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灰色理论模型在河流放射性核素浓度预测中的应用

2014-11-28洪韵(

绿色科技 2014年1期
关键词:阴离子黄浦江水样

洪韵(

摘要:基于上海市黄浦江水2004~2012年的监测数据,采用灰色理论模型GM(1,1)对黄浦江水中放射性核素226Ra、90Sr、总U、总Th浓度变化进行模拟预测,并利用Matlab语言编程计算模型中的预测值、均方差比值及小误差概率,验证了该模型在预测河流放射性核素浓度方面的可行性,表明灰色理论模型可用于河流放射性污染的预警。

关键词:灰色模型GM(1,1);放射性浓度;预测;预警

1引言

随着福岛核事故的发生,大量放射性废水的排放使得日本福岛周边的饮用水水源地水质、海水及自来水均受到不同程度的污染[1],人们越来越重视水体中放射性污染。目前,我国各省市环保部门均对各种水体中放射性核素含量进行监测,但我国并未制定水质放射性核素浓度的污染标准。因此,对水体中放射性核素浓度预测可为环境监督提供参考。本文将根据上海市黄浦江水中放射性核素浓度,建立灰色模型GM(1,1)[2],通过精度检验,确认该模型在河流放射性核素浓度预测中的可行性。

2分析方法及分析结果

2.1水中总U分析方法

水中总U浓度分析采用液体荧光标准加入法。利用直接在水样中加入一定量的荧光增强剂,搅拌均匀,使之与水样中铀酰离子生成一种荧光效率很高的单一络合物,在波长为337nm的光源激发下产生波长为500nm、522nm和546nm的荧光,水样中铀浓度与荧光强度成正比,分析仪器通过测量荧光强度,测定水样中的总U浓度。在水样中加入一定量已知浓度的标准铀试剂可提高分析的准确性。

2.2水中总Th分析方法

水中总Th浓度分析采用N235-二甲苯萃取分光光度法。N235是含8~10个碳原子的长链叔胺型萃取剂(俗称三烷基叔胺),通式为R3N。它具有阴离子交换的特性,在盐析剂硝酸铝存在下,它与硝酸溶液中钍的络阴离子[Th(NO3)6]-2发生阴离子交换而萃取钍,反应式如下:

2R3N·HNO3+[Th(NO3)6]-2(R3NH)2·TH(NO3)6+2NO-3

然后利用钍在盐酸介质中不能形成络阴离子的特性,用7N盐酸选择性反萃钍,反应式如下:

(R3NH)2·Th(NO3)6+2Cl-→2R3N·HCl+Th4++6NO-3

在掩蔽剂的作用下,用偶氮砷Ⅲ(即铀试剂Ⅲ)比色定量测定Th。

2.3水中226Ra分析方法

水中226Ra分析采用氢氧化铁-碳酸钙载带射气闪烁法。在酸性(pH≤2)介质中,混合氢氧化铁和碳酸钙作为载体,吸附共沉淀浓集水样中的镭,用盐酸溶解沉淀物并过滤,滤液置于扩散管中封存一定时间后,将积累的氡抽入ZnS闪烁室中,用氡钍分析仪通过测量氡浓度推算出水样中226Ra的活度浓度。

2.4水中90Sr分析方法

水中90Sr分析采用二-(2-乙基己基)磷酸萃取色层法。使用色层柱吸附样品中的钇,将钇与锶离子分离,利用低浓度硝酸淋洗色层柱清除杂质,再用高浓度硝酸解吸钇,通过快速测定钇-90的浓度确定锶-90的浓度。

2.5分析结果

2004~2012年采集上海市黄浦江十六铺断面水样,按照上述分析方法测量水样中总U、总Th浓度及226Ra、90Sr活度浓度,分析结果见表1。endprint

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