min，然后使用真空箱将其抽滤至0.1μm滤膜上，使用无水乙醇洗涤2次后制成待测Po-Alpha源。将制备的Po-Alpha源用a谱仪测量。
实验结果表明，采用本方法测量气溶胶中Po-210，最低检测限为48小时0.1mBq，化学回收率＞80％，标准偏差±10％，样品化学处理及源制备过程共耗时4h。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)气溶胶样品处理：将0.1-1g气溶胶膜样品剪成条状碎片，用20mL盐酸溶液将气溶胶样品浸取一段时间，离心后收集滤液，再用上述方法浸取滤渣两次，将所收集的滤液合并；
(2)钋-210化学分析：样品中加入钋-209标准源，采用碲还原微沉淀法制备钋-210a测量源，利用a谱仪测定钋-210a测量源上的a强度；
(3)气溶胶样品中钋-210活度浓度计算：按照下面的公式计算钋-210的活度浓度：
其中，A(Po)为气溶胶样品中钋-210的活度浓度(mBq/m3)；
N为a谱仪的总计数；
t为测量时间；
R为钋的全程回收率；
E为a谱仪的探测效率；
V为分析的气溶胶滤膜所采集的空气体积。
2.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述聚丙烯滤膜的孔径为0.1-20μm。
3.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述条状碎片的尺寸为0.1cm*2cm。
4.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述盐酸溶液的摩尔浓度为0.1-12mol/L。
5.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述浸取温度为50-100℃。
6.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述浸取时间为0.5h-4h。
7.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述钋-209标准源的剂量为20-60mBq。
8.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述a谱仪的测量时间为12-48h，真空度为小于1000mTorr，探测效率为27％。
9.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述采样点位于单一工业污染源下风向1-10Km处。
10.一种如权利要求1所述的气溶胶中钋-210的快速分析方法，其特征在于：所述采样周期为4天。
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