废水中铀的测定

A. 核废水一般如何处理

过滤法。

在放射性废水流过的部位安装能够吸附放射性元素的原材料，合理消化吸收水里的放射性元素，吸附原材料中储存放射性元素。等候一段时间后，原材料中的放射性元素做到饱和状态，换掉新的吸附原材料就可以。更换出来的充斥着放射性元素的原材料再做干固密闭式处理。

危害

核废水，即核电站排出来的废水，据相关数据显示，核废水中包含63种放射性物质，一旦沾染上这些放射性污染物，就会直接进入动植物的内部，造成基因序列的突变，诱发严重的疾病，比如说癌症等等。而同时对下一代的影响也非常大，最直观的影响就是新生代的严重畸形和遗传性的疾病。

如果在北赤道暖流海域投放，就会更快的影响到我国周边海域，但是这样也会用最短的时间再次影响到别国。那么如果再靠近北太平洋暖流直接投放，这些核废水又会更快的到达北美和美国，并且这个时候的污染物浓度是远高于上面那种方式的。

以上内容参考网络-放射性废水处理

以上内容参考人民网-日本核废水一旦入海究竟危害有多大

以上内容参考人民网-福岛核污水如何处理？多位日本官员提“排放入海”

B. 水污染及危害

(一)水体污染

水体污染是指排入水体中的污染物超过了水体的自净能力,从而导致水体水质恶化的现象。造成水体污染的原因,有自然的和人为的两个方面。通常所说的水体污染,均指人为污染。人为污染是人类生活和生产对水体的污染,它包括生活污水、工业废水、农田排水未经处理而大量排入水体所造成的污染。

凡使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质均可称为水体污染物或水污染物。根据对环境污染危害的情况不同,可将水体污染物分为以下几个类别:固体污染物、生物污染物、需氧有机污染物、富营养性污染物、感官污染物、酸碱盐类污染物、有毒污染物、油类污染物、热污染等。

1.固体污染物

固体物质在水中有3种存在形态:溶解态、胶体态、悬浮态。

2.生物污染物

生物污染是指废水中的致病微生物及其他有害的生物体。主要包括病毒、病菌、寄生虫卵等各种致病体。此外,废水中若生长有铁菌、硫菌、藻类、水草及贝类动物时,会堵塞管道、腐蚀金属及恶化水质,也属于生物污染物。

生物污染物主要来自城市生活废水、医院废水、垃圾及地面径流等。病原微生物的水污染危害历史最久,至今仍是危害人类健康和生命的重要类型。

3.需氧化有机污染物

废水中能通过生物化学和化学作用而消耗水中溶解氧的物质,统称为需氧污染物。绝大多数的需氧污染物是有机物。有机物的共同特点是:这些物质直接进入水体后,通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质——二氧化碳和水,在分解过程中需要消耗水中的溶解氧,大量有机物质能导致氧的近似完全的消耗,需氧的鱼类和浮游动物在这种环境下就会死亡。

水体中耗氧有机物的测定,常用化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)来描述。

4.富营养性污染物

富营养性污染物是指可引起水体富营养化的物质,主要是指氮、磷等元素,其他尚有钾、硫等。此外,可生化降解的有机物、维生素类物质、热污染等也能触发或促进营养化过程。水中营养性物质,主要来自化肥,随着农业排水进入水体,其次,来自于人、畜、禽的粪便及含磷洗涤剂,此外,食品厂、印染厂、制革厂、炸药厂等排出的废水中均含有大量氮、磷等营养性物质。

过多的营养物质进入天然水体,将使水质恶化、影响渔业的发展,危害人体健康。

5.感官性污染物

废水中能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质,虽无严重危害,但能引起人们感官上的极度不快,被称为感官性污染物。

6.酸、碱、盐类污染物

酸碱污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨引起。酸碱污染物使水体的pH发生变化,破坏自然缓冲作用,消灭或抑制细菌及微生物的生长,妨碍水体自净,使水质恶化、土壤酸化或碱化。

酸与碱同时进入同一水体,从pH角度,酸、碱污染因中和作用而自净,但会产生各种盐类,又成了水体的新污染物。无机盐的增加能提高水的渗透压,对淡水生物、植物生长都有影响。在盐碱化地区,地面水、地下水中的盐危害土壤质量,酸、碱、盐污染造成的水的硬度增加。

7.有毒污染物

废水中能对生物引起毒性反应的物质,称为有毒污染物,简称毒物。工业上使用的有毒化学物已经超过12000种,且每年以500种的速度递增。大量有毒物质排入水体,不仅危及鱼类等水生生物的生存,而且能在食物链中逐级转移、浓缩,最后进入人体,危害人的健康。

废水中的有毒污染物可分为无机毒物、有机毒物和放射性物质3类。

无机毒物,包括金属和非金属两类。金属毒物主要为汞、镉、镍、锌、铜、锰、钴、钛、钒等,轻金属为铍。非金属毒物有砷、硒、氰化物、氟化物、硫化物、亚硝酸盐等。重金属能被生物富集于体内,有时还可被生物转化为毒性更大的物质(如无机汞被转化为烷基汞)。

有机毒物,大多是人工合成,难以被生化降解,毒性很大。在环境污染中具有重要意义的有机毒物包括农药、多氯联苯、稠环芳香烃、芳香胺类、杂环化合物、酚类、腈类等。许多有机毒物有“三致效应”(致畸、致突变、致癌)和蓄积作用(通过食物链体内富集,危害人体健康)。

放射性物质,废水中的放射性物质主要来自铀、镭等放射性金属的生产和使用过程,如核试验、核燃料再处理、原料冶炼厂等。其浓度一般较低,主要会引起慢性辐射和后期效应,如诱发癌症、对孕妇和婴儿产生损伤、引起遗传性伤害等。

8.油类污染物

油类污染物包括矿物油和动植物油。它们均难溶于水,在水中常以粗分散的可浮油和细分散的乳化油等形式存在。漂浮在水面上的油形成一层薄膜,影响大气中氧的溶入,从而影响鱼类的生存和水体的自净作用,也干扰某些水处理设施的正常运行。油脂类污染物还能附着于土壤颗粒表面和动植物体表,影响养分的吸收和废物的排泄。油污染主要是工业排入、海上采油、石油运输船只的清洗及油船意外事故等造成。2010年5月5日,美国墨西哥湾原油泄漏,生态环境严重影响(图6-14,图6-15)。

图6-14 墨西哥湾在原油污染的海水中挣扎的海鸟

图6-15 墨西哥湾原油污染带

9.热污染

废水温度过高而引起的危害,称为热污染。

(二)水污染的危害

水污染的危害主要有以下几点。

1.危害人体健康

水污染直接影响饮用水源的水质。当饮用水源受到合成有机物污染时,将导致腹水、腹泻、肝炎、胃癌、肝癌等疾病的发生。与不洁的水接触也会染上如皮肤病、沙眼、血吸虫、钩虫等疾病。废水中的某些有毒有害物质,即使数量不多,甚至难以检测出来,但由于动植物的富集作用和人体自身的积累作用,仍然可以对人体造成致命的危害。

2.降低农作物的产量和质量

江河湖泊中的水常是农田灌溉水源,一旦这些水体受到污染,水中的有毒有害物质将污染农田土壤,被作物吸收并残留在作物体内。一方面造成作物枯萎死亡,产量下降;另一方面,作物的品质也会有不同程度的下降,如污染物超标,蛋白质、氨基酸和维生素等营养物质含量降低,使蔬菜产生异味等。

3.影响渔业生产

渔业生产与水质紧密相关。水污染而造成淡水渔场鱼类大面积死亡的事故常有发生。一些污染严重的河段鱼虾已经绝迹。水污染还会使鱼类和水生生物发生变异,有毒物质在鱼类体内积累,食用价值大大降低。

4.制约工业的发展

很多工业(如食品、纺织、造纸和电镀等)需要用水,水质的恶化将直接影响产品质量。如水质差的冷却水会造成水循环系的堵塞、腐蚀和结垢,硬度高的水会影响锅炉的寿命和安全。

5.加速生态环境的退化和破坏

水污染除了对水体中的水生生物有危害外,对水体周围生态环境也有影响。污染后水体感观变差,散发臭气,水中的污染物对周围生物产生毒害作用,生物死亡,造成生态环境的退化和破坏。

6.造成经济损失

水污染使环境丧失原有部分或全部功能,造成环境的降级贬值,对人类的生存和经济的发展都带来危害,将这些危害货币化即为水污染造成的经济损失。如人体健康受到危害将减少劳动力,降低劳动生产率,疾病多发需支付更多的医药费,鱼类减产或质量变差则直接造成经济损失,生态环境的污染治理和修复费用都随着污染的加重而增加。

(三)水质标准

目前,我国已经颁布的水质标准有水环境质量标准、排放标准等。

水环境质量标准的:《地表水环境质量标准》(GB3838—2002),《地下水质量标准》(GB/T14848—93),《海水水质标准》(GB3097—1997),《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006),《渔业水质标准》(GB11607—89);《农田灌溉用水水质标准》(GB5084—92)等。

