制备适合液闪测量的含氚有机样品,最可行的方法是燃烧法。适用于低水平有机样品的燃烧法,近年见有报告[1] [2]。我们在现有方法的基础上进行了较大的改进,并对我国某些食品、海洋生物及沉积物中的有机结合氚的水平进行了调查,报告如下。
一 仪器与试剂1.仪器:石英催化燃烧室[3],低本底液体闪烁自动谱仪,标准接口的玻璃回流装置及蒸馏装置。
2.试剂:过硫酸钾,高锰酸钾,五氧化二磷,氧化钠。全部为分析纯级。
二 样品制备程序和测量1.化燃烧:制备固态有机样品时,将固态样品装入燃烧室,同时将液态样品进样的内管阀门关闭。用喷灯加热催化剂区(700~1000℃),氧气流量控制在400~500毫升/分钟。在氧气流中,由于样品受热,燃烧便从催化剂区附近开始向远端缓慢地扩大,产生的气流进入催化剂区,得到进一步的然烧。尾气带着燃烧生成的水蒸气进入冷凝器,收集冷凝水。在燃烧接近结束前,可将供氧流量加大到800毫升/分钟,同时另取一只喷灯在样品所在的燃烧室加热,使样品完全烧尽。
2.氧化回流:在催化燃烧程序中得到的冷凝水中加少量(5%左右)过硫酸钾,回流约30分钟,加一小颗高锰酸钾结晶观察显色情况。如果高锰酸钾的紫红色迅速褪去,仍需继续加过硫酸钾回流,直至加入高锰酸钾后溶液呈现的紫红色不褪。
3.水样蒸馏:将氧化回流得到的溶液进行蒸馏,收集全程的蒸馏液,用五氧化二磷或氧化钠调节蒸馏液的pH值至6~7,然后进行重蒸馏,收集重蒸馏液作氚测量。
4.测量:以13毫升的Tritonx-100一甲苯体系闪烁液加7毫升水样,在聚四氚乙烯闪烁杯中充分混和,经12小时暗适应后,在低本底液体闪烁谱仪中计数。用深井水代替样品水为空白本底,平均计数率为3cpm。用英国放化中心的标准氚水,内标法测得计数效率为14%。
三 方法的回收率1对水蒸气的回收:用普通的蒸馏水在装置内按上述制样程序操作。实验用50克水,经过各程序分别称量(精确到0.1克),重复5次。测量结果是,投入的水量基本上得到回收,总回收率为99%。
2.有机物的氧化生成水得率:为了获得准确的定量关系,实验中选用有明确化学结构的有机化合物——葡萄糖(化学纯),以完全氧化后应得水量为理论值,与实验中实际获得的水量求出生成水得率,结果见表 1。
表 1的生成水得率平均值,与文献[3]中的氚化有机物氧化后,氚水放射性回收率96%相比,是很接近的。
以上实验结果说明,用本文的方法监测生物样品中的氚,回收率高,而且有机物的燃烧氧化也比较安全,是一个较为可靠的方法。其具有如下主要特点:
1.一套设备可供制备液态、固态两种有机样品。液态样品(如蜂蜜、牛奶、果汁等)还可连续加样燃烧[3]。
2.石英燃烧管用磨口连接,不仅装卸方便,而且气密性好,回收率高而稳定。
3.采用非贵金属蜂窝状燃烧催化剂代替常用的氧化铜,不仅提高了催化能力,而且通透性好,系统的困力降低,燃烧稳定、安全、可靠。
4.样品氧化回流的氧化剂用过硫酸钾,高锰酸钾仅用于指示氧化程度,避免了单纯用高锰酸钾作氧化剂时产生的大量二氧化锰黑色沉淀,以便更好地观察高锰酸仰紫红色的显色情况。
本文测定的有机结合氚样品,预先经过脱水(冻干或烘干法)处理至恒量,然后按上述程序测定有机结合氚。测定结果列于表 2。
近年来有些国家相继报告了他们镁面中沉监测的数据[1]·[4]·[5],与表 2相比,我国有机样品中有机结合氚的含量在正常本底水平。据报道,美国新泽西州、纽约州土壤和沉积物中测得的有机结合氚要比一般食品高[4]。但我们测定的沉积物中有机结合氚与一般海产品比较接近。因此,有必要对我国食品中氚沉积状况进行更广泛的调查。
[1] |
Hisamatsu S, et al. Fallout 3H inges-tion in Akita, Japan[J]. Health Phys, 1987, 53(3): 287-293. DOI:10.1097/00004032-198709000-00008 |
[2] |
《海产食品放射性调查》编写组, 海产食品放射性调查.北京: 原子能出版社, 1983: 77.
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[3] |
陈炳如, 等. 氟监测中蜂蜜样品的处理方法[J]. 辐射防护, 1989, 9(3): 223-225. |
[4] |
Bogen, D C et al.Tritium distribu-tion in man and his environment, in "Behavior of tritium in the environ-ment", Vienna, IAEA, 1979;567~574.
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[5] |
Clemente GF, et al. Tritium and plu-tonium content of the Italina diet and trinsfer to man, in"Biologicalimpli-cations of radionuclides released from nuclear industries, Vol[J]. II, Vienna, IAEA, 1979, 257-264. |