三辛烷叔胺萃取分光光度法在水中釷檢測中的應(yīng)用

李 靜

（山西省核與輻射安全中心，山西 太原 030000）

本文中利用三辛烷叔胺分光光度法檢測水中釷的含量，這種檢測方法簡單，檢測限度較大，具有較高的準(zhǔn)確度，適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水中釷的檢測。

1 原理

水中釷的含量是放射性監(jiān)測和評價的主要指標(biāo)。當(dāng)前，針對水中釷的檢測方法主要有兩種，一種是國家標(biāo)準(zhǔn)方法，這種方法主要是通過氫氧化鎂沉淀載帶釷，然后通過三烷基氧膦萃淋樹脂實現(xiàn)對干擾的分離，最后用偶氮進行顯色的測定。

2 試驗

2.1 試驗器材與試劑

本實驗采用的器材有紫外分光光度計、分液漏斗振蕩器、離心機。采用的試劑有：鈾試劑、二甲苯溶液、N-235、N-235和二甲苯溶液的混合試劑、飽和硝酸鋁溶液、Fe3+溶液、濃度為8mol/L的鹽酸溶液、草酸溶液、標(biāo)準(zhǔn)釷溶液。

2.2 試驗樣品的收集與處理

在本實驗分別采集了地表水水、飲用水、地下水和廢水，其中地表水樣點采集方法如下：在河水的控制斷面進行樣品采集，當(dāng)斷面水面寬度＜10m的時候，在主流中心進行采樣，當(dāng)斷面水面寬度＞10m的時候，在左邊、中間、右邊三個地方采集水樣。針對飲用水、地下水的樣品采集。自來水的水樣直接采集水管，井水水樣從飲用水井中采集。針對廢水水樣的采集，主要是從工作車間排污口采集。在采集完樣品之后還需要對樣品進行一定的處理。實驗人員量取兩升地表水、地下水、飲用水或者量取0.5L排污口廢水。在水樣中滴加濃硝酸將水樣的酸堿度調(diào)節(jié)至1，然后將水樣放置到電爐上進行加熱處理，使水樣保持沸騰。五分鐘后將水樣取下，加入適當(dāng)?shù)腇e3+溶液，攪拌均勻之后再滴加濃氨水，在滴加濃氨水的時候要邊攪拌邊滴加，將溶液的酸堿度調(diào)節(jié)至8～9。當(dāng)水樣中反應(yīng)形成的Fe(OH)3完全沉淀之后，靜置數(shù)分鐘后將水樣的上清液去除，在去除上清液的時候建議采用離心分離的方法，以免對已形成的沉淀造成影響。在分理出沉淀物質(zhì)之后要用酸堿度為8的氨水進行洗滌，然后用4mL的濃硝酸在水浴條件下將洗滌后的沉淀溶解，等待測樣。

2.3 測定步驟

首先，用濃度為2mol/L的硝酸溶液將等待測量的樣品轉(zhuǎn)移到容量為60mL的分液漏斗中，并添加水將其稀釋到20mL，向漏斗中加入體積相同的飽和硝酸鋁溶液[1]。然后按照有機相和水相為1∶1的比例加入體積比為10%的二甲苯和N-235的混合溶液，萃取震蕩5min左右，然后保持溶液靜置等待液相分離，將水相取出丟棄。再后用5mL的稀硝酸溶液對剩余的液相進行洗滌，重復(fù)兩次，每次震蕩3min，靜置之后等待分相，將水相去除。如果在萃取的過程中出現(xiàn)水相和有機相的界限分不清楚的情況，可以再次添加濃度為4mol/L的稀硝酸溶液洗滌，添加量為6mL。用4mL和3mL 8 mol/L鹽酸溶液分別反萃取釷兩次，每次震蕩5min，然后將這兩次反萃取得到的溶液合并，將合并后的溶液添加到含有一定量的抗壞血酸和尿素的容量瓶中。在這一過程中需要注意的是一定要謹(jǐn)慎操作，防止有機相流進容量瓶中，對最終數(shù)據(jù)造成影響[2]。在容量瓶中添加適量的草酸溶液和鈾試劑，然后用鹽酸溶液進行稀釋。將分光光度計的波長設(shè)置為665 nm，清洗比色皿，將試劑空白參比測定釷的吸光度值，并在標(biāo)準(zhǔn)曲線上對比查找釷含量。在測定完畢之后，利用如下公式進行計算：

其中，A表示樣品中釷的質(zhì)量濃度，單位為ug/L；N表示對照標(biāo)準(zhǔn)曲線查到的釷的質(zhì)量，單位為ug；V表示待測水樣的體積，單位為L；C表示方法回收率，單位為%。

3 結(jié)果討論

3.1 作標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別取七個容量瓶，在每個瓶子中加入一定量的抗壞血酸和尿素，之后再加入含釷的標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液取量如下：0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL。分別將上述溶液配置成如下濃度：0.05mol/L、0.10mol/L、0.15mol/L、 0.20mol/L、 0.30mol/L、 0.40mol/L、0.50mol/L。將上述溶液以此裝到比色皿中，然后放入分光光度計中進行測定。將測定結(jié)果記錄下來并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計算得到回歸方程Y=6.08X+0.0095，相關(guān)系數(shù)為0.9998。在實驗中還需要做空白試驗，本實驗將去離子水作為空白試驗，重復(fù)上述步驟，進行實驗測定。重復(fù)七次空白試驗，得到測定結(jié)果為0.030μg/L，實驗結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差為0.009μg/L。按照公式t(n-1,0.99)×S得出檢出限，本實驗中t取值為3.134。經(jīng)過計算得出結(jié)果為0.028μg/L。將四倍檢出限作為本方法的檢出下限，計算得檢出下限為0.11μg/L。

3.2 精確度驗證

針對精確度的驗證，本實驗分別采集地表水和排污口排放的污水，兩個地方的樣品采集數(shù)量都是一個，然后分別向樣品中加入適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)溶液，其中地表采集水樣中加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的量為0.5ug/L，排污口廢水水樣加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的量為2.0ug/L。重復(fù)之前的操作步驟準(zhǔn)備六個待測水樣，對測定方法的精確度進行測定。結(jié)果顯示，在對不同水樣進行測定之后得出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.5%～19.7%，回收率為90.0%～92.8%。這表明本方法的精確度比較好。

3.3 不同環(huán)境下樣品分析結(jié)果

選取三個不同環(huán)境質(zhì)量控制點水樣，用上述分光光度法進行測定，同時對比雙樣測定的結(jié)構(gòu)，見表1。由表1可以看出，水樣測定的結(jié)構(gòu)在實驗允許發(fā)生的誤差范圍內(nèi)，這說明本方法可以在地表水、地下水、飲用水中釷的測定中實現(xiàn)良好的應(yīng)用。

表1 三個不同環(huán)境質(zhì)量控制點水樣

綜上所述，本實驗采用三辛烷叔胺萃取分光光度法對水中釷的含量進行了測定，使用氫氧化鐵和水中所含的釷形成共沉淀，然后靜置沉淀，利用濃硝酸溶解沉淀，在N-235和鹽酸萃取與反萃取的作用下對釷進行進一步的分離提純，最后在試劑鈾共同作用形成絡(luò)合物，用分光光度計測定吸光度。這種方法和傳統(tǒng)的測定方法相比，需要采集的樣品量減少了，同時也提高了整個檢測的精確度。