《地表水环境质量标准》(GB3838—2002),依据地表水水域环境功能和保护目标将其划分为5类:

Ⅰ类:主要适用于源头水,国家自然保护区;

Ⅱ类:主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场等;

Ⅲ类:主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场等及游泳区;

Ⅳ类:主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;

Ⅴ类:主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

废水排放标准的:《污水综合排放标准》(GB8978—1996),《医院水污染物排放标准》(BGJ48—83)和一些工业水污染物排放标准,如《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—83),《甘蔗制糖工业水污染物排放标准》(GB3546—83),《石油炼制工业水污染物排放标准》(GB3551—83),《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—92)等。

C. 铀的形态分析

65.1.4.1 铀的价态分析

(1)铀矿石和岩石中铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的测定

方法提要

试样在高浓度硫酸羟胺、邻菲啰啉、无水碳酸钠保护剂存在下，加入氢氟酸在(40±5)℃温度下瞬间进行分解。此时试样中的铀(Ⅵ)以UO²⁺₂形式进入溶液，并立即生成稳定的UO₂F₂配合物;而试样中铀(Ⅳ)则生成溶解度极小的UF₄沉淀。当用钍作载体时，铀(Ⅳ)沉淀被定量载带下来。用抽滤法快速将沉淀和滤液分离。抽滤后的铀(Ⅳ)沉淀视含量高低分别选用容量法或激光荧光法进行测定。方法适合于2×10^-6以上铀(Ⅳ)的测定。

铀(Ⅵ)的含量可用总铀量减去铀(Ⅳ)量求得;也可以由滤液中分取部分溶液经破坏有机物后转入50mL容量瓶中，用激光荧光法进行铀(Ⅵ)量的测定。方法适合于1×10^-7以上铀(Ⅵ)的测定。

仪器和装置

激光荧光铀分析仪。

布氏漏斗内径50mm。

试剂

无水碳酸钠。

邻菲啰啉。

硫酸羟胺。

氢氟酸。

高氯酸。

硝酸。

盐酸。

磷酸。

硫酸。

氯化钙溶液(50g/L)。

硫酸钍溶液(0.5mol/LH₂SO₄溶液中含Th2.5mg/mL)。

三氯化钛溶液(150g/L)。

亚硝酸钠溶液(150g/L)。

尿素溶液(200g/L)。

硫酸亚铁铵溶液(100g/L)。

铀荧光增强剂(核工业北京地质研究院生产，简称J-22)。

混合溶液(J-22100mL加入900mL2.5g/LNaOH溶液混合)。

钒酸铵标准溶液(对铀的滴定度T=0.0003g/mL)配制及标定方法见本章

65.1.3.1亚铁还原-钒酸铵氧化容量法。

铀标准储备溶液ρ(U)=1.00mg/mL称取0.2948g烘干的基准试剂八氧化三铀于烧杯中，加入10mLHNO₃，加热至完全溶解，蒸发至近干后，加入10mLHNO₃提取，用水冲洗表面皿并转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

铀标准溶液ρ(U)=10.0μg/mL用(1+99)HNO₃稀释铀标准储备溶液配制。

根据需要移取适量铀标准溶液分别配制0.2μg/mL和1.0μg/mL铀标准工作溶液。

二苯胺磺酸钠指示剂(5g/L，溶解于0.5mol/LH₂SO₄溶液中)。

铀空矿(铀含量小于1μg/g的长石)。

分析步骤

A.试样分解及U(Ⅳ)与U(Ⅵ)的分离。于干燥的塑料烧杯中加入0.6g硫酸羟胺、0.3g邻菲啰啉、50.0mg铀空矿，称入25～50mg(精确至0.01mg，视总铀含量)试样，然后加入2mLHF，立即摇动烧杯，迅速依次加入8mL温度为(40±5)℃的硫酸钍溶液、0.1gNa₂CO₃和1mLCaCl₂溶液，并不断搅匀后，立即将试样转入已预备好的布氏漏斗进行快速抽滤。溶液抽干后用4～5mL0.5mol/LH₂SO₄洗涤烧杯和滤纸各3～4次。将沉淀及滤纸转入100mL烧杯中，用水冲洗漏斗，洗液并入烧杯中，待处理后供测定铀(Ⅳ)用。

B.铀(Ⅳ)沉淀的处理。在盛有铀(Ⅳ)沉淀的烧杯中加入14mLHNO₃和5mLHClO₄，置于电热板上加热溶解直至蒸干冒尽白烟，视铀含量的高低分别选用容量法或激光荧光法进行铀的测定。

a.容量法测定铀(Ⅳ)。向上述处理过的铀沉淀加入2mLHCl，提取盐类并加热至1mL左右，沿壁加入20mL(2+3)H₃PO₄，再加热溶解，并转入锥形瓶中，总体积控制在30mL左右，在不断摇动下，逐滴加入三氯化钛溶液直至出现稳定的紫红色，再过量2滴，放置5min，加1mLHCl和1.5mLNaNO₂溶液，用力摇动锥形瓶至棕色褪去，加5mL尿素溶液，继续摇动至气泡消失。5min后加2滴二苯胺磺酸钠指示剂，用钒酸铵标准溶液滴定至出现微红色为终点。

b.激光荧光法测定铀(Ⅳ)。向上述处理过的铀沉淀中加入5mL(1+2)HNO₃，置于已预热的电炉上加热使盐类溶解，并立即取下烧杯，将溶液转入50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，放置过夜。分取0.50mL以上试液于测量石英皿中，加入4.5mL混合溶液进行测量，记录铀荧光强度(F₁)，准确加入适量体积、适量浓度的铀标准溶液，搅匀，再测量其荧光强度(F₂)。

(2)总铀量的测定

a.激光荧光法测定总铀量。称取0.1g(精确至0.0001g)试样置于30mL聚四氟乙烯坩埚中，加入2mLHF、5mLHNO₃和2mLHClO₄，摇匀，置于已预热的电热板上加热分解，盖上盖子，中温微沸至试样分解完全。去掉盖子继续加热至白烟冒尽，取下坩埚，沿壁加入5mL(1+2)HNO₃，以下操作按上述激光荧光法测定铀(Ⅳ)步骤进行。

b.容量法测定总铀量。称取0.1～0.3g(精确至0.0001g)试样置于150mL玻璃烧杯中，加水湿润试样，加20mLHCl、2mLHF和15mLH₃PO₄，摇匀后置已预热的电炉上加热分解，至试样液面无大气泡为止。取下烧杯稍冷后加入25mL热水，摇匀，再加热至沸时加入3mL硫酸亚铁铵溶液，沸腾后立即取下烧杯，趁热过滤，滤液收集于250mL锥形瓶中，用25mL(2+3)H₃PO₄分别洗涤烧杯和漏斗，在室温下，加1mLHCl、1.5mLNaNO₂溶液。以下操作按容量法测定铀(Ⅳ)步骤进行。

按式(65.1)计算容量法测定铀的含量。

按式(65.30)计算激光荧光法测定铀的含量:

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

式中:w(U)为试样中铀的质量分数，μg/g;F₁为试样中铀荧光强度;F₂为试样加入铀标准溶液后荧光强度;V₃为试样加入铀标准溶液的体积，mL;ρ(U)为加入铀标准溶液的浓度，μg/mL;V₁为试样溶液的总体积，mL;V₂为分取试样溶液的体积，mL;m为称取试样的质量，g;w(BK)为空白试验铀质量分数，μg/g。

注意事项

1)试样分解及铀(Ⅳ)的分离操作应尽快完成，防止四价铀被氧化。

2)测定方法视铀含量而定。低含量铀的测定也可以采用光度法或极谱法，但应在铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)分离以后，再经TBP色层柱富集铀并与干扰元素分离后测定。

(3)沥青铀矿中铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的测定

方法提要

试样经氢氟酸-硫酸分解，四价铀以四氟化铀形式沉淀，加入二氧化硅后四氟化铀溶解:

3UF₄+2SiO₂+6H₂SO₄=3U(SO₄)₂+2H₂SiF₆+4H₂O

然后在磷酸介质中用钒酸铵标准溶液滴定四价铀。六价铀的含量用常规方法测定总铀量减去四价铀求得。

试剂

二氧化硅粉末(<74μm)。

硫酸。

磷酸。

氢氟酸-硫酸混合液50mLHF与100mL0.5mol/LH₂SO₄混合，贮存于塑料瓶中。

钒酸铵标准溶液(对铀的滴定度T=0.0003g/mL)配制及标定方法见本章

65.1.3.1亚铁还原-钒酸铵氧化容量法。

N-苯基邻氨基苯甲酸溶液称取0.2gN-苯基邻氨基苯甲酸溶解于2g/L碳酸钠溶液中。

二苯胺磺酸钠溶液称取0.5g二苯胺磺酸钠溶解于100mL0.5mol/LH₂SO₄中。

分析步骤

称取5～10mg(精确至0.01mg)试样置于50mL聚四氟乙烯烧杯中，加入3mLHF-H₂SO₄混合液，摇匀，盖上塑料片，放置5min，待绿色沉淀出现后，加入3～5g二氧化硅粉末，加入10mL近沸的6mol/LH₂SO₄，加热煮沸8～10min。稍冷，转入100mL锥形瓶中，用20mL(25+75)H₃PO₄分4次洗涤烧杯，合并于锥形瓶中，在冷水中冷却至室温。加入二苯胺磺酸钠和N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂各2滴，用钒酸铵标准溶液滴定至呈现稳定紫色即为终点。

