Спосіб визначення стронцію-90

1. Спосіб визначення стронцію-90, який включає сорбцію стронцію з кислотного розчину проби шляхом пропускання її через патрон із сорбентом, елюювання стронцію, осадження його важкороз 42873 пускання її через патрон із сорбентом, елюювання стронцію, осадження його важкорозчинних солей та вимірювання b-активності отриманого препарату, тим, що як сорбент використовують попередньо оброблений волокнистий поліефірний сорбент VS-15, причому сорбцію проводять із середовища 5,5-7,0 М по азотній кислоті, а елюювання здійснюють 0,2-0,4 М розчином трилону Б. Крім того, попередню обробку сорбенту VS-15 здійснюють шляхом послідовної дворазової промивки його дистильованою водою і 6 М розчином азотної кислоти. Новим у винаході, що пропонується, є використання попередньо обробленого волокнистого поліефірного сорбенту VS-15, а також умови сорбції і елюювання. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю запропонованих ознак і досягнутим результатом можна пояснити наступним. Відомо використання сорбенту VS-15 (ТУ 019ХС від 20.10.1992 p. МВП "Хімтехсервіс", Одеса) для визначення комплексоутворюючих властивостей гумінових кислот (див. Отчет по договору № 95/3.І/ІІ от 02.04.1995 г. "Разработка методики радиохимического тестирования комплексообразующих свойств природных органических веществ. Раздел - Исследование влияния микробиологического фактора на миграцию радионуклидов в природных системах и возможностей его использования для дезактивации" с НТЦ НПО "Припять", регистрационный № 0195 U 025136). Відома також сорбція стронцію-90 на іонообмінних смолах (див. Полуэктов Н.С. и др. Аналитическая химия стронция. - М.: Наука, 1978. С. 223). Крім того відомо використання сорбції стронцію-90 на інших носіях. Але всі відомі способи пов'язані або с попереднім виділенням з розчинів, які аналізують, осаду карбонатів стронцію та інших лужноземельних металів з наступним розділенням Са, Sr, Ва і Mg на колонці, або з отриманням грунтових екстрактів шляхом електродіалізу, що значно знижує вміст у пробі Fе, Аl, Мn та інших елементів, але пов'язано з великими затратами часу (електродіаліз грунтів здійснюють 12-14 годин). З науково-технічної і патентної літератури не можна передбачити здатність сорбенту VS-15 кількісно здобувати стронцій з дуже кислих середовищ. Це, в свою чергу, обумовлює високу селективність (ступінь відділення) його від більшості заважаючих елементів і радіонуклідів. Умови сорбції і елюювання підібрані експериментально. Вплив цих умов показано в таблиці І. Спосіб здійснюється таким чином. До попередньо підготовленої проби додають розчин, який містить стронцій і азотну кислоту. Суміш перемішують і упарюють у два рази. Після охолодження ретельно перемішують, водну фазу відокремлюють. Осад промивають азотною кислотою, центрифугують і об'єднують водні фази, а осад відкидають. Кислотність водної фази доводять до 5,5-7,0 М по азотній кислоті. Далі водну фазу пропускають через сорбент VS-15, попередньо оброблений. Після пропускання сорбент промивають азотною кислотою, водну фазу відкидають. Сорбент обробляють аміаком, додають гарячий розчин трилону Б і витримують 15 хвилин. Далі сорбент послідовно промивають гарячим розчином трилону Б і водою, промивні води збирають. До водної фази додають індикаторну суміш і концентровану азотну кислоту. Розчин обробляють сульфатом амонію і витримують на плитці до випадання осаду. Оброблений осад переносять на підложку і вимірюють b-активність. Приклад 1 Визначення стронцію-90 у пробі грунту Наважку 50 г грунту, який попередньо оброблений протягом 8 годин при 550°С, вміщують у стакан об'ємом 400 см3. Додають 1см3 розчину носія стронцію у кількості 50 мг/см3 і 100 см3 азотної кислоти (співвідношення 1:1). Суміш ретельно перемішують, упарюють у два рази і охолоджують. Водну фазу відокремлюють центрифугуванням, осад промивають 10 см3 азотної кислоти (співвідношення 1:1) і вдруге центрифугують. Водні фази об'єднують, осад відкидають. Титруванням визначають кислотність об'єднаної водної фази. Кислотність водної фази доводять до 5,5 М по азотній кислоті. Далі водну фазу два рази пропускають через