一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法技术

本发明专利技术涉及一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，属于核环境模拟技术领域，所述方法包括以下步骤：S1、对沉积物

【技术实现步骤摘要】
一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法


[0001]本专利技术属于核环境模拟
，具体为一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法。

技术介绍

[0002]放射性核素在沉积物～地表水体系中迁移运动时，一方面核素本身会和介质离子发生一系列物理化学反应包括吸附、氧化还原反应、沉淀与共沉淀、络合反应等；另一方面核素周围环境影响因素多变也会阻滞核素在沉积物～地表水体系中的迁移输运。因此核素迁移在介质固相和液相中的停留存在瞬时性，对于两相中核素离子吸附解、吸反应也具有瞬时平衡的特点，核素在两相的分配份额可以由分配系数Kd值给出评估。
[0003]静态批式法是最早使用并且至今仍在广泛使用的一种分配系数测定方法，但该方法对于沉积物～地表水体系中分配系数测定并没有相关标准和实验流程。其操作流程整体上是先将待测沉积物样品破碎，再将其与含有已知某物质浓度的水溶液在振荡下长时间接触，直到水中某物质的浓度稳定为止，再根据相关公式可以计算出分配系数。然而由于在实验过程中要将沉积物样品进行人为破坏性预处理，这种预处理必然会改变它原有的天然性质，尤其是制造了许多新鲜表面，并引进了新的表面张力，且这些多裂缝的新表面与水接触后，容易风化，从而致使所研究对象的吸附性能发生变化，国际上目前还未找不出一个妥善解决该问题的方法。同时，由于实验流程及实验条件的差异性，各个国家、地区及实验室通过静态批式法测量得到的沉积物～地表水体系分配系数各不相同，使得不同科研机构和学者测量结果没有可比性，实验结果的借鉴性受到极大限制。
专利
技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，为核设施液态流出物在受纳水体中的浓度场分布、核素迁移规律以及迁移数学模型的建立、沉积量计算提供较为准确的参数支撑。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的一种技术方案是：
[0006]一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，包括以下步骤：
[0007]S1、对沉积物
‑
地表水体系反应介质进行预处理和分析，获得沉积物粒径分布谱、沉积物成分和地表水水样成分；
[0008]S2、配制设定固体浓度的沉积物
‑
地表水体系悬浊液；
[0009]S3、配制设定核素初始浓度的放射性示踪溶液；
[0010]S4、将所述初始浓度的放射性示踪溶液加入到所述沉积物
‑
地表水体系悬浊液中振荡，使放射性核素在所述沉积物
‑
地表水体系悬浊液中达到吸附平衡，形成平衡溶液；然后对所述平衡溶液的上清液进行过滤，得到过滤溶液；
[0011]S5、测定所述过滤溶液中放射性核素的平衡浓度，根据水相平衡浓度和固相平衡浓度，得到放射性核素在沉积物
‑
地表水体系中的分配系数。
[0012]进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S1中获得沉积物的粒径分布谱的方法为：使用标准筛分仪筛分得到不同目数的沉积物残留量；使用马尔文激光粒度分析仪测定粒径小于75μm的沉积物。
[0013]进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S2中所述沉积物
‑
地表水体系悬浊液的配置步骤为：
[0014]将设定质量的沉积物样品加入到锥形瓶中；
[0015]将设定容积的过滤后的海水或河水水样加入到所述锥形瓶中，与所述沉积物样品混合均匀，形成沉积物
‑
地表水体系悬浊液，所述悬浊液的固体浓度为100g/L；
[0016]从所述锥形瓶中取第一预定容积的悬浮液，加入到聚乙烯离心管中。
[0017]进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S3中根据设施排放或泄露源项，以及测量仪器设备的最低探测限综合确定所述放射性示踪溶液的初始浓度C0。
[0018]进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S3中还包括：使用过滤后的海水或河水配置好放射性示踪溶液的初始浓度后，调节所述放射性示踪溶液的pH值，使其与实际地表水体系的pH值保持一致。
[0019]进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S4具体为：
[0020]S401、向所述聚乙烯离心管中加入第二预定容积的初始浓度的放射性核素示踪溶液，形成混合溶液，调节所述混合溶液的pH值，使其与现场测量条件保持一致；