按式(65.1)计算铀(Ⅳ)的含量。

六价铀的含量同65.1.4.1(1)铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的测定。

注意事项

5mg试样中，含10μg钒(Ⅴ)、20μg铁(Ⅲ)、50μg钼(Ⅵ)、3mg钛(Ⅳ)和5mg锰(Ⅱ)不影响测定结果，二氧化锰的存在使铀(Ⅳ)的结果严重偏低。

65.1.4.2 铀的顺序提取形态分析

在地球化学环境中，铀是比较容易迁移的元素。在还原条件下，铀迁移大多只限于厘米级的范围。当环境具备充分的氧化性使铀酰离子及其配合物保持稳定时，铀可以从蚀变源岩迁移很远，直至溶液化学变化导致铀矿物沉淀。当氧化铀接触较强还原能力的环境时，铀即还原并形成晶质铀矿、铀石或钛铀矿。在广泛变化的环境中可形成六价铀矿物沉淀，进而形成种类繁多的铀酰矿物。由于在氧化的水溶液环境中，晶质铀矿可以迅速溶解，进而形成发育复杂的铀酰矿物与晶质铀矿的共生组合。利用铀矿物和铀形态分析研究铀迁移活动规律在近年来受到重视，利用铀分量进行地球化学找矿应用研究也引起关注。

方法提要

采用顺序提取方法用不同试剂提取砂岩铀矿地质试样中铀及伴生元素钒、钼、硒、铼、铅的各形态，以ICP-MS法进行测定。提取方法采用Tessier流程，提取的形态为:可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残余态。

通过模拟验证并在已知矿区的应用，对本方法的实用性进行检验。结果表明，碳酸盐结合态铀具有指示地下铀矿信息的特征。

仪器与装置

电感耦合等离子体质谱仪。

自动控温电热板最高温度为400℃，控制精度小于5℃，表面有聚四氟乙烯涂层。

恒温干燥箱(-20℃～400℃)。

离心机。

试剂

盐酸。

硝酸。

氢氟酸。

高氯酸。

过氧化氢。

乙酸c(HAc)=0.11mol/L在通风橱中向1L有刻度的聚丙烯瓶或者聚乙烯瓶中加入大约0.5L水，然后加入(25±0.2)mLHAc，用水稀释至刻度，摇匀。取此溶液250mL用水稀释至1L，摇匀。

盐酸羟胺-乙酸溶液c(NH₂OH·HCl)=0.04mol/L称取2.78gNH₂OH·HCl，溶于(1+3)HAc溶液中，移至1000mL容量瓶中，以(1+3)HAc稀释至刻度，摇匀。

乙酸铵溶液c(NH₄Ac)=3.2mol/L称取246.7gNH₄Ac，溶于(1+4)HNO₃，转移至1000mL容量瓶中，以(1+4)HNO₃稀释至刻度，摇匀。

上述试剂均为高纯或MOS级，实验用水为去离子蒸馏纯化水。

分析步骤

(1)总铀及伴生元素含量测定的试样处理

称取50mg(精确至0.01mg)试样(160目)置于聚四氟乙烯消解罐中，加入6mLHF和2mLHNO₃，加盖盖紧，放到恒温干燥箱中于180℃加热消解48h，待溶液澄清后补加3滴HClO₄，在电热板上加热至冒白烟，蒸发至近干。然后用2mL(1+1)HNO₃提取，再放到恒温干燥箱中于180℃加热消解2h，然后转移至50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用ICP-MS法测定。

(2)铀及伴生元素的各种形态的顺序提取

称取1g(精确至0.0001g)试样置于50mL离心管中，按以下步骤提取各形态溶液。

a.水溶态。于离心管中加入25mL水，在室温下适当搅拌浸泡3h。然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过滤收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

b.碳酸盐结合态。在上述经提取后的离心管中加入20mL0.11mol/LHAc(pH=5.0)，在室温下提取5h，然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过滤收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

c.铁锰氧化物结合态。在经提取碳酸盐结合态后的离心管中，加入20mL0.04mol/LNH₂OH·HCl溶液，置于水浴中加热，间歇搅拌，在(95±1)℃下恒温提取3h，然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过虑收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

d.硫化物及有机物结合态。在经步骤c.提取后的离心管中，加入10mLH₂O₂和6mL0.02mol/LHNO₃，慢慢搅拌。待反应平缓后，将离心管置于恒温水浴中，间歇搅拌，在(86±1)℃下提取2h。从水浴中取出离心管，冷却后，再补加上述混合提取液，仍在(86±1)℃下提取3h，使试样氧化完全，然后加入10mL3.2mol/LNH₄Ac溶液，在室温下搅拌30min，然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过滤收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

e.残余态。可用铀及伴生元素全量减去以上四种形态之和。或者将提取后的离心管中的残余物，移入聚四氟已乙烯烧杯中，加入3mLHF和1mLHNO₃，微热消解。如溶解不完全，可继续补加少量HF和HNO₃，至消解完全。加入0.5mLHClO₄，加热至冒白烟，蒸发至近干，然后用5mL(1+1)HNO₃溶液提取，转移至50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀待测。

(3)等离子体质谱法测定

根据铀及伴生元素的各种形态的不同浓度范围，由单元素标准储备溶液配制下列标准溶液系列:

标准1Re:0、0.50、1.00、1.50ng/mL;

标准2Mo、Se:0、5.00、10.0、20.0ng/mL;

标准3V、Pb、U:0、50.0、100、200ng/mL。

在优化好工作参数的ICP-MS上测量标准溶液系列，得到V、Mo、Se、Re、Pb、U的校准曲线，然后在相同条件下测定各形态试样溶液，计算机计算铀及伴生元素的各种形态的含量(μg/g)。

D. 怎么测量核废料中排出含铀废液中铀的含量

该如何测量核废料中排出含铀废液中铀的含量呢？

由于现在对于核能源的使用，让很多之前大家熟都不熟悉的金属物质，开始逐渐现在。在核经过反应之后，会产生很多的核废料。而在一些核废料当中，会排出含铀废液，那么怎么测量核废料中排出含铀废液中铀的含量呢？

E. 铀量的测定 激光荧光法

1 范围

本方法规定了地球化学勘查试样中铀含量的测定方法。

本方法适用于水系沉积物及土壤试料中铀量的测定。

本方法检出限（3S）：0.05μg／g铀。

本方法测定范围：0.15μg／g～20μg／g铀。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本方法的本部分的引用而成为本部分的条款。

下列不注日期的引用文件，其最新版本适用于本方法。

GB／T 20001.4 标准编写规则 第4部分：化学分析方法。

GB／T 14505 岩石和矿石化学分析方法总则及一般规定。

GB 6379 测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性。

GB／T 14496—93 地球化学勘查术语。

3 方法提要

试样用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸分解，加入荧光增强剂与溶液中铀酰离子络合生成具有高荧光效率的单一络合物。该络合物受波长为337.1nm激光脉冲的辐照后，发出黄绿色的荧光。pH在7左右时，铀浓度在一定范围内，其荧光强度与铀浓度成正比。铁、锰等元素的干扰，可通过内滤效应校正消除。

4 试剂

除有指定外，其余试剂均为分析纯，水为去离子水或蒸馏水。

4.1 盐酸（ρ 1.19g／mL）

4.2 硝酸（ρ 1.40g／mL）

4.3 高氯酸（ρ 1.67g／mL）

4.4 氢氟酸（ρ 1.13g／mL）

4.5 氢氧化钠

4.6 八氧化三铀 w（U₃O₈）=99.95%

4.7 J-22荧光增强剂

4.8 过氧化氢 w（H₂O₂）=30%

4.9 盐酸溶液（1+99）

4.10 盐酸溶液（1+2）

4.11 荧光增强剂混合溶液[ρ（J-22）=150g/L-ρ（NaOH）=1g/L]

称取15gJ-22荧光增强剂（4.7）、0.10g氢氧化钠（4.5），加水搅拌溶解并稀释至100mL，摇匀。

4.12 铀标准溶液

4.12.1 铀标准溶液Ⅰ［ρ（U）=1.000mg／mL］称取0.5896g八氧化三铀（4.6），加入10mL盐酸（4.1），加入1mL过氧化氢（4.8），加热溶解。冷却后移入500mL容量瓶中，补加15mL盐酸（4.1），用水稀释至刻度，摇匀。

4.12.2 铀标准溶液Ⅱ［ρ（U）=100μg／mL］分取10.00mL铀标准溶液Ⅰ（4.12.1），置于100mL容量瓶中，用盐酸溶液（4.9）稀释至刻度，摇匀。

