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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  
據相關報道,當地時間8月24日13時,日本福島第一核電站啟動核污染水排海。首-次排海每天將排放約460噸,持續17天,合計排放約7800立方米核污染水。


據海洋機構指出,福島沿岸擁有強洋流,從排放之日起57天內,放射性物質將擴散至太平洋大半區域,10年后蔓延全球海域,對全球魚類遷徙、遠洋漁業、人類健康、生態安全等方面造成嚴重威脅。


圖片 核事故特征性核素

核污染水含有60余種核素,根據其衰變的半衰期長短、所產生的份額(即產額)、可能存在的數量以及可能做長距離遷移等因素進行初步區分,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)統稱為核事故特征性核素。

到目前為止,對于這些物質對海洋生物的影響,無論是實驗條件下或是現場調查的結果都存在空白,沒有具體數據來證實它們的影響到底有多大。


圖片含量低,危害大!

放射性核素該如何檢測?


圖片 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射質譜法(ICP-MS)具有諸多優勢,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易遇到多原子離子干擾,及更大的挑戰的同質異位素離子干擾,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量數太接近,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來進行干擾的徹-底消除。

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三重四極桿ICP-MS在Q1可以設置只允許特定m/z質量數135通過,從而剔除119Sn+,再通過碰撞反應池通入反應氣,Q2設置只允許m/z質量數135通過,從而剔除151BaO+,通過兩根四極桿雙重篩選作用,實現對干擾的徹-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具備兩個獨立的高頻純鉬四極桿質量過濾器。第一個四極桿(Q1)將剔除目標分析物離子以外的所有離子,從而簡化反應池中的反應過程;第二個四極桿(Q2)將過濾出現在池出口處的離子,僅允許目標分析物離子或產物離子穿過到達檢測器,同時搭配高性能碰撞反應池,可以實現氧氣、氨氣、氫氣等多種氣體反應模式,實現對干擾物質的徹-底去除。

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

圖片ICP-MS/MS 測定放射性核素研究過程

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* 注:以上流程圖中富集純化過程實際為手動操作,如果客戶有實際需要,可定制自動化操作前處理設備。

圖片ICP-MS/MS 儀器簡介

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EXPEC 7350型三重四極桿ICP-MS是譜育科技自主研發的第四代三重四極桿高-端無機質譜產品,系統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、分布式碰撞反應池、耐溫濕變化的四級桿質量分析器等質譜核心技術難點,結合液相色譜聯用、氣體在線稀釋系統、自動快速進樣、加氧燃燒、激光剝蝕、大氣直接進樣、有機進樣等專用技術滿足了各種專業的應用需求。

適用于不同應用領域的各類樣品的元素分析、同位素分析和元素形態分析任務,滿足環境、食品、地質、化工、生物、材料、金屬、半導體、核工業等分析要求。

圖片膜去溶  簡介

EXPEC 732是一款專為ICP-MS設計的高靈敏進樣系統。采用譜育科技的去溶技術,使ICP-MS信號增強的同時氧化物 (氫氧化物) 產率最-低。為半導體領域、高純試劑檢測、稀土雜質檢測、放射性核素檢測等領域提供了更高效工作的解決方案。

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主要特點


  • 提升儀器靈敏度4.5-10倍

  • 低至0.05%的CeO/Ce氧化物產率

  • 獨-特的加熱全耗型霧化室,蒸發效率1-0-0%,傳輸效率近1-0-0%

  • 準確穩定,目標元素標準曲線線性R>0.999;穩定性RSD<3%

  • 適配性強,可與 ICP-MS、ICP-MS/MS聯用





研究結果


對100 L海水進行分離富集處理,用膜去溶-ICP-MS/MS測定133Cs、135Cs、137Cs,在質量數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確分析。



海洋是全-人-類賴以生存的藍色家園,承載著無數生物種群的繁衍與演化。核廢水排放所產生的影響需要結合科學儀器的應用來進行全面評估和監測,我們應基于科學,通過透明、公正、科學的方式來應對核廢水排放問題,為決策提供科學依據,從而更好地保護環境和人類健康。





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