[0021]S402、将盛有所述混合溶液的聚乙烯离心管置于振荡箱中，在温度为25℃下振荡，使放射性核素在所述沉积物
‑
地表水体系悬浊液中达到吸附平衡，形成平衡溶液；
[0022]S403、从所述聚乙烯离心管中取第三预定容积的上清液，并使用0.45μm的微孔滤膜，得到过滤溶液。
[0023]再进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，所述第一预定容积与所述第二预定容积的比例为9:1。
[0024]再进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S3和S4中使用0.1mol/L的NaOH和0.1mol/L的HCl调节所述放射性示踪溶液和所述混合溶液的pH值。
[0025]进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，步骤S5具体为：
[0026]测定所述过滤溶液中放射性核素平衡浓度C
e
；
[0027]根据所述初始浓度C0与所述平衡浓度C
e
之差得到固相吸附浓度；
[0028]根据国际原子能机构给出的计算公式得到放射性核素在沉积物
‑
地表水体系中的分配系数K
d
。
[0029]再进一步，如上所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，国际原子能机构给出的所述分配系数K
d
的计算公式为：
[0030][0031]其中，固体介质单位质量所含核素浓度的单位为Bq/kg，水体单位体积核素浓度的单位Bq/L。
[0032]采用本专利技术所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，具有以下显著的技术效果：
[0033]本专利技术建立了我国滨海及内陆河流核设施液态流出物中放射性核素在沉积物
‑
地表水体系中分配系数的测定规范，能够为液态流出物在受纳水体中的浓度场分布、核素迁移规律以及迁移数学模型的建立、沉积量计算提供较为准确的参数支撑。
附图说明
[0034]图1是本专利技术具体实施方式中提供的一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法流程图。
具体实施方式
[0035]下面结合具体的实施例与说明书附图对本专利技术进行进一步的描述。
[0036]图1示出了本专利技术具体实施方式中提供的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法流程图，该方法包括以下步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，包括以下步骤：S1、对沉积物
‑
地表水体系反应介质进行预处理和分析，获得沉积物粒径分布谱、沉积物成分和地表水水样成分；S2、配制设定固体浓度的沉积物
‑
地表水体系悬浊液；S3、配制设定核素初始浓度的放射性示踪溶液；S4、将所述初始浓度的放射性示踪溶液加入到所述沉积物
‑
地表水体系悬浊液中振荡，使放射性核素在所述沉积物
‑
地表水体系悬浊液中达到吸附平衡，形成平衡溶液；然后对所述平衡溶液的上清液进行过滤，得到过滤溶液；S5、测定所述过滤溶液中放射性核素的平衡浓度，根据水相平衡浓度和固相平衡浓度，得到放射性核素在沉积物
‑
地表水体系中的分配系数。2.根据权利要求1所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，其特征在于，步骤S1中获得沉积物的粒径分布谱的方法为：使用标准筛分仪筛分得到不同目数的沉积物残留量；使用马尔文激光粒度分析仪测定粒径小于75μm的沉积物。3.根据权利要求2所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，其特征在于，步骤S2中所述沉积物
‑
地表水体系悬浊液的配置步骤为：将设定质量的沉积物样品加入到锥形瓶中；将设定容积的过滤后的海水或河水水样加入到所述锥形瓶中，与所述沉积物样品混合均匀，形成沉积物
‑
地表水体系悬浊液，所述悬浊液的固体浓度为100g/L；从所述锥形瓶中取第一预定容积的悬浮液，加入到聚乙烯离心管中。4.根据权利要求3所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，其特征在于，步骤S3中根据设施排放或泄露源项，以及测量仪器设备的最低探测限综合确定所述放射性示踪溶液的初始浓度C0。5.根据权利要求4所述的实验室沉积物和地表水体系中分配系数的测定方法，其特征在于，步骤S3中还包括：使用过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，林海鹏，杨彪，朱君，石云峰，谢添，邓安嫦，刘团团，李婷，张艾明，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：