4.12.3 铀标准溶液Ⅲ［ρ（U）=10μg／mL］分取10.00mL铀标准溶液Ⅱ（4.12.2），置于100mL容量瓶中，用盐酸溶液（4.9）稀释至刻度，摇匀。

4.12.4 铀标准溶液Ⅳ［ρ（U）=1.0μg／mL］分取10.00mL铀标准溶液Ⅲ（4.12.3），置于100mL容量瓶中，用盐酸溶液（4.9）稀释至刻度，摇匀。

5 仪器及材料

5.1 WGJ-1型激光铀分析仪（杭州光学电子仪器厂）

5.2 低荧光石英比色皿

规格：20mm×10mm

5.3 激光管

5.4 聚四氟乙烯坩埚

规格：30 mL

6 分析步骤

6.1 试料

试料粒径应小于0.097mm，经室温干燥后，装入磨口小玻璃瓶或小塑料瓶中备用。

试料量 称取0.1g试料，精确至0.0002g。

6.2 空白试验

随同试料分析全过程做双份空白试验。

6.3 质量控制

选取同类型水系沉积物及土壤一级标准物质2个～4个样品，随同试料同时分析。

6.4 测定

6.4.1 称取试料（6.1）置于30mL聚四氟乙烯坩埚（5.4）中，加入少许水润湿，相继加入3mL盐酸（4.1），2mL硝酸（4.2），3mL氢氟酸（4.4），1mL高氯酸（4.3）于控温电热板上于120℃分解1h。继续升温至 240℃至高氯酸烟冒尽，取下冷却。加入3mL盐酸（4.10），‘加热溶解盐类。取下冷却后，移入10mL刻度塑料管中，用水稀释至刻度，盖上盖子，摇匀。

6.4.2 用微量吸液器分取100μL清液（6.4.1）置于10mL干燥小烧杯中，加入4.90mL荧光增强剂混合溶液（4.11），摇匀。将溶液倒入石英比色皿中（5.2），于激光测铀仪上（5.1）上，测量荧光强度（F），同时记录透过被测溶液激光强度（I），然后根据测量工作曲线的激光强度（I₀），采用内滤效应校正后求得荧光强度F_C0，见公式（1）。从工作曲线上查得相应的铀含量。

区域地球化学勘查样品分析方法

式中：F_C0——校正干扰内滤效应后的荧光强度；F——被测溶液的荧光强度；F₀——空白试验（6.2）荧光强度；I₀——透过工作曲线的激光强度；I——透过被测溶液的激光强度。

注：内滤效应校正干扰是指对铁、锰、钴、镍等离子熄灭铀荧光的负向干扰的校正。

6.5 工作曲线的绘制

用微量吸液器分取0μL、2.0μL、4.0μL、6.0μL、8.0μL、10.0μL铀标准溶液Ⅳ（4.12.4），分别置于一组干燥小烧杯中，加入100μL空白试验溶液（6.2），加入4.90mL荧光增强剂混合溶液（4.11），摇匀。将溶液倒入石英比色皿（5.2）中，于激光测铀仪（5.1）上，测量荧光强度（F）和激光强度（I₀）。以铀量为横坐标，荧光强度（F）为纵坐标，绘制工作曲线。

7 分析结果的计算

按下式计算铀的含量：

区域地球化学勘查样品分析方法

式中：m₁——从工作曲线上查得试料溶液中的铀量，ng；V₁——移取试液体积，mL；V——试液总体积，mL；m——试料质量，g。

8 精密度

铀量的精密度见表1。

表1 精密度［w（U），10^-6］

附 录 A

（资料性附录）

A.1 本法不需经过预先分离富集，可以从ICP直读光谱多元素分析的样品溶液中分取少量溶液直接进行测定。

A.2 由于本法取样量少，稀释倍数大，故应用微量吸液器仔细分取溶液以减少误差。使用微量吸液器时应用蒸馏水洗两次，样品溶液洗两次，按微量吸液器使用说明书操作。

A.3 铁、锰等元素的负向干扰，可以通过内滤效应的校正予以消除。高氯酸分解样品可消除腐殖酸的影响。

A.4 温度对荧光强度的影响较大，测量合适的温度为15℃～25℃。测量前要求试液温度与室温达到平衡。

A.5 溶液的pH值直接影响荧光强度，应严格控制pH在6.8～7.9之间。

A.6 测定的准确度受仪器的稳定性以及试液稳定性的影响。每批次测定应在1.5h内完成。

附 录 B

（资料性附录）

B.1 从实验室间试验结果得到的统计数据和其他数据

如表B.1。

本方法精密度协作试验数据是由多个实验室进行方法合作研究所提供的结果进行统计分析得到的。

表B.1中不需要将各浓度的数据全部列出，但至少列出了3个或3个以上浓度所统计的参数。

B.1.1 列出了试验结果可接受的实验室个数（即除了经平均值及方差检验后，属界外值而被舍弃的实验室数据）。

B.1.2 列出了方法的相对误差参数，计算公式为，公式中为多个实验室测量平均值；x₀为一级标准物质的标准值。

B.1.3 列出了方法的精密度参数，计算公式为，公式中S_r为重复性标准差、S_R为再现性标准差。为了与GB/T20001.4所列参数的命名一致，本方法精密度表列称谓为“重复性变异系数”及“再现性变异系数”。

B.1.4 列出了方法的相对准确度参数。相对准确度是指测定值（平均值）占真值的百分比。

表B.1 U统计结果表

附加说明

本方法由中国地质调查局提出。

本方法由武汉综合岩矿测试中心技术归口。

本方法由武汉综合岩矿测试中心负责起草。

本方法主要起草人：储溱、柳建一。

本方法精密度协作试验由武汉综合岩矿测试中心叶家瑜、江宝林组织实施。

F. 地球化学找矿中常用的分析测试方法

地球化学找矿分析中经常采用的分析测试方法归纳起来大致有如下几种。

1.比色分析

比色分析是在一定条件下，使试剂(显色剂)与试液中待测元素反应生成有色溶液，通过目估与标准有色溶液(又称标准色阶)对比，以确定待测元素的含量; 或者通过仪器(如光电比色计或分光光度计)测定有色溶液对某一波长的光的吸光度，来求得待测元素的含量。

用目估比较的方法一般称为目视比色法，只能达到半定量; 用光电比色法或分光光度计来测定的方法又称分光光度法，可以达到定量要求。

比色分析的优点是简便、快速且灵敏度较高，一般可检出 0.1 ～ 0.01μg/mL 的含量。目前，比较常用的野外痕金快速测定就是采用目视比色法(微珠法或泡塑法)来确定的，一般可达纳克级，满足野外快速找金的要求; 在化探扫面中 W，Cd 常采用分光光度法的方法来测定。

2.原子发射光谱分析

原子发射光谱分析的基本原理: 任何元素的原子都是由带正电的原子核和围绕它高速旋转的带负电的电子组成，最外层的电子称为价电子。在正常情况下，原子处在最低的能量状态，称为基态。当基态原子受到外加能量(热能、电能等)激发时，它的外层电子从低能级向高能级跃迁，此时原子处于激发状态。该状态下价电子不稳定，大约在 10^{－ 8}s内便要恢复到较低的能量状态或基态，同时以光的形式释放出多余的能量。由于各种元素原子结构是一定的，每种元素都能发射某些特征波长的谱线(如铜有 327.39nm，282.44nm，297.83nm，当然每条谱线的灵敏度有所差异)。根据元素有无特征谱线，就可确定该元素是否存在; 根据特征谱线的强度就可确定元素的含量。

在地球化学找矿分析中激发光源多采用电弧光源，近年来等离子光源(ICP)也逐渐盛行起来。原子发射光谱分析法是地球化学找矿分析中最普遍采用的多元素测定方法，较好的方法一次装样可完成近 20 种元素的测定，由于其测定过程多采用人工方式，缺点是在测定速度上稍微慢了些，另外就是干扰较多且不易掌握。目前在地球化学找矿分析中应用最好方法就是 Au，Ag 和 Pt 发射光谱分析法，特别是 Au 的发射光谱测定是化探扫面推荐的标准配套分析法。

3.原子吸收光谱分析

原子吸收光谱分析基本原理: 每一元素的原子具有吸收该元素本身发射的特征谱线的性能。分析某一元素时，用能产生该元素特征的光源(如以该元素制作的空心阴极灯)。当这种光源发射的光通过被测元素的基态原子蒸气时，光就被吸收。其吸收的量与样品中被测元素的含量成正比，通过测量光源发射的光通过原子蒸气被吸收的量即可测得元素的含量。

原子吸收系统分析的特点是灵敏度高(10^{－ 6}级)、准确度和精密度较高、分析速度快、分析范围广，可测定 70 多种元素。在地球化学找矿分析中常用在 Cu，Pb，Zn，Ni等元素的测定。近年来开始采用无火焰原子吸收光谱(石墨炉或钽舟电热原子化器)，它能达到更高的灵敏度(10^{－ 9}级)，但精度目前还不理想。

4.荧光分析

物质的分子或原子，经入射光照射后，其中某些电子被激发至较高的能级。当它们从高能级跃迁至低能级时，可发射出比入射波长更长的光，则这种光称为荧光。随着激发源的不同(如可以是紫外线、X 射线等)，又有不同的荧光分析方法。