патрон, який містить 4 г волокнистого поліефірного сорбенту VS-15 попередньо обробленого шляхом послідовного промивання спочатку дистильованою водою (по 25 см3), а після азотною кислотою (по 25 см3). Після пропускання проби сорбент промивають 25 см3 азотної кислоти при співвідношенні 1:1 і водні фази відкидають. Потім сорбент обробляють 10 см3 водного розчину аміаку при співвідношенні 1:1, додають 20 см3 гарячого 0,2 М розчину трилону Б і витримують 15 хвилин. Після цього сорбент послідовно промивають ще 20 см3 гарячого 0,2 М розчину трилону Б і 20 см3 гарячої води. Всі водні фази об'єднують. До об'єднаної водної фази додають 5-7 крапель індикаторної суміші с рН переходу 5,1 і додають концентровану хлористоводневу кислоту до переходу забарвлення. Розчин нагрівають на плитці до кипіння, додають 10 г сульфату амонію, перемішують і залишають на плитці на 1 годину до повного випадіння осаду сульфату стронцію. Після охолодження осад сульфату стронцію відділяють центрифугуванням і послідовно промивають спочатку дистильованою водою, а після етанолом. Осад переносять за допомогою етанолу на підложку, вага якої відома. Підложку з осадком зважують для визначення хімічного виходу стронцію і вимірюють b-активність приготовленого таким чином препарату. Результати приведені в табл. 1. Приклади 2-7 здійснювали аналогічно прикл. 1, але при різних значеннях кислотності середовища, із якого проводять сорбцію, та умовах елюювання. Для порівняння вміст стронцію-90 паралельно визначали і базовим методом, який використовується у відповідності до рекомендацій Мінчорнобиля і Мінекобезпеки України (див. Методика 2 42873 определения стронция-90 в почвах и золе растений. Инструкция и методические указания по оценке радиационной обстановки на загрязненной территории. М.: Госкомгидромет, 1989 г.). Результати приведені в табл. 1. Як виходить з даних, наведених в табл. 1, при кислотності менше 5,5 М HNO3 ми не маємо повного кількісного здобування стронцію з розчину (прикл. 4). Це приводить до збільшення помилки визначення стронцію-90. При кислотності більше 7,0 М HNO3 стронцій настільки сильно утримується на сорбенті VS-15, що його елюювання можливе тільки на 20-30% (прикл. 5). Вказане також приводить до різкого збільшення помилки визначення. При концентрації розчину для елюювання (трилону Б) менше 0,2 М стронцій елюірується не повністю (прикл. 6), а при концентрації трилону Б більше 0,4 М не спостерігається кількісне осадження сульфату стронцію із отриманого елюату (прикл. 7). Стронцій осаджується тільки на 40-50%, що також викликає помилки визначення. В табл. 2 приведені порівняльні дані визначення стронцію-90 способом, що пропонується, прототипом і аналогом. Як видно з табл. 2 тривалість пропонованого способу скорочується у 12 разів. Значно скорочується і число операцій - в 2,5-3 рази, що спрощує пропонований винахід. Слід також відмітити, що сорбент VS-15 дозволяє виконати 100 аналізів без перевантаження колонки. Таблиця 1 Вплив режимів способу на визначення стронцію-90 № п/п 1 2 3 Кислотність проби CHNО3, М 5,5 6,0 7,0 Концентрація розчину трилону Б, М 0,2 0,3 0,4 Коефіцієнт хіміч. виходу стронцію, % 85 82 84 4 5,0 0,3 7,8 0,3 6,0 0,1 42 7 6,0 0,5 Примітка Не спостерігається повного і кількісного здобування Sr з розчину проби Стронцій міцно утримується сорбентом VS-15, кількісно не елюірується Стронцій елюірується не повністю (50%) Не спостерігається кількісне осадження SrSO4 із елюату 17 6 Вміст Sr-90, Ki/кг (базовий метод) 1,70.10-8 3,20.10-7 6,85.10-10 31 5 Вміст Sr-90, Ki/кг (пропонований спосіб ) 1,83.10-8 3,41.10-7 7,52.10-10 45-50 Таблиця 2 Порівняльні дані визначення стронцію-90 різними способами Параметри Спосіб, що пропонується Аналог Прототип Sr-90 Y-90 Sr-90 Так Ні Ні 4 години 6-7 діб 2 доби 5-6 операцій 2 операції Ізотоп, за яким визначаються вміст стронцію90 Чи дозволяє спосіб “напряму” здобувати Sr-90 із розчинів складного хімічного складу, які аналізують Час, необхідний для визначення Sr-90 Кількість попередніх операцій осадження, які необхідні для очищення розчину перед визначенням Sr-90 3 42873 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4