1、 ICS 13.030.99 Z 05 DB32 江苏省地方标准 DB32/T 3583-2019 生物中氚和碳-14 的测定 液体闪烁计数法 Determination of tritium and carbon-14 in biaological samples Liquid scintillation method 2019-04-08 发布 2019-04-30 实施 江 苏 省 市 场 监 督 管 理 局江 苏 省 生 态 环 境 厅 发 布 DB32/T 35832019 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 方法原理.1 4 试剂和材料.1 5 仪器和
2、设备.2 6 样品.2 7 结果计算与表示.6 8 精密度和准确度.8 9 质量保证和质量控制.9 10 废物处理.10 附录 A（资料性附录）正确使用本标准的说明.11 DB32/T 35832019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 给出的规则进行编写。本标准附录 A 为资料性附录。本标准由江苏省生态环境厅提出并归口。本标准主要起草单位：江苏省核与辐射安全监督管理中心。本标准主要起草人：王利华、张起虹、陶盛辉、沈乐园、赵锐、刘静、陈辛。DB32/T 35832019 1 生物中氚和碳-14 的测定 液体闪烁计数法 1 范围 本标准规定了测定生物中氚和碳-14 的液体闪烁计数法原理
3、、试剂、仪器、操作流程、质量控制等内容。本标准适用于动物、植物中自由水氚、有机结合氚和碳-14 的测定。典型条件下，自由水氚探测下限可达0.90 Bq/L或0.72 Bq/kg 鲜，有机结合氚探测下限可达0.90 Bq/L或 0.20 Bq/kg 鲜，碳-14 探测下限可达 4.17 Bq/kg 鲜或 0.091 Bq/g 碳。具体参见附录 A.1。2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 10259 液体闪烁计数器 GB 12379 环境核辐射监测规定 HJ/T 61
4、辐射环境监测技术规范 3 方法原理 自由水氚（TFWT）：新鲜的生物样品经真空冷冻后，存在于组织、细胞和细胞间隙中游离态的水结冰，再次解冻后，成为自由水，水经纯化后与闪烁液混匀，用低本底液闪计数器测定样品中氚的放射性活度浓度。有机结合氚（OBT）和碳-14：冻干或烘干后的生物样品放入氧化燃烧装置中，通氧气，加热氧化燃烧，生物样品中有机结合氢及碳转化成水蒸汽和二氧化碳气体，分别通过冷凝收集和氢氧化钠碱性溶液吸收，形成冷凝水和CO32-；冷凝水进一步纯化后与闪烁液混匀，用低本底液闪计数器测定有机结合氚的放射性活度浓度；CO32-进一步转化成碳酸钙沉淀，与闪烁液混匀形成悬浮物，用低本底液闪计数器测定
5、碳-14的放射性活度浓度。4 试剂和材料 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水。4.1 高锰酸钾（KMnO4），纯度99.0%。4.2 铜粉（Cu），纯度99.0%。DB32/T 35832019 2 4.3 无水碳酸钠（Na2CO3），纯度99.0%。4.4 过硫酸钾（K2S2O8），纯度99.0%。4.5 氢氧化钠（NaOH），纯度99.5%。4.6 氢氧化钠溶液，4 mol/L。称量 160 g 氢氧化钠（4.5），去离子水定容至 1 L。4.7 过氧化钠（Na2O2）,纯度99.0%。4.8 氯化铵（NH4Cl），纯度99.5%。4