(1)荧光光度分析

利用紫外线照射物质所产生的荧光强度来确定该物质的含量，在地球化学找矿分析中常用于铀含量的测定，灵敏度可达到(0.1 ～1)×10^{－ 6}。

(2)原子荧光分析

元素的基态原子蒸气，在吸收元素发射的特征波长的光线之后，从基态激发至激发态，当这些原子由激发态跃迁至基态时就发射出荧光，由此可借助测定荧光强度来测定试样中元素的含量。在地球化学找矿分析中常采用这些方法来测定 As，Sb，Bi，Hg 的含量。

(3)X 射线荧光分析

X 射线荧光分析基本原理: 当 X 射线(初级 X 射线)照射待测样品中的各种元素时，X 射线中的光子便与样品的原子发生碰撞，并使原子中的一个内层电子被轰击出来，此时原子内层电子空位，将由能量较高的外层电子来补充，同时以 X 射线形式释放出多余的能量，这种次级 X 射线叫作 X 射线荧光。各元素所发射出来的 X 射线荧光的波长取决于它们的原子序数，而其强度与元素含量相关，借此可确定存在的元素及其含量。

该方法谱线简单，易于识别，干扰较小，方法选择性高，不仅用于微量组分(10^{－ 6})的测定，也适用于高至接近 100% 的含量组分的测定，且具有相当高的准确度。该方法不损坏样品，故同一试样可重复进行分析。它非常适用于原子序数 5(B)，6(C)，8(O)，9(F)～92(U)的测定，但仪器价格比较昂贵。

5.极谱分析

极谱分析是一种特殊条件下的电解分析，它用滴汞电极被分析物质的稀溶液，并根据得到的电压电流曲线，以半波电位确定何种元素存在，以极限扩散电流确定元素的含量。该方法灵敏度一般可达1μg/L ～1mg/L。新的极谱技术可提高3 ～4 数量级，甚至提高6 个数量级(如催化极谱法测铂族元素)，相对误差约 2% ～ 5% ，一份试液(只几毫升)可同时测定几个元素，地球化学找矿中常用于 W，Mo 的测定。

6.离子选择性电极

离子选择性电极是一种电位分析法，简单地说是把一对电极(一个叫指示电极，其电位随被测离子浓度变化，另一个叫参比电极，电位不受溶液组成变化的影响，具恒定值，起电压传递作用)插入待测溶液，当把两电极连接起来，构成一个原电池时，两极间的电位差完全取决于溶液中待测离子的浓度(电位差和离子浓度的对数呈线性关系)。

为了测定各种离子，可以制作各种离子的指示电极，它的电极的膜电位只与溶液中该离子的浓度对数呈线性关系，故称为离子选择性电极，如氟离子选择性电极，其膜电位只与溶液中氟离子浓度有关。

该方法灵敏度高，有的达到 10^{－ 9}级，设备较简单，测定速度快。地球化学找矿中用于 F，Cl，Br，I 的测定。

实际应用中除上述介绍的主要方法外，还有诸如中子活化分析、等离子质谱分析法等方法，但这些方法所采用设备价格过于昂贵，应用面不广，这里不再介绍。

地球化学找矿中分析测试方法多种多样，但依靠单一的分析测试手段完成分析测试任务要求显然是不现实的，在实际生产中常常是采用多种分析测试手段组合的方式，这样无论从分析测试灵敏度、精密度和准确度，还是从经济效益、测试速度上才能达到最优。例如辽宁地矿局中心实验室在早期区域化探样品分析就采用了如下的组合方式(表 6 2)。

表6-2 辽宁地矿局中心实验室区域化探样品采用的分析方法

G. HZHJSZ00119 水质 铁的测定EDTA滴定法，HZHJSZ是什么意思

HZHJSZ---------杭州环境水质

“HZHJSZ00119 水质铁的测定 EDTA滴定法”介绍：

HZ-HJ-SZ-0119
水质铁的测定EDTA 滴定法

1 范围
本方法适用于炼铁矿山电镀酸洗等废水中铁的测定测定铁的适宜含量为5~20mg
在测定条件下铜铝离子含量较高大于5.0mg 时产生正干扰其它多数离子对本方
法没有影响

2 原理
水样经酸分解使其中铁全部溶解并将亚铁氧化成高铁用氨水调节至pH2 左右用
磺基水扬酸作指示剂用EDTA 络合物滴定法测定样品中的铁含量

3 试剂
3.1 硝酸
3.2 硫酸
3.3 盐酸
3.4 1+1 氨水
3.5 精密pH 试纸
3.6 磺基水扬酸溶液50g/L
3.7 六次甲基四胺溶液300g/L
3.8 铁标准溶液称取4.822g 硫酸高铁铵[FeNH4(S04) 12H20]溶于水中加1.0mL 硫酸
移入1000mL 容量瓶中加水至标线混匀此溶液的浓度为0.010mol/L
3.9 0.01mol/L EDTA 标准滴定溶液: 称取3.723g 二水合乙二胺四乙酸二钠盐溶于水中稀释
至1000 mL 贮于聚乙烯瓶中按下法标定
标定吸取20.00mL 铁标准溶液置锥形瓶中加水至100mL 用精密pH 试纸指示滴
加1+1 氨水调至pH2 左右在电热板上加热试液至60 左右加磺基水扬酸溶液3.6 2mL
用EDTA 标准滴定溶液滴定至深紫红色变浅放慢滴定速度至紫红色消失而呈淡黄色为终
点记下消耗EDTA 标准滴定溶液的毫升数(V0) 计算EDTA 标准滴定溶液的准确浓度

c Na2-EDTA =0.010mol/L 20.00/ V0

4 仪器
25 或50mL 酸式滴定管

5 试样制备
如水样清澈且不含有机物或络合剂则可取适量水样(合铁量约为5~20mg) 于锥形瓶中
加水至约100mL 加硝酸5mL 加热煮沸至剩余溶液约为70mL 使Fe2+全部氧化为Fe3+
冷却加水至100mL

如水样混浊或有沉淀或含有机物则分取适量混匀水样置锥形瓶中加硫酸3mL 硝
酸5mL 徐徐加热消解至冒三氧化硫白烟试样应呈透明状否则再加适量硝酸继续加热消
解得透明溶液为止冷却加水至100mL

往上述处理过的水样中滴加1+1 氨水调节至pH2 左右(用精密pH 试纸检验)

6 操作步骤
将调节好pH 的试液加热至60 加磺基水扬酸溶液3.6 2mL 摇匀用EDTA 标
准滴定溶液滴定至深紫红色变浅放慢滴定速度至紫色消失而呈现淡黄色为终点记录消
耗EDTA 标准滴定溶液的毫升数V2)

7 结果计算
c 铁Fe, mg/L = c 55.847 1000 V1/ V2
式中V1 滴定所消耗EDTA 标准滴定溶液体积(mL)
1

V2 水样体积(mL)
EDTA 标准滴定溶液的摩尔浓度(mol/L)

55.847 (Fe)的摩尔质量(g/mol)
8 精密度和准确度

11 个实验室分别测定含5~20mg 铁的标准样品相对标准偏差不超过1.2% 相对误差不
超过0.4% 单个实验室测定实际废水样的精密度和回收率见表1

表1 测定实际废水样的精密度和准确度

实验室废水名称六次重复测定结果相对标准偏差加标回收率
编号mL/L

1 炼铁废水11.2 7.4 97.3
2 钢厂排水153.6 0.25 101.0
3 化工厂排水9.4 1.1 96.5
4 电镀车间997.4 0.21 99.7
5 铁矿废水7268.2 0.2 100.6
6 冷轧钢废水594.3 0.1 101.2
7 机械厂电镀合金废水376.1 0.3 97.6

注意事项

(1) 含悬浮颗粒物或有机物多的样品应适当增加酸量进行消解消解过程中要防止暴沸和蒸干否
则会使结果偏低
(2) 水样中若含铜镍干扰离子应在预处理溶液中滴加1+1 氨水至刚产生混浊再滴加1+1 盐酸
至溶液澄清加2g 氯化铵滴加六次甲基四胺溶液3.7 至出现混浊再过量8mL 在水浴上加热至80
并保持15min 使Fe(OH)3 沉淀絮凝放冷用中速滤纸过滤
用1+1 盐酸10mL 将滤纸上沉淀溶解返回烧杯中用热水洗滤纸洗液并入烧杯中必要时再用少量
1+1 盐酸洗涤滤纸以使铁完全溶解
冷却后溶液定容至200mL 分取适量调节pH 后再进行滴定操作

(3) 用EDTA 标准滴定溶液滴定铁离子的适宜pH 值为1.5~2.0 既可排除重金属离子的干扰又适宜
于磺基水扬酸指示终点pH 值过低使滴定终点不敏锐pH 值过高将产生氢氧化铁沉淀而影响滴定
(4) 由于铁离子与EDTA 络合作用较慢因此滴定时试液应保持在60 左右在接近终点时应缓慢滴
定并剧烈振摇使其加速反应否则将导致测定结果偏高
9 参考文献

