环境样品中铯的硅钨酸法测定

1.原理

样品溶液中的以亚硝酸钴钾沉淀形式浓集，沉淀溶解于盐酸后，利用钾的硅钨酸盐在盐酸介质中的不同溶解度，使形成硅钨酸沉淀，将钾留在溶液中。若钾盐含量高，需要重复一次硅钨酸銫的沉淀。最后以高氯酸形式称重、计算。

2.试剂

（1）铯载体溶液（20mg/mL）：溶解12.7g氯化铯于水中，转入500mL容量瓶后，用水稀释到刻度。

载体溶液标定：准确地吸取2mL铯载体溶液到125mL锥形瓶中，加入加1mL浓硝酸和5mL高氯酸，蒸发到冒浓白烟几分钟，取下锥形瓶，冷至室温。加入15mL无水乙醇，搅拌后置于冰水浴冷却几分钟，将高氯酸铯沉淀抽滤于已称重的4号砂芯玻璃坩埚中，用10mL无水乙醇洗涤一次，并于110℃干燥15min，冷却后称重。

（2）硅钨酸溶液：溶解46.4g硅钨酸于100mL水中。

（3）氯化钴。

（4）亚硝酸钠。

（5）6N氢氧化钠溶液。

（6）70%高氯酸。

（7）无水乙醇。

3.样品预处理

（1）沉降物、水（海水除外）

于收集沉降物的水溶液或其他水样中，准确加入1mL铯载体溶液。用盐酸酸化后，在适当的容器中蒸发浓缩到300mL左右。过滤，用水洗残渣几次，每次20mL，弃去不溶物，收集滤液于500mL烧杯中。

将已收集沉降物的粘纸折叠后置于瓷蒸发皿中，准确的加入1mL铯载体溶液，低温炭化至无烟，再经450℃灰化1h。冷却后，小心地加入20mL 6mol/L盐酸，在沸水浴中蒸干。然后加20mL 6mol/L盐酸与干渣浸煮几分钟，趁热过滤，残渣用热水洗几次，弃去不溶物，收集滤液于500mL烧杯中。

（2）气溶胶

收集通过1000m3以上空气的滤膜置于瓷蒸发皿中，用乙醇少许湿润后，准确地加入1mL铯载体溶液，低温炭化至无烟后，于450℃灰化1h。冷却后，小心地加入10mL 6mol/L盐酸与干渣浸煮几分钟，趁热过滤，残渣用热水洗几次，弃去不溶物，收集滤液于200mL烧杯中。

（3）生物样品

新鲜的生物样品经洗净、晾干、称鲜重后，置于烘箱中干燥，然后先低温炭化至无烟，再450℃灰化24h。称取10～20g灰分于瓷蒸发皿中，准确地加入1mL铯载体溶液50mL 6mol/L盐酸，在沸水浴上蒸干，再用20mL 6mol/L盐酸重复蒸干一次。然后加20mL 6mol/L盐酸浸煮几分钟，趁热过滤。残渣用热水洗2次，每次20mL。不溶物连同滤纸再转入瓷坩埚中，作第二次灰化处理。所得滤液及洗涤液合并于300mL烧杯中，弃去不溶物。

（4）土壤

①取200g空气干燥后的土壤于1L容量的瓶中，加入400mL 1mol/L（pH=7）醋酸铵，摇动1h，放置过夜。

②将此混合物过滤于布氏漏斗中，用1.5L 1mol/L醋酸铵几次洗涤，弃去不溶物。将滤液收集于2L烧杯中，再准确加入1mL铯载体溶液，缓慢地蒸发到糨糊状。

③冷却后，加入5mL浓盐酸和20mL浓硝酸，沸水浴上蒸干。

④按步骤③重复用盐酸，硝酸的混合液蒸干2次，以便有机物破坏完全。

⑤冷却后，用6mol/L盐酸润湿干渣，加50mL热水浸取，趁热过滤。再用热水洗几次，每次50mL，弃去不溶物，收集滤液于500mL烧杯中。

4.分析步骤

（1）将含有铯的样品溶液用氨水调节pH到7～8，若有沉淀产生，滤去沉淀，并用热水洗沉淀2次，收集滤液于烧杯中，弃去沉淀。(www.xing528.com)

（2）往滤液中加入10mL冰醋酸，0.4g氯化钾（植物灰不需要加）、4g氯化钴和40g亚硝酸钠，不断搅拌，直到大量黄色亚硝酸钴钾沉淀产生，并在5℃以下放置几小时，让上清液澄清。

（3）倾去大部分上清液，余下部分转入离心管中离心。沉淀用6mol/L醋酸洗3次，每次20mL，弃去离心后的上清液。

（4）对沉淀加入15mL浓盐酸，在沸水浴中加热溶解（注意防止反应过剧，溶液溢出）。若沉淀溶解不完全，则离心，将上清液转入另一个离心管内，对不溶物再加5mL浓盐酸溶解离心，合并上清液，弃去不溶物。

（5）往溶液中加入2mL硅钨酸溶液，搅拌后放置10min，离心沉降。沉淀每次用15mL 6mol/L盐酸洗3次（为防止硅钨酸铯沉淀中包藏钾，应充分搅拌，使沉淀颗粒尽量细小），弃去离心后的上清液。

（6）在硅钨酸铯沉淀中加入1～2mL 6mol/L氢氧化钠溶液，在热水浴上加热促其溶解。用水稀释溶液到约10mL，加入1mL三氯化铁溶液（10mg Fe3+/mL），搅拌后趁热过滤。沉淀用10mL热水洗1次，收集滤液于125mL锥形瓶中，弃去氢氧化铁沉淀。

（7）滤液中加入20mL浓高氯酸，加热蒸发到冒浓白烟（表明高氯酸分解），冷至室温。用10mL水洗1次，合并离心后的上清液于125mL锥形瓶中，弃去黄色沉淀。

（8）将上清液再次蒸发到冒浓白烟，待水分被赶尽后，冷至室温。用20mL无水乙醇转移溶液到离心管中，并在冰浴中冷却5min，离心，弃去上清液。高氯酸铯沉淀再用乙醇充分地洗涤2次（洗去钠离子），每次15mL，弃去离心后的上清液。

（9）用少量乙醇将高氯酸沉淀过滤于可拆卸漏斗内已称中的滤纸上，再用乙醇洗1次，将样品源置于测量盘内，计数。110℃干燥15min，冷却后称重，计算铯的化学回收率。

5.计算

（1）样品源衰变率dCs137

式中：

ICs137—样品源铯-137净计数率（计数/分）

εCs137—测量装置在标定时对铯-137的计数效率（从铯-137的计数效率-重量曲线图中查出）。

（2）样品的放射性强度ACs137

①沉降物

②气溶胶

③水

④生物样品

（被测样品中每克钾相应有1微微居里铯-137的放射性称为1铯单位。在计算铯单位时，需要测定被测样品中的钾含量）

⑤土壤

以上各式中，

YCs—铯的化学回收率；

C·U—铯单位（微微居里铯-137/克钾）；

G3—每千克鲜重样品的含钾量（克钾/千克鲜）；

G4—每平方千米采样深度的土壤含钾量（克钾/千米2）；

其他符号与硝酸盐沉淀法测定锶-90的代表含义相同。