三辛烷叔胺萃取分光光度法在水中钍检测中的应用

李 静

（山西省核与辐射安全中心，山西 太原 030000）

本文中利用三辛烷叔胺分光光度法检测水中钍的含量，这种检测方法简单，检测限度较大，具有较高的准确度，适用于地表水、地下水、工业废水中钍的检测。

1 原理

水中钍的含量是放射性监测和评价的主要指标。当前，针对水中钍的检测方法主要有两种，一种是国家标准方法，这种方法主要是通过氢氧化镁沉淀载带钍，然后通过三烷基氧膦萃淋树脂实现对干扰的分离，最后用偶氮进行显色的测定。

2 试验

2.1 试验器材与试剂

本实验采用的器材有紫外分光光度计、分液漏斗振荡器、离心机。采用的试剂有：铀试剂、二甲苯溶液、N-235、N-235和二甲苯溶液的混合试剂、饱和硝酸铝溶液、Fe3+溶液、浓度为8mol/L的盐酸溶液、草酸溶液、标准钍溶液。

2.2 试验样品的收集与处理

在本实验分别采集了地表水水、饮用水、地下水和废水，其中地表水样点采集方法如下：在河水的控制断面进行样品采集，当断面水面宽度＜10m的时候，在主流中心进行采样，当断面水面宽度＞10m的时候，在左边、中间、右边三个地方采集水样。针对饮用水、地下水的样品采集。自来水的水样直接采集水管，井水水样从饮用水井中采集。针对废水水样的采集，主要是从工作车间排污口采集。在采集完样品之后还需要对样品进行一定的处理。实验人员量取两升地表水、地下水、饮用水或者量取0.5L排污口废水。在水样中滴加浓硝酸将水样的酸碱度调节至1，然后将水样放置到电炉上进行加热处理，使水样保持沸腾。五分钟后将水样取下，加入适当的Fe3+溶液，搅拌均匀之后再滴加浓氨水，在滴加浓氨水的时候要边搅拌边滴加，将溶液的酸碱度调节至8～9。当水样中反应形成的Fe(OH)3完全沉淀之后，静置数分钟后将水样的上清液去除，在去除上清液的时候建议采用离心分离的方法，以免对已形成的沉淀造成影响。在分理出沉淀物质之后要用酸碱度为8的氨水进行洗涤，然后用4mL的浓硝酸在水浴条件下将洗涤后的沉淀溶解，等待测样。

2.3 测定步骤

首先，用浓度为2mol/L的硝酸溶液将等待测量的样品转移到容量为60mL的分液漏斗中，并添加水将其稀释到20mL，向漏斗中加入体积相同的饱和硝酸铝溶液[1]。然后按照有机相和水相为1∶1的比例加入体积比为10%的二甲苯和N-235的混合溶液，萃取震荡5min左右，然后保持溶液静置等待液相分离，将水相取出丢弃。再后用5mL的稀硝酸溶液对剩余的液相进行洗涤，重复两次，每次震荡3min，静置之后等待分相，将水相去除。如果在萃取的过程中出现水相和有机相的界限分不清楚的情况，可以再次添加浓度为4mol/L的稀硝酸溶液洗涤，添加量为6mL。用4mL和3mL 8 mol/L盐酸溶液分别反萃取钍两次，每次震荡5min，然后将这两次反萃取得到的溶液合并，将合并后的溶液添加到含有一定量的抗坏血酸和尿素的容量瓶中。在这一过程中需要注意的是一定要谨慎操作，防止有机相流进容量瓶中，对最终数据造成影响[2]。在容量瓶中添加适量的草酸溶液和铀试剂，然后用盐酸溶液进行稀释。将分光光度计的波长设置为665 nm，清洗比色皿，将试剂空白参比测定钍的吸光度值，并在标准曲线上对比查找钍含量。在测定完毕之后，利用如下公式进行计算：

其中，A表示样品中钍的质量浓度，单位为ug/L；N表示对照标准曲线查到的钍的质量，单位为ug；V表示待测水样的体积，单位为L；C表示方法回收率，单位为%。

3 结果讨论

3.1 作标准曲线

分别取七个容量瓶，在每个瓶子中加入一定量的抗坏血酸和尿素，之后再加入含钍的标准溶液，溶液取量如下：0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL。分别将上述溶液配置成如下浓度：0.05mol/L、0.10mol/L、0.15mol/L、 0.20mol/L、 0.30mol/L、 0.40mol/L、0.50mol/L。将上述溶液以此装到比色皿中，然后放入分光光度计中进行测定。将测定结果记录下来并绘制标准曲线，并计算得到回归方程Y=6.08X+0.0095，相关系数为0.9998。在实验中还需要做空白试验，本实验将去离子水作为空白试验，重复上述步骤，进行实验测定。重复七次空白试验，得到测定结果为0.030μg/L，实验结果的标准差为0.009μg/L。按照公式t(n-1,0.99)×S得出检出限，本实验中t取值为3.134。经过计算得出结果为0.028μg/L。将四倍检出限作为本方法的检出下限，计算得检出下限为0.11μg/L。

3.2 精确度验证

针对精确度的验证，本实验分别采集地表水和排污口排放的污水，两个地方的样品采集数量都是一个，然后分别向样品中加入适当的标准溶液，其中地表采集水样中加入标准溶液的量为0.5ug/L，排污口废水水样加入标准溶液的量为2.0ug/L。重复之前的操作步骤准备六个待测水样，对测定方法的精确度进行测定。结果显示，在对不同水样进行测定之后得出相对标准偏差为6.5%～19.7%，回收率为90.0%～92.8%。这表明本方法的精确度比较好。

3.3 不同环境下样品分析结果

选取三个不同环境质量控制点水样，用上述分光光度法进行测定，同时对比双样测定的结构，见表1。由表1可以看出，水样测定的结构在实验允许发生的误差范围内，这说明本方法可以在地表水、地下水、饮用水中钍的测定中实现良好的应用。

表1 三个不同环境质量控制点水样

综上所述，本实验采用三辛烷叔胺萃取分光光度法对水中钍的含量进行了测定，使用氢氧化铁和水中所含的钍形成共沉淀，然后静置沉淀，利用浓硝酸溶解沉淀，在N-235和盐酸萃取与反萃取的作用下对钍进行进一步的分离提纯，最后在试剂铀共同作用形成络合物，用分光光度计测定吸光度。这种方法和传统的测定方法相比，需要采集的样品量减少了，同时也提高了整个检测的精确度。