水和废水监测分析方法编委会编水和废水监测分析方法第三版pp. 182~184
中国环境科学出版社北京1997
2

H. 中国的核污水是怎么处理的

中国对中低放射性核废料的处理，按国家标准和国际原子能机构的要求处理，不论是固体核废料还是液体核废料，都要进行固化处理，然后装在200升的不锈钢桶里，放在浅地层的处置库里。

目前，中国已建有两座中低放射核废料处置库，并准备再建两座，但还没有一座高放射处置库。已建成两座中低放射核废料处置库，分别位于甘肃玉门和广东大亚湾附近的北龙。

甘肃玉门西北处置场位于原核工业404厂厂区内，该厂为我国最早的核工业基地之一。广东北龙处置场始建于1998年，于2000年建成，位于大鹏半岛排牙山东侧的一条低缓的小山梁上，距大亚湾核电站5公里，锯岭澳核电站4公里。占地近21公顷，设计总处置容量为8万立方米，工程造价约8000万元。主要接收和处置广东省核电站产生的低中水平的放射性固体废物。

对于广泛采用的压水堆核电厂，各类废水的处理工艺如下：

（一）工艺废水。主要为冷却剂相关系统(设备、管道和阀门)的疏水和引漏水。根据其放射性水平和盐含量的不同，可采用预过滤、离子交换、蒸发等方法处理。

（二）设备去污废水。主要为放射性设备去污产生的去污废水，其盐含量较高，一般采用蒸发处理。

（三）地面冲洗废水、淋浴水和洗衣房水。这类废水的放射性水平很低，可经过滤后排放，或采用蒸发处理或膜过滤（反渗透、纳滤或超滤等）处理。如废水含有洗涤剂，蒸发时则需添加消泡剂，或预先分解洗涤剂。核电厂产生的放射性废液属于中、低放，经过净化、浓缩后采用塑料、环氧树脂等固化在金属桶内；对于低放废液经过上述净化处理后，经检测符合规定值稀释排放。

I. 放射性测量在城市污染调查中的应用

人类活动对地球介质的污染大体上可以分为四类：水体（包括地表水和地下水）污染、大气污染、固体废弃物的污染和放射性物质的污染。由于这些污染会使介质的物理、化学性质发生明显的变化，因而可以在不同程度上利用物探、化探方法加以监测。对其中的某些污染而言，这些方法还可用以监测治理的过程和评价治理的效果或者为治理工程的设计提供依据。

1.放射性污染的来源

放射性污染的来源有以下几个方面[]2。

核废料和核泄漏事故核电站会产生大量的放射性废料，核泄漏事故也时有发生。核武器试验形成放射性散落物。放射性源在工业和医疗等许多方面有着广泛的用途，但由于管理不善，常被当作一般的废料而丢弃，例如，北美在20世纪80年代就发生过30多起这样的事件。

某些矿产资源的大量开采铀矿和一些有色、稀有、稀土、磷等矿产的开采和选冶，导致大面积的放射性污染。

某些燃烧产物和含放射性的物质煤及其燃烧产物、原油、建材、肥料等常常含有偏高的放射性元素含量，这些污染过去长期被人们忽视。

为了了解放射性污染的分布，原苏联曾开展过全国性的系统调查。原苏联“地质勘探”联合体从1982年开始对莫斯科进行放射性污染调查，1986年开始在圣彼得堡、基辅、托木斯克和其他一些城市进行放射性污染检查。1989年原苏联部长会议决定将这项工作纳入国家计划，并指定“地质勘探”联合体作为专业化的放射生态调查部门。所发现的放射性污染地段经过详细调查，确定出污染地段的范围和性质。在必要的情况下，为了确定辐射体的性质和污染的程度，要取样品做γ能谱测量和α及β测量。地段经详查之后交给地方权力机关，以便在卫生检疫部门、民防和堆放放射性废料的企业参加下消除污染。在消除污染的过程中要进行追踪测量，而消除之后还要通过监测加以核实。

我国在个别城市也作过系统的放射性污染调查，例如，核工业航测遥感中心在石家庄市开展过此类工作，在该市北郊电厂附近发现异常地段，铀的含量大于8×10^-6（最大值11.8×10^-6），钍含量大于27×10^-6（最大值34.5×10^-6），为正常场的3～5倍，已构成放射性异常面积约1.5km²，经地面检查后发现是由电厂的煤灰池及散落于其四周的煤灰污染造成的。在其他一些工厂和居民区也出现放射性偏高区，经检查是由锅炉房旁堆积的煤灰煤渣、生活用煤的煤灰垃圾或含放射性物质的建材引起的。

2.放射性污染的调查和监测方法

目前，放射性污染的调查和监测方法有航空、汽车γ能谱测量、步行γ测量和用于分析多种放射性核素的地面取样等。

（1）核事故污染的监测

核事故往往造成的污染范围很大，而且给人民生命和国民经济带来巨大的损失，原苏联切尔诺贝利核电站的事故就是一个典型的例子。

针对核事故的地球物理监测工作大体上可分为两大部分：一是在核事故发生后应当立即开始大区域快速监测工作，及时了解逐日的污染扩散范围和方向并采取相应的防范对策；二是对所有核设施进行长年监测工作，以便一旦发生事故时，能够了解原有的放射性背景和追踪事故后污染逐步消除的过程。

另一个监测核事故污染的实例是追踪返回地面的核动力卫星。由于卫星在进入大气层后解体成多个碎片，因此，监测工作要在预计降落轨道周围广阔的地区内进行，主要依靠航空γ能谱测量，待发现异常后再进行地面检查。加拿大国防部和美国能源部合作，曾经于1978年初在加拿大西北地区追踪返回地面的原苏联核动力卫星K ocmoc 954。经追踪调查后，共回收约3500枚碎片，最远的在卫星轨道以南480km。

（2）矿山探采和选冶污染的监测

除了铀矿床外，许多有色金属、贵金属、稀有金属、稀土元素和磷矿床等也都伴生有大量放射性元素，对这些矿床的勘探、开采、选矿和冶炼都会导致放射性污染。为了清除这些污染、了解清除的效果，都需要进行监测。

在地质勘探阶段，矿床虽未交给工业部门开采，但在勘探过程中使用了水平巷道、竖井和浅井等工程，使矿区受到天然放射性元素的污染。在矿床开采过程中，矿石和废石的堆放与运输造成更大面积的污染，选冶过程中产生的尾矿和炉渣也是不可忽视的污染源。

（3）建筑材料的放射性污染及其监测

目前，用土壤和岩石制成的建筑材料、一些工业废料、某种制砖原料、渣制水泥等都不同程度地含有天然放射性核素。

建筑材料中放射性元素的含量与人的健康息息相关。由土壤和岩石制成的建筑材料不同程度地含有天然放射性核素，而其中能以气态从建材中扩散出来的同位素主要是²²²Rn。当建筑材料的镭质量活度高于正常值（约37Bq/kg）时，就会成为室内氡的重要来源之一。

有时一些工业废料（含有较多的放射性元素）也被用作建材的原料，成为长期危害人体健康的污染源。我国多数地区用各种砖作建材，其中所含放射性元素以钾的质量活度最高，为148～555Bq/kg，镭次之，为37～185Bq/kg，钍为37～148Bq/kg。原料中含核素高的石灰、水泥制作的建筑材料，其室内氡浓度可高于正常值的5～18倍，例如，我国一家渣制水泥厂，其原料来自白云鄂博铁矿的尾渣，用其水泥建成的房屋室内氡浓度高于正常值的4～6倍。

（4）采煤和燃煤的污染及其监测

许多重要的采煤区在采煤过程中形成大面积的放射性污染。例如，德国的鲁尔矿区发现，由煤矿抽向地面的水中²²⁶Ra含量所导致的活度浓度达13kBq/m³，流入地下坑道中的水达63kBq/m³。鲁尔区所有煤矿每年抽出的水含²²⁶Ra导致的总活度共37G Bq。

在地面上，放射性污染的分布在很大程度上与水的化学成分有关，共有两类含镭的水，A 类含硫酸盐甚少或不含硫酸盐，但含Ba^2＋离子；B类水含大量硫酸盐，但不含Ba^2＋离子。在B类水中镭不沉淀。而A 类水中的镭，当其与硫酸盐水混合后，镭与钡同时沉淀，形成放射性沉积物。很多煤矿已采煤百年以上，在矿山废水流经之处形成很厚的沉积层，质量活度达150kBq/kg，并导致土壤和植物的污染，土壤质量活度介于0.2～31kBq/kg之间，在水道两侧的新鲜植物中含²²⁶Ra，其质量活度达1kBq/kg。

煤的燃烧过程实际上是放射性元素在燃烧产物中富集的过程。印度A ligarh M uslum大学利用裂变径迹法对印度两家热电厂的煤、炉渣和飞灰中的铀含量进行测定，发现他们所用的煤含铀的质量分数为17.1×10^-6，炉渣为25.7×10^-6，而飞灰为29.1×10^-6。