6、.9 氯化钙（CaCl2），纯度99.5%。4.10 饱和氯化钙溶液。4.11 葡萄糖（C6H12O6），纯度99.9%。4.12 闪烁液，光谱纯。4.13 甲苯-TritonX-100 乳化闪烁液：0.4%2，5-二苯基恶唑 PPO 和 0.03%1，4-双-5-苯基恶唑基-2-苯 POPOP 甲苯溶液与乳化剂乙二醇聚氧乙烯异辛基酚醚 TritonX-100 体积比 2.5：1。4.14 氚标准溶液：浓度和待测试样尽量相当，需经国内外权威机构认定或计量检定机构检定，并持有相应的活度浓度证明。4.15 碳-14 标准溶液：浓度和待测试样尽量相当，需经国内外权威机构认定或计量检定机构检定，并持有
7、相应的活度浓度证明。4.16 本底氚水：深地下水、低水平矿泉水或冰川水。5 仪器和设备 5.1 低本底液闪计数器：仪器的性能指标应满足 GB/T 10259 的要求。5.2 生物真空冷冻装置，冷阱温度-70 10。5.3 生物水分仪，可读性水分含量为 0.01%；重复性为 0.10%（2 g 样品）。5.4 生物样品电动粉碎机，功率 3 kW，粉碎细度 70-300 目。5.5 氧化燃烧装置，温度可达 1000 10。5.6 分析天平，感量 0.1 mg。5.7 蒸馏烧瓶（含蛇形冷凝管），100 mL。5.8 样品瓶，聚乙烯、聚四氟乙烯或低钾玻璃，20 mL。5.9 一般实验室常用仪器和设备。
8、6 样品 6.1 样品的采集与保存 生物样品和可食部分的采集及预处理按 HJ/T 61 的相关规定执行。生物样品可食部分的采集：按 HJ/T 61 的要求采取样品可食部分作为分析样品，需洗涤的样品，洗后用清洁干布擦去表面水分，或晾至表面水分刚除尽，立即称量，为鲜样质量。DB32/T 35832019 3 若生物样不能及时处理，应置于 0 4 保鲜，长期保存的生物样品应于-18 冷冻保存。6.2 样品的制备 6.2.1 自由水氚样品 6.2.1.1 真空冷冻 取 1.0 kg 鲜样，切碎混匀，装入生物真空冷冻装置（5.2）的快速冻干瓶或平铺在铝制隔板上，真空冷冻至样品恒重，分别收集冻干的生物干样
9、和冻出的液态水。6.2.1.2 自由水氚样品制备 量取 50 mL 300 mL 液态水样品装入蒸馏烧瓶（5.7）中，按每升样品 1.0 g 的比例加入高锰酸钾（4.1），蒸馏，收集中间部分馏出液。6.2.1.3 生物样品含水率的测定 取 5 g 15 g 混匀的生物鲜样，放入生物水分仪（5.3）样品盘内，均匀摊开，测量自由水占生物鲜样的质量分数 1；也可以将生物鲜样置于 105 烘箱内，烘至恒重后，称量生物样品前后质量差，计算自由水占生物鲜样的质量分数 1，即为生物样品的含水率。6.2.2 有机结合氚和碳-14 样品 6.2.2.1 样品预处理 经烘箱 105 下恒重的生物干样，用生物样品电
10、动粉碎机（5.4）磨粉后备用。6.2.2.2 氧化燃烧装置的准备 将氧化剂铜丝装入氧化燃烧装置（5.5）的高温催化区（图 1-1c）。取两个干净的水蒸汽冷凝管，称重，记为 m1，置冷阱中于-4冷却。量取 250 ml 氢氧化钠溶液（4.6）分别置于两个碱液吸收瓶内，按图 1 将氧化燃烧装置各吸收部件连接起来。6.2.2.3 氧化燃烧 称取 50.0 g100 g 粉状生物干样，装入样品燃烧舟内，表面平铺一层铜粉（4.2），置于氧化燃烧装置的高温氧化区（图 1 b）内，关闭高温氧化区阀门，打开气路阀门，通入氧气或氧气、氮气混合气体，气体流速控制在 0.5 L/min0.7 L/min，通气 1
11、min，赶净氧化燃烧管内空气；打开高温催化区（图 1 c）开关，温度设定在 700，启动升温，当高温催化区的温度达到 700 时，打开高温氧化区开关，温度设定在 100，有氚化水分流入冷阱接收瓶，保持这个温度，直到水分流出速度变慢时再缓慢升温，并仔细观察通氧情况，避免碱液吸收瓶内的气泡大量溢出；当高温氧化区温度达到 600 时，继续保持1 h 左右，确保样品完全氧化，然后切断电源，停止通气。6.2.2.4 氧化燃烧产物的收集 氚化水分通过冷阱收集于接收瓶，供有机结合氚分析测定；二氧化碳气体通过氢氧化钠碱液吸收，DB32/T 35832019 4 供碳-14 分析测定。bac6834529氧气或
