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核污水排海 | 譜育科技 ICP-MS/MS 助力核污水放射性核素分析檢測

來源：聚光科技（杭州）股份有限公司 2023年09月07日 09:40

據(jù)相關(guān)報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月24日13時(shí)，日本福島第一核電站啟動(dòng)核污染水排海。首-次排海每天將排放約460噸，持續(xù)17天，合計(jì)排放約7800立方米核污染水。

據(jù)海洋機(jī)構(gòu)指出，福島沿岸擁有強(qiáng)洋流，從排放之日起57天內(nèi)，放射性物質(zhì)將擴(kuò)散至太平洋大半?yún)^(qū)域，10年后蔓延全球海域，對全球魚類遷徙、遠(yuǎn)洋漁業(yè)、人類健康、生態(tài)安全等方面造成嚴(yán)重威脅。

核事故特征性核素

核污染水含有60余種核素，根據(jù)其衰變的半衰期長短、所產(chǎn)生的份額（即產(chǎn)額）、可能存在的數(shù)量以及可能做長距離遷移等因素進(jìn)行初步區(qū)分，將其中的8種核素——氚（3H 或T)、銫-137（137Cs）、銫-134（134Cs）、鍶-90（90Sr）、鍶-89（89Sr）、鈷-60（60Co）、碘-129（129I）、銻-125（125Sb）和釕-106（106Ru）統(tǒng)稱為核事故特征性核素。

到目前為止，對于這些物質(zhì)對海洋生物的影響，無論是實(shí)驗(yàn)條件下或是現(xiàn)場調(diào)查的結(jié)果都存在空白，沒有具體數(shù)據(jù)來證實(shí)它們的影響到底有多大。

含量低，危害大！

放射性核素該如何檢測？

放射性核素的分析方法

目前用于分析放射性元素含量的儀器有多種，其中電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜法（ICP-MS）具有諸多優(yōu)勢，比如線性范圍寬、檢出限極低、靈敏度高、分析速度快等，被廣泛的用于半衰期較長的放射性同位素的分析。

目前市面上ICP-MS以單四極桿為主，但是單四極桿ICP-MS在分析放射性同位素時(shí)易遇到多原子離子干擾，及更大的挑戰(zhàn)的同質(zhì)異位素離子干擾，比如Zr90對Sr90的干擾，以及Ba137對Cs137的干擾等，干擾成分與待測離子的質(zhì)量數(shù)太接近，單四極桿ICP-MS對于此類干擾的消除能力非常有限，這種情況下就需要用三重四極桿ICP-MS來進(jìn)行干擾的徹-底消除。

三重四極桿ICP-MS在Q1可以設(shè)置只允許特定m/z質(zhì)量數(shù)135通過，從而剔除119Sn+，再通過碰撞反應(yīng)池通入反應(yīng)氣，Q2設(shè)置只允許m/z質(zhì)量數(shù)135通過，從而剔除151BaO+，通過兩根四極桿雙重篩選作用，實(shí)現(xiàn)對干擾的徹-底去除。

聚光科技自主孵化子公司譜育科技 EXPEC 7350型三重四極桿ICP-MS具備兩個(gè)獨(dú)立的高頻純鉬四極桿質(zhì)量過濾器。第一個(gè)四極桿(Q1)將剔除目標(biāo)分析物離子以外的所有離子，從而簡化反應(yīng)池中的反應(yīng)過程；第二個(gè)四極桿(Q2)將過濾出現(xiàn)在池出口處的離子，僅允許目標(biāo)分析物離子或產(chǎn)物離子穿過到達(dá)檢測器，同時(shí)搭配高性能碰撞反應(yīng)池，可以實(shí)現(xiàn)氧氣、氨氣、氫氣等多種氣體反應(yīng)模式，實(shí)現(xiàn)對干擾物質(zhì)的徹-底去除。

目前譜育科技EXPEC 7350具備成熟的方案來應(yīng)對核污水中的放射性核素檢測。

ICP-MS/MS 測定放射性核素研究過程

* 注：以上流程圖中富集純化過程實(shí)際為手動(dòng)操作，如果客戶有實(shí)際需要，可定制自動(dòng)化操作前處理設(shè)備。

ICP-MS/MS 儀器簡介

EXPEC 7350型三重四極桿ICP-MS是譜育科技自主研發(fā)的第四代三重四極桿高-端無機(jī)質(zhì)譜產(chǎn)品，系統(tǒng)攻克了高溫氣體流場控制、多級梯度真空、高靈敏的離子接口、分布式碰撞反應(yīng)池、耐溫濕變化的四級桿質(zhì)量分析器等質(zhì)譜核心技術(shù)難點(diǎn)，結(jié)合液相色譜聯(lián)用、氣體在線稀釋系統(tǒng)、自動(dòng)快速進(jìn)樣、加氧燃燒、激光剝蝕、大氣直接進(jìn)樣、有機(jī)進(jìn)樣等專用技術(shù)滿足了各種專業(yè)的應(yīng)用需求。

適用于不同應(yīng)用領(lǐng)域的各類樣品的元素分析、同位素分析和元素形態(tài)分析任務(wù)，滿足環(huán)境、食品、地質(zhì)、化工、生物、材料、金屬、半導(dǎo)體、核工業(yè)等分析要求。

膜去溶簡介

EXPEC 732是一款專為ICP-MS設(shè)計(jì)的高靈敏進(jìn)樣系統(tǒng)。采用譜育科技的去溶技術(shù)，使ICP-MS信號增強(qiáng)的同時(shí)氧化物 (氫氧化物) 產(chǎn)率最-低。為半導(dǎo)體領(lǐng)域、高純試劑檢測、稀土雜質(zhì)檢測、放射性核素檢測等領(lǐng)域提供了更高效工作的解決方案。

主要特點(diǎn)

提升儀器靈敏度4.5-10倍
低至0.05%的CeO/Ce氧化物產(chǎn)率
獨(dú)-特的加熱全耗型霧化室，蒸發(fā)效率1-0-0%，傳輸效率近1-0-0%
準(zhǔn)確穩(wěn)定，目標(biāo)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線線性R>0.999；穩(wěn)定性RSD＜3%
適配性強(qiáng)，可與 ICP-MS、ICP-MS/MS聯(lián)用

研究結(jié)果

對100 L海水進(jìn)行分離富集處理，用膜去溶-ICP-MS/MS測定133Cs、135Cs、137Cs，在質(zhì)量數(shù)m/z = 135和137的空白信號 < 1 cps，1 ng/mL 133Cs靈敏度為113600 cps，檢出限為2×10-16g/L（135Cs :8.4 μBq m-3; 137Cs :0.67 μBq m-3），該檢出限可以滿足對海水中超痕量放射性核素的準(zhǔn)確分析。

海洋是全-人-類賴以生存的藍(lán)色家園，承載著無數(shù)生物種群的繁衍與演化。核廢水排放所產(chǎn)生的影響需要結(jié)合科學(xué)儀器的應(yīng)用來進(jìn)行全面評估和監(jiān)測，我們應(yīng)基于科學(xué)，通過透明、公正、科學(xué)的方式來應(yīng)對核廢水排放問題，為決策提供科學(xué)依據(jù)，從而更好地保護(hù)環(huán)境和人類健康。

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