目前，世界上许多发展中国家都以煤作为主要能源，因此，粉煤灰成为一种量大面广的放射性污染源。据联合国原子辐射效应科学委员会（U NSCEAR）的统计，一个每天烧煤10 t的热电厂，向大气释放的²³⁸U 放射性活度达1850 kBq，一个1000 MW的热电厂每年排放粉煤灰5×10⁵t，其中1.4×10⁵t排入大气。调查表明，在热电厂周围由于粉煤灰放射性引起的癌症死亡率比在核电站周围高30倍。

用粉煤灰和煤渣制造建筑材料曾被认为是废物利用的好办法，殊不知当煤的放射性元素含量偏高时，还会导致严重的后果。我国核工业总公司曾经对石煤渣砖所建房屋的室内吸收剂量率做过调查，其结果见表6-1-3。

表6-1-3 石煤渣砖所建房屋和对照房屋室内伽马射线吸收剂量率

（据崔霖沛等，1997）

由此可见，石煤渣砖房屋的γ辐射吸收剂量率比对照组房屋高3～9倍。另据对福建西部几家综合渣制砖厂进行的放射性监测，发现一些石煤渣制品U、Ra、Th核素的含量比正常值高3～5倍。

图6-1-5是云南某钢铁厂上空航空伽马能谱检测铁矿放射性污染的异常剖面图，该剖面中铀道计数率出现双峰，峰形尖陡，强度较高，超出底数近3倍；总道峰形反映也十分明显，较宽，显示出一定规模；钾道和钍道反映不明显，属铀异常，并有磁异常存在。

图6-1-5 云南某地航空放射性测量异常剖面图

（据李怀渊，2004）

该异常区位于云南省某县城内，呈北西向分布，长约600m，宽约400m，是某钢铁厂冶炼附近泥盆纪地层中铁矿石后的废渣及废渣所制砖块砌起的房屋引起的。该矿石放射性强度为2.0nC/（kg·h），略低于周围第四系堆积物（3.2nC/（kg·h），但铀含量偏高（12.2×10^-6）。废渣中的放射性核素进一步浓缩，炉渣中放射性强度较高，炉渣大量堆积，并制成砖坯构筑围墙及房屋，造成了大片的放射性污染区域^[3]。

（5）石油开采及运输中的放射性污染和监测

石油的放射性污染过去长期为人们所忽视，原苏联在其开展的全国性系统放射生态调查中才发现这一问题。1988年，КОЛЬЦОB地质企业发现巴库和高加索地区石油管道的照射量率达200～2000μR/h，该企业近年来在斯塔夫罗波尔边区的调查中发现，在采油时放射性盐类沉淀在输油管道、容器和其他设备的壁上，将采油废水放入蒸发和过滤场也促使面积性放射性污染的形成，面积达几十至几百万平方米，y射线的照射量率达100～1000μR/h。清洗、修理和更换管道、容器和设备也使地面被固体放射性废料污染，照射量率可达2000～3000μR/h。

另外，每年还要发生数以千计的输油管、水管的泄漏，泄漏量达数万立方米。每年又有数百公里的过期污染管道报废，其中相当一部分变卖给居民和单位，作为建筑材料。

（6）磷肥的放射性污染及其监测

在天然环境中磷和铀之间有着稳定的共生关系，磷肥的原料——磷矿石含有偏高的铀，磷肥的副产品中则含有较多的铀衰变产物，这些都会给磷肥厂周围的环境造成放射性污染。

例如，在西班牙西南部奥迭尔河和廷托河汇合入海处附近有一个大型磷酸厂，用于制造磷酸盐肥料，其原料为磷灰岩，含有大量铀系放射性核素。因此，需要估算该厂每年排入周围环境的核素数量，监测放射性核素的污染程度。

磷肥厂的环境放射性污染在我国亦有发现。核工业总公司在上海市郊进行航空γ能谱测量时，曾发现102×10^-6的铀异常，是背景值的45倍，经查是由化肥厂的磷矿粉引起的。

施加磷肥对农田的放射性污染程度如何也是人们普遍关心的问题。对此，西班牙的韦尔瓦大学已作了初步估算，他们测定了西班牙11种化肥的质量活度，非磷肥的铀系元素含量都很低，而磷肥较高，如磷酸铵肥料（以P₂O₅计）中的铀导致的质量活度为2500 Bq/kg、Ra的为50 Bq/kg、Po的为250 Bq/kg。为了估算磷肥对农田的影响，假定每年每10000m²最多上150 kg P₂O₅,1 kg P₂O₅所含铀的活度为2500Bq，而铀均匀分布在近地表10cm的土壤层中，土壤密度为1.5×10³kg/m³，那么每年每1kg土壤增加约0.25 Bq的铀，它不超过未扰动土壤铀正常含量的1%。所以，他们认为磷肥对农田的放射性污染可以忽略不计。

（7）城市放射性辐射调查

超剂量放射性辐射长期照射人体，会引起斑疹性皮炎、眼疼、毛发脱落等病症，甚至可引起恶性肿瘤、不育症及早亡等。可见，放射性辐射对人体的危害是不可忽视的。

按我国和国际辐射防护委员会推荐的辐射防护剂量标准，对于职业放射性工作人员，其最大容许剂量为5rem/a（雷姆/年）

1rem（雷姆）＝10^-2S（v 希沃特），1Sv=1J/kg（焦耳/千克）（国际单位制）。，对于非职业放射性工作人员，其最大容许剂量为0.5rem/a，若换算成γ辐射强度，则0.5rem/a=60γ

1γ（伽马）＝71.767fA/kg（飞安每千克）（国际单位制）。。

为查明城市及其周围地区放射性辐射强度的情况，通常采用放射性伽马测量，可获得良好的效果。

图6-1-6是深圳市某区放射性伽马测量结果。测区为一低山丘陵地区，区内广泛分布着中—粗粒斑状黑云母花岗岩，其中还发育有伟晶岩脉和断裂破碎带。若用我国推荐的辐射防护剂量标准0.5rem/a=60γ为尺度划分测区的y强度异常区，则从图可看出，测区大部为低于60γ的正常区，大于60γ的异常区有三个，即M₁、M₂、M₃（M₃异常位于M₁异常以北）异常区。异常等值线均呈近东西向展布，这些异常与中—粗粒斑状黑云母花岗岩中富含的铀、钍和断裂构造有着密切的关系。