12、氧气和氮气混合气体110总开关c段开关a段开关b段开关7气体流量 1氧化燃烧装置；2样品氧化燃烧管；3冷阱；4氚化水分吸收瓶；5氢氧化钠碱液吸收瓶；6铜丝；7气体管路；8氧气或氧气、氮气混合气体；9温度、气体流量控制开关；10燃烧舟；a缓冲区；b高温氧化区；c高温催化区。图 1 生物中氚和碳-14 氧化燃烧装置示意图 6.2.2.5 有机结合氚样品的制备 称量冷凝吸收后的水蒸汽吸收瓶重量，记为 m2。在所收集的冷凝水中加入少量的过氧化钠（4.7），调节溶液的 pH 值至 7 左右，转入 100 mL 蒸馏瓶，加入 1 g3 g 高锰酸钾（4.1），氧化回流约 2 h，若溶液仍带色，可再加 2
13、g 左右高锰酸钾回流 2 h，重复氧化回流，直至溶液完全褪色，收集中间部分的馏出液。6.2.2.6 碳-14 样品制备 将已吸收了二氧化碳的氢氧化钠吸收液转入到 1000 mL 的烧杯中，加入氯化铵（4.8），调节 pH 值到 10 左右，然后用饱和氯化钙溶液（4.10）滴定，直至无白色沉淀产生为止。过滤白色沉淀，分别用20 mL 去离子水和无水乙醇洗涤 1 次，在 105 烘箱中烘至恒重，置于干燥器内冷却后研磨备用。6.2.2.7 氧化燃烧装置回收率的测定 准确称取 50 g 分析纯葡萄糖粉末（4.11）按照 6.2.2.16.2.2.6 方法操作，收集氧化燃烧产物，通过称量水蒸汽吸收瓶以及
14、装有氢氧化钠碱性溶液的吸收瓶前后重量差，获得收集的水分和二氧化碳重量，与理论上应该生成的水分和二氧化碳的重量比较，计算装置对水分和二氧化碳的回收率。DB32/T 35832019 5%10067.161262OHCOHHmmY.(1)式中：HY氧化燃烧装置对生物中组织水的回收率，%；OHm2葡萄糖氧化燃烧后收集的水样总量，g；6216OHCm实际加入的葡萄糖的重量，g；1.67转换系数。%10068.061263OHCCaCOCmmY.(2)式中：CY氧化燃烧装置对生物中碳的回收率，%；3CaCOm葡萄糖氧化燃烧后实际得到的碳酸钙总量，g；6216OHCm实际加入的葡萄糖的重量，g；0.68转
15、换系数。注：采用元素分析仪进行生物样品氢和碳元素的分析，可进一步提高方法的准确度。6.3 本底样品 6.3.1 氚本底样品的制备 用氚本底水（4.16）进行本底样的制备。取 400 ml 的本底水加入 0.25 g 的高锰酸钾（4.1）、0.125 g的铜粉（4.2）和 0.125 g 的无水碳酸钠（4.3），蒸馏，收集中间部分馏出液。6.3.2 碳-14 本底样品的制备 称取一定量的无水碳酸钠（4.3）于烧杯中，加入去除二氧化碳气体的去离子水溶解，然后用饱和氯化钙溶液（4.10）滴定，直至无白色沉淀产生为止，过滤白色沉淀，分别用 20 mL 去离子水和无水乙醇各洗涤 1 次，在 105 烘箱
16、中烘至恒重，置于干燥器内冷却后研磨、备用。6.4 标准样品 6.4.1 氚标准样品的制备 量取 8.00 mL 氚标准溶液（4.14）于 20 mL 样品瓶（5.8）中，与 12 mL 闪烁液（4.12）混匀，加盖密封，放入低本底液闪计数器（5.1）内暗适应 12 h，选择氚水平测量模式进行测量，测量时间不少于1000 min，也可参见附录 A.2。DB32/T 35832019 6 6.4.2 碳-14 标准样品的制备 准确称取一定量的无水碳酸钠（4.3）于烧杯中，加入去除二氧化碳气体的去离子水溶解，再加入一定量的碳-14 标准溶液（4.15），调节 pH 值到 10 左右，用饱和氯化钙溶液（4.10）滴定，直至无白色沉淀产生为止，过滤白色沉淀，分别用 20 mL 去离子水和无水乙醇各洗涤 1 次，在 105 烘箱中烘至恒重，以碳酸钙（CaCO3）形式计算碳-14 标准样品的活度浓度。标准样品置于干燥器内冷却研磨、备用。6.5 测量 6.5.1 氚的测量 称取 8.000 g 自由水氚（6.2.1.2）或有机结合氚（6.2.2.5）样品于 20 mL 样品瓶（5.8）中，与 12 m