图6-1-6 深圳市某区放射性伽马强度等值线图

（据李均灿，1986）

1—伽马强度等值线及其强度；2—伽马强度异常区及其编号；3—断层

按前述的辐射防护剂量标准，在异常区内不宜建造房屋和居民点，所产的花岗岩石不宜作石材用。

深圳市放射性测量成果为该市城市规划和环保工作提供了重要资料

李均灿等，1986。深圳地区环境放射性γ测量简介（广东省地矿局）。。

J. 钍的检验和测定方法

国家标准有的
本标准适用于各类食品中天然钍和铀的测定。天然钍测定方法测定限为1×10**-8g/g 灰。天然铀测定限为乙酸乙酯萃取-荧光计法2×10**-8g/g灰；三烷基氧膦(TRPO)苯取-荧光计法1×10**-7g/g灰；N235萃取-分光光度法1.5×10**-8g/g灰;目视荧光法4×10**-7g/g灰；激光荧光法为2.5×10**-8g/g灰。
2 引用标准
GB 6768 水中微量铀分析方法
GB 14883.1 食品中放射性物质检验 总则
3 天然钍测定方法-三烷基(混合)胺(N235)萃取-分光光度法
3.1 原理
三烷基(混合)胺(N235)是一种混合三烷基(主要辛基)叔胺，其性质与三正辛胺相似。
食品灰用硝酸和高氯酸浸取，溶液经磷酸盐沉淀浓集铀和钍，在盐析剂硝酸铝存在下以N235从硝酸溶液中同时萃取钍和铀，首先用8mol/L盐酸溶液反萃取钍，再用水反萃取铀,分别以铀试剂III显色,进行分光光度测定。本法可用于食品中铀和钍联合或单独检验。
3.2 试剂和材料
3.2.1 钍标准溶液：取0.600g硝酸钍[Th(NO3)4·4H2O]溶于50mL 5mol/L硝酸溶液中，转入500mL容量瓶，用0.5mol/L硝酸稀释至刻度，此贮备液用重量法标定。按标定结果用lmol/L硝酸将一定量贮备液准确稀释成1.00μgTh/mL的钍标准溶液。
标定：准确吸取30.0mL贮备液于烧杯中，加70mL水，加热至80℃左右，以酚酞作指示剂，用氨水沉淀钍，沉淀用无灰滤纸过滤,0.1％氨水洗涤几次后，放入已恒量的坩埚中烘干，炭化，900℃灼烧成二氧化钍，恒量，计算出准确钍含量。
3.2.2 10％N235萃取剂：将50mLN235(工业纯)，50mL乙酸乙酯、50ml丙酮混合后，或单用50mLN235，以环已烷稀释到500mL,再用2mol/L硝酸溶液萃洗平衡后待用。
3.2.3 硝酸铝溶液：500g硝酸铝中加少量水和33ml,氨水,加热溶解后用水稀释到500ml。
3.2.4 饱和硝酸铵溶液：用2mol/L硝酸溶液配制。
3.2.5 0.03%铀试剂Ⅲ-草酸饱和溶液：称取0.3g铀试剂Ⅲ,溶解于水中(若溶解不完全，可加少量氢氧化钠)，稀释至1000ml。使用前倒此溶液于小试剂瓶中，加入草酸至饱和。
3.2.6 8mol/L盐酸溶液：取333mL盐酸(优级纯)，用水稀释至500ml，加入约1g尿素。
3.3 仪器和器材
3.3.1 分光光度计: 72型或其他型号, 3cm比色杯。
3.4 钍工作曲线的绘制 在8个分液漏斗中各加入10mL1mol/L硝酸溶液, 分别吸入相当于0,0.3,0.5,0.7,1.0, 2.0,3.0,4.0μg钍的钍标准溶液, 按3.5.5～3.5.6条测定钍的吸光度作为纵坐标, 实标加入的钍量为横坐标作图。
3.5 测定
3.5.1 采样、预处理按GB14883.1规定进行。
3.5.2 称取1～2g(精确至0.001g)样品灰于60mL瓷蒸发皿中(大米、玉米和肉类等含钙少的样品灰按50mgCa/g灰的比例加入钙载体溶液)，加入10mL浓硝酸，在沙浴上缓慢蒸发至干。将蒸发皿转入高温炉500℃灼烧10min(样品灰灼烧后若呈黑色或灰色时，可重复酸浸取,再灼烧处理一次),取出冷却后加入10mL8mol/L硝酸,加热溶解后趁热过滤。用8mol/L 硝酸洗涤蒸发皿2～3次，再用热的稀硝酸洗涤蒸发皿和残渣2～3次。滤液和洗涤液合并于离心管中。
3.5.3 搅拌下滴加氨水于上述浸取液中，调节溶液pH＝9使生成白色沉淀，加热凝聚。冷却后离心，弃去上清液。沉淀用水洗涤一次，离心，弃去上清液。
3.5.4 滴加浓硝酸入离心管，使沉淀刚好溶解。将溶液转移入60mL分液漏斗中，用15mL硝酸铝溶液分2次洗涤离心管，洗涤液合并入分液漏斗。
3.5.5 加15mL10％N235萃取剂入分液漏斗，萃取5min，静置分相后弃去水相。用5mL饱和硝酸铵溶液萃洗一次。
3.5.6 萃洗后的有机相依次用5.0mL和3.5mL8mol/L盐酸反萃取，每次反萃取5min。二次反萃取液合并于10mL比色管，加入1.00mL0.03％铀试剂Ⅲ-草酸饱和溶液，用8mol/L盐酸稀释到刻度。摇匀后在分光光度计(波长665nm，3cm比色皿)以8.5mL 8mol/L盐酸代替样品液加显色剂作为零值，进行比色，测定钍的吸光度。从工作曲线上查出钍含量。有机相可用于测定铀(下接7.5.7条)。
3.5.7 化学回收率测定：准确称取1～2g样品灰(与样品分析的用灰量相等)于60mL瓷蒸发皿，加入钍标准溶液2.0mL和10mL硝酸，按3.5.2～3.5.6条与未加钍标准溶液的样品平行操作。根据测得的钍含量，按式(1)计算钍的化学回收率。
3.5.8 试剂空白值的测定：不用样品灰按以上测定程序，以8.5mL 8mol/L盐酸在比色管中加入显色剂后作为零值，在同样条件下测出吸光度作为试剂空白，应在计算结果中进行校正。
3.6 计算
A’-N
R=━━━....................................(1)
Ao
NM
A=━━━....................................(2)
WR
式中：A--食品中钍含量，μg/kg或μg/L；
A’--加入钍标准溶液的样品所测得的钍含量，μg；
Ao--加入钍的量，μg;
M--灰样比，g/kg或g/L；
N--样品测定时从钍工作曲线上查得的钍含量，μg；
R-一钍的化学回收率；
W--分析样品灰质量，g。
4 天然钍测定方法-PMBP萃取-分光光度法
4.1 原理 食品灰以王水浸取，草酸盐沉淀载带钍，1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-5(简称 PMBP)萃取分离后，在6mol/L盐酸介质中，以铀试剂Ⅲ显色进行分光光度测定。
4.2 试剂和材料
4.2.1 钍标准溶液、铀试剂Ⅲ溶液同N235萃取-分光光度法(3.2)。
4.2.2 PMBP萃取剂：PMBP的0.3％二甲苯溶液。
4.2.3 草酸溶液：10％和0.8％两种溶液。
4.2.4 10％磺基水杨酸溶液。
4.2.5 10％酒石酸溶液。
4.2.6 抗坏血酸。
4.2.7 盐酸溶液:0.1mol/L和6mol/L两种溶液。
4.2.8 1:1氨水。
4.2.9 钙载体溶液：40mgCa/mL。
4.2.10 高氯酸。
4.2.11 王水：1体积硝酸与3体积盐酸混合。
4.3 仪器
4.3.1 分光光度计：72型或其他型号，3cm比色杯。
4.4 工作曲线的绘制
分别吸取相当于0,0.3,0.5,0.7,1.0,3.0,5.0,7.0,9.0,10.0μg钍的钍标准溶液于十个250ml烧杯中,加20ml 6mol/L盐酸溶液、 2mL钙载体溶液,加水至250mL,按4.5.3～ 4.5.5条操作。绘制吸光度值对于钍含量的工作曲线。
4.5 测定
4.5.1 采样、预处理按GB 14883.1规定进行。
4.5.2 浸取：称取0.5～2g(精确至0.001g)灰样于蒸发皿，用少量水将灰润湿，慢慢加入5ml王水，盖上表面皿，在电炉上缓缓蒸干，再放入高温炉中，于450℃灼烧0.5h，取出冷却。加入约20mL6mol/L盐酸溶液，加热至沸，使样品溶解。稍冷，以中速定性滤纸过滤，以热酸性水洗涤蒸发皿，再洗残渣至滤液无色。控制滤液体积在250mL左右。
4.5.3 浓集：往滤液中加入2g草酸，微热使溶。以1:1氨水调节pH至1左右，使生成草酸盐沉淀。若未出现白色沉淀，则在搅拌下逐滴加入2mL钙载体溶液，加热，以促使生成白色沉淀。加热陈化，冷却0.5h以上，离心，弃去上清液。用250mL1％草酸溶液洗沉淀，离心，弃去上清液。沉淀以高氯酸和硝酸各5～10mL溶解并转移至小烧杯中，小火蒸干。
4.5.4 萃取分离：蒸干物冷却后，加10mL水、5mL10％磺基水杨酸溶液、约0.1g固体抗坏血酸，用1:1氨水调节pH至1左右，倒入分液漏斗，用少许水洗烧杯并倒入同一漏斗。加15mL0.3％PMBP-二甲苯溶液，萃取2～3min，分层清晰后弃去水相。用10mL0.1mol/L盐酸溶液萃洗有机相，弃去水相。用15mL6mol/L盐酸溶液反萃取2～3min，静置分层清晰后，将水相放入25mL容量瓶中，再用2mL6mol/L盐酸溶液反萃取有机相一次，合并反萃取液。
4.5.5 于上述容量瓶中依次加入约0.1g抗坏血酸、1mL10％草酸溶液、1mL10％酒石酸溶液和2.00mL0.05％铀试剂Ⅲ溶液，以6mol/L盐酸溶液稀释至刻度。摇匀，放置15min后,以17mL6mol/L盐酸溶液代替样品液加显色剂作为零值，在665nm波长下测定钍的吸光度。从工作曲线上查出相应的钍含量。
4.5.6 化学回收率测定：在分析样品等量灰样中加入钍标准溶液2.00mL，按测定程序操作，测定吸光度，计算回收率。
4.5.7 试剂空白值测定：不用样品灰按以上测定程序，以17mL6mol/L盐酸溶液加入显色剂后作为零值，在同样条件下测出吸光度作为试剂空白，应在结果计算中进行校正。
4.6 计算 公式和符号同3.6条。
5 天然铀测定方法--乙酸乙酯萃取-光电荧光光度法
5.1 原理 食品灰经硝酸浸取，以硝酸铝作盐析剂，经乙酸乙酯萃取分离铀，氟化钠熔融烧球后， 用光电荧光光度计测定铀的含量。
5.2 试剂
5.2.1 乙酸乙酯。
5.2.2 硝酸。
5.2.3 过氧化氢。
5.2.4 4％氟化钠溶液：优级纯或分析纯。
5.2.5 80％硝酸铝溶液：称取400g硝酸铝[Al(NO3)3·9H2O]，溶于水中，稀释至500mL。配制后用等体积乙酸乙酯(或乙醚)萃取洗涤一次。
5.2.6 铀标准溶液：准确称取1.179g经850℃灼烧过的八氧化三铀(优级纯)，用10mL盐酸和3mI过氧化氢加热溶解，蒸至近干。再加入20mL水，使完全溶解后转入10
天然钍测定方法测定限为1×10**-8g/